Практическая работа № 19 (прм)

Тема: Нанесение на план и разрезы горных выработок

Цель: 1. Познакомить со способами нанесения на план и разрезы горных выработок

2. Научить наносить на план и разрезы горные выработки

Оборудование: учебные карточки, линейка, карандаш

План: 1.Теоретические данные

2. Практическая работа

Теоретические данные:

Практическая работа № 21 (прм)

Тема: Построение предохранительного целика

Цель: 1. Познакомить с методами охраны зданий и сооружений от сдвижения горных пород

2. Научить строить предохранительный целик под отдельное здание

Оборудование: линейка, калькулятор, карандаш

План: 1 .Теоретические данные

2. Практическая работа: решение задачи по построению предохранительного целика

1.Теоретические данные:

Проведение горных выработок вызывает перераспределение напряжений в массиве горных пород. Если возникающие напряжения превосходят прочность горных пород, то это ведет к разрушению горных пород и их перемещению в сторону выработанного пространства. Такое перемещение называется сдвижением горных пород. При некотором соотношении размеров выработанного про­странства и глубины горных работ зона сдвижений достигает земной поверхности. В результате этого на ней образуется впадина, называемая мульдой сдвижения.

Различают четыре вида мер охраны объектов, находящихся в зоне влияния подземных разработок.

Горные меры: закладка выработанного пространства, частичная выемка рудного тела по мощности или площади, увеличение скорости подвигания очистного забоя, изменение порядка отработки запасов руды под охраняемым объектом и др.

Конструктивные меры: разделение длинного здания вертикальными деформационными (осадочными) швами на отдельные отсеки для уменьшения жесткости конструкции; усиление отдельных конструктивных элементов или сооружения в целом тяжами или железобетонными поясами для ослабления влияния кривизны в мульде сдвижения земной поверхности; применение податливых фундаментов, компенсационных траншей в грунте вдоль здания (сооружения) для снижения горизонтальных деформаций; поддомкрачивание отдельных частей зданий (сооружений) на период их подработки и др.

Временное изменение характера эксплуатации подрабатываемого объекта на период опасных деформаций: переселение жильцов, прекращение учебного, производственного процесса и т.д. После затухания процесса сдвижения и проведения ремонтных работ эксплуатация объекта продолжается.

Оставление предохранительных целиков, если другие меры охраны не могут гарантировать нормальную эксплуатацию объекта или являются экономически неоправданными.

Предохранительные целики уменьшают деформации земной поверхности до безопасных величин, но снижают степень извлечения полезных ископаемых.

Построение предохранительных целиков для зданий и сооружений выполняется способом

вертикальных разрезов по простиранию и вкрест простирания месторождения полезного ископаемого.

Границы зоны опасных сдвижений определяются углами в наносах φ, в коренных породах β и γ для разреза вкрест простирания и δ - для разреза по простиранию месторождения.

Границы предохранительных целиков строятся относительно охраняемой площади, включающей охраняемый объект (ствол, копер, здание, скважину) и берму вокруг него. Ширина бермы выбирается в соответствии с действующими нормативными руководствами.

На разрезах вкрест простирания и по простиранию залежи для построения границ целика от охраняемой площади проводятся наклонные линии под соответствующими углами φ сдвижения в на­носах и в коренных породах β ,γ, δ до пересечения с почвой залежи. Соединив полученные точки пересечения линий с почвой залежи, получают границы целика. Предохранительные целики оставляют­ся до горизонта безопасной глубины. Безопасная глубина Н_б определяется по формуле

Н_б =Кт

(К коэффициент безопасности; т - вынимаемая мощность) и отсчитывается при построении границ предохранительного целика от земной поверхности по вертикали.

Примеры решения задачи

Задача 1. Построить план и разрезы предохранительного целика в масштабе 1:2000 при следующих исходных данных. Пластообразная залежь средней мощности (т = 2 м) и с углом падения α = 26° расположена на глубине 150 м; мощность наносов 30 м. Ниже наносов вплоть до залежи залегают сланцы. На поверхности в районе залежи расположено здание размером 20 х 40 м. Его длинная ось составляет с линией простирания угол 45°. Установлено, что угол сдвижения в наносах φ = 60°. Углы сдвижения в сланцах γ = 70° ; δ = 65°; величина угла β определяется по формуле β = 90°- α. Ширина предохранительной бермы 20 м; коэффициент безопасности К_б, = 120; плотность полезного ископаемого 1,4 т/м³.

Решение. Схема построения целика под охрану здания приведена на рис. 1.

По аналогии с этам рисунком на листе ватмана соответствующего размера в нижнем углу строят в заданном масштабе плановый контур охраняемого объекта, принимая линии простирания залежи совмещенными с вертикальными линиями плана. Через угловые точки объекта проводят линии, параллельные про­стиранию и падению залежи. Вокруг прямоугольника abсd, стороны которого должны быть параллельны линиям падения и простирания залежи, строят берму безопасности шириной 20 м. Полученная фигура ABCD подлежит охране от возможных деформаций. Через центр охраняемой площади проводят вертикальные разрезы вкрест простирания и по простиранию залежи (см. рис. 1).

На разрезах показывают уровни земной поверхности и наносов, залежь, горизонт безопасной глубины, охраняемый объект и берму в соответствующих вертикальных плоскостях проекциями точек А, В, С, D. От этих точек на разрезах под углом сдвижения ф = 60° проводят линии до контакта наносов и сланцев. От полученных точек К_, L, М, N проводят линии под углами сдвижения в коренных породах γ со стороны падения, β - со стороны восстания залежи на разрезе вкрест простирания, δ - на разрезе по простиранию. Точки пересечения линий, проведенных под углами γ и β с горизонтом безопасной глубины или с залежью (если она расположена выше Н_б), определяют положение границ целика на разрезе вкрест простирания (точки R и Р), а пересечения проекций этих точек на другую вертикальную плоскость с линиями, проведенными под углом δ, определяют границы целика на разрезе по простиранию (линии Q'S' и Т′Е').

По полученным границам целика на разрезах вкрест и по простиранию строят на плане контур, который будет представлять собой плановое изображение предохранительного целика для данного объекта охраны (Q′, S′,E′,Т′).

Рис.1. Схема построения предохранительного целика под отдельное здание.