/
Text
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИМ
И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ ГАЛУРГИИ
(ВНИИГ)
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ВЫБОРУ МЕР ОХРАНЫ ДЛЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ,
СТРОЯЩИХСЯ И ПРОЕКТИРУЕМЫХ ОБЪЕКТОВ
НА ТЕРРИТОРИЯХ, ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ
КАЛИЙНЫМИ РУДНИКАМИ
ЛЕНИНГРАД
1976
УДК 622.834
Методические указания по выбору мер охраны дитя существую- Г Д ;
щих, строящихся и проектируемых объектов на территориях, подра-_ '
батываемых калийными рудниками. Л., ВНИИГ, 1976.
266 с.‘, ил,59 , табл.35 , сп.лит. 37 назв.
В настоящих методических указаниях изложены основные поло-
жения, касающиеся определения существующих и прогноза ожидае-
мых деформаций земной- поверхности на территориях трех разраба-
тывающихся шахтным способом калийных месторождений Советского
Союза, выбора и оценки технической эффективности горных мер
уменьшения этих деформаций. Разработанные положения являются
результатом обобщения многолетних инструментальных наблюдений
за оседаниями земной поверхности на калийных месторождениях и
анализа данных последних научных разработок о закономерностях
процессе сдвижения, его развития во временив различных частях
образующихся мульд.
В работе широко использован большой опыт в этой области, на-
копленный в отечественной угольной промышленности, а также опыт
подработки водозащитных отложений на калийных меаторождениях и
результаты оценки достигаемых и допустимых для них деформации.
Основные положения методических указаний проиллюстрированы
примерами.
Методические указания предназначено для организаций, про-
ектирующих здания и сооружения на территориях залегания калий-
~ннх солей, и предприятий, осуществляющих разработку калийных ме-
сторождений, а также эксплуатацию зданий, сооружении и природ-
ных объектов на подрабатываемых территориях.
© Всесоюзный научно-исследовательский
и проектный институт галургии (ВНИИГ), 1976.
Введение
На площадях залегания калийных руд и на территориях руд-
ников располагается большое количество разнообразных объектов,
безаварийная эксплуатация которых возможна лишь при ограничен-
ных деформациях земной поверхности. Это многоэтажные жилые до-
ма, кирпичные и крупнопанельные, общественные здания - школы,
больницы, институты многочисленные промышленные объекты и
о
коммуникации.
Подобные объекты на месторождениях различных полезных ис-
копаемых могут подрабатываться только при соблюдении мер охра-
ны,; регламентируемых известными инструкциями Госгортехнадзо-
ра СССР. В калийной промышленности до последних лет такие ме-
ры не разрабатывались, поскольку существовало мнение, что на
калийных рудниках деформация земной поверхности протекает мед-
ленно и срок эксплуатации объектов всегда меньше времени, за
которое деформация достигает опасных значений.
Однако обобщение и анализ многолетних инструментальных
наблюдений за оседаниями земной поверхности.и деформациями ць
ликов, проводящихся jpa всех калийных месторождениях Советско-
го Союза, а такие зарубежные данные показывают, что это не так..
Установлено, что оседание земной поверхности есть функция
деформирования междукамерных целиков, которые, находясь под
действием нагрузок, создаваемых весом вышележащих породных от-
Л ложений, оказывают равное этим нагрузкам реактивное сопротив-
ление, независима от величины достигнутых деформаций» Целики
деформируются о малыми скоростям» не вое время, а лишь да до-
стижения некоторых критических значений, на что во многих олу-.
чаях уходят многие годы. Ранее сохраняющие устойчивость пого-
лочцны, разделяющие камеры сближенных калийных пластов, под
влиянием развивающихся во времени деформаций ползучести через
определенное количество лет разрушаются. Это приводит к прев-
ращению независимых до того целиков каждого пласта в высокие
многослойные и равнопрочные по высоте целики с намного большей
(из-за высоты) деформативностью, но меньшими (из-за изменения
отношения ширины к высоте) значениями/критических деформации,
а следовательно, и к сокращению срока деформирования с ма®“»'
- 4 -
скоростями. Такие явленияi, вызванные в последние годы во мно-
гих случаях значительно большей, чем в предшествующее время,
степенью нагружения, целиков, есть следствие стремления сохра-
нить неизменным уровень извлечения руд на всех новых участках
месторождений', не считаясь с ухудшением горно-геологических
условий.’ Новые участки располагались, как правило, на больших
глубинах, следовательно, нагрузка на целики увеличивалась,'на но-
вых участках породы кровли обладали меньшей устойчивостью, что
вызывало- необходимость уменьшения ширины камер, а сохранение
неизменной их высоты при пропорциональном уменьшении ширины
целиков опять-таки приводило к такому изменению их формы, при
которой несущая способность при неизменных нагрузках уменьша-
лась. Это также увеличивало степень нагружения целиков и ско-
рость их деформирования, чему, способствовало и уменьшение проч-
ности рудосодержащих пород.
И наконец, в последние годы начали применять новые систе-
мы разработкш, при которых скорости ооеданий земной поверхно-
сти не могли не возрасти. Это, прежде всего, камерная система
с опусканием толщи на податливые целики и системы разработки
длинными столбами ^обрушением кровли.
Увеличение скоростей и величин рседанцй 'вызвало рост та-
ких деформаций земной поверхности, как.наклоны, кривизна и от-
носительные горизонтальные деформации растяжения-сжатия, зна-
чения которых дляг многих подрабатываемых объектов строго лими-
тированы. Возникли опасения за безопасную эксплуатацию многих
существующих, проектируемых и строящихся объектов на террито-
риях с"разведанными запасами калийных солея.
Вое это потребовало разработки мер охраны от вредного
влияния горйых работ для' всех подрабатываемых, подлежащих под-
работке и уже подработанных объектов на территориях залегания
калийных руд. Необходимо было разработать:'методы прогноза де-
формаций земной поверхности; методы учета при выборе конструк-
тивных мер Защиты охраняемых объектов (и при оценке их необхо-
димости) таких особенностей протекания процесса сдвижения на
калийных месторождениях, как длительность, сравнительно малые
скорости и их непостоянство; методы управления этим процессом
- 5 -
с помощью тех или иных горнотехнических мер. дело осложнялось
еще и тем, что па калийных месторождениях работники горнодобы
ьающей промышленности, а такие проектировщики наземных соору-
жений не имели ни опыта решения таких задач, ни инструкций и
пособий, разъясняющих хотя бы техническую сторону предстояще-
го труда.
Настоящие указения являютоя итогом обобщении экспери-
ментальных, теоретических исследований и/Практического опыта,
который был накоплен в работе над решением упомянутой пробле-
мы в условиях разработки калийных месторождений, а также опы-
та, который может быть перенесен с теми или иными изменениями
й дополнениями из угольной промышленности в калийную. Печью ра-
боты является создание для работников, в чьи функции входит
проектирование', строительство, эксплуатация и подработка гор-
ными выработками объектов, расположенных’На территории .залега-
ния калийных руд, руководящего документа,' который позволил бы
им самостоятельно и на современном уровне решать вопросы,- свя-
занные о охраной существующих и создающихся зданий и сооруже-
ний от вредного влияния калийных разработок.
Поскольку, однако, процесс сдвижения земной поверхности
на калийных месторождениях изучен во всех его проявлениях пока
еще не в одинаковой степени, многообразие условий, для которых
возникает необходимость прогнозировать деформации, в настоящий
работа разделено на д ве группы:
I) условий, для которых прогноз деформаций земной поверх-
ности может выполняться с'использованием настоящих указании
неспециализированными организациями;
"^= 2) условия, для которых этот расчет должен производиться
только специализированными организациями.
При разработке настоящих методических указаний ис-
пользованы нормативные документы Госгортехнадзора СССР; публи-
кации института ВНИИГ и его филиалов; руководства, правила и
указания по охране и мерам защиты сооружений и Природных объек-
тов на угольных- и калийных месторождениях, и их проекты, а так-
же другие источники, приведенные в списке использованной лите-
ратуры.
- 6 -
Из "Общих правил охраны сооруаений и природных объектов
от вредного влияния подземных горных разработок на угольных
месторождениях" /I/ заимствованы, в частности, сведения о до-
пустимых деформациях для различных' подрабатываемых объектов,
которые определяются особенностями самих этих объектов, а не
видом вынимаемого под ними ископаемого, а также общие для гор>~
нодобывающих предприятий зависимости, которыми оценивается
стоимость применяемых конструктивных мер защиты подрабатываем
ыых объектов и др.
Первая редакция настоящей работы была в начале 1975 г.
разослана во все производственные объединения по подземной до-
быче калийных руд,в организации, проектирующие калийные пред-
приятия, а также в институты ГИГХС, ВНИИСоль и ВПИЛИ. Данные
(методические указания составлены с учетом предложений, до-
полнений и замечаний, полученных от названных организаций.
Методические указания составлены Д-т.н.‘ М.П.Нестерс-
вым. В составлении отдельных разделов принимала участие Н.Ф.Ани-
кин (Х.2.3.', 1.2.5), к.т.н. В.М.Вырно (1.6.5, 1.6.6) , Т.П .Лев-
ченко (1.8.2, Ш.2.3), к.т.н. А.В.Львоча (1.2.3, 1.2.4, 1.2.5,
Ш.1.1, В.1.2; 0.2.1), к.т.н. В.Ф.Подаков (1.6.7, В.2.2),
К.А.Степанов (1.2.3, 1.2.4, 1.2.5, 1.2.10, Ш.1.2, Ш.1.3).
В подготовке материалов к отдельным разделам участвовали
Т.Н.Васильева, М.Н.Иванова, В.П.Сильверстова, Е.Аладушкина.*
- 7 -
I. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
J.I. Общие принципиальные положения и исходные данные
I.I.T. Общие принципиальные положения
I.I.I.I. Все находящиеся в зоне влияния горных разработок
объекты: гражданские и промышленные здания, наземные и подзем-
ные сооружения, искусственные или естественные водоемы, обще-
ственные здания, зеленые насаждения, заповедники, исторические
памятники и другие подлежат обязательной охране от вредного
влияния разработок.
X.I.I.2. Меры охраны существующих и вновь проектируемых объ-
ектов устанавливают в зависимости от величины ожидаемых дефор-
маций земной поверхности под влиянием горных разработок, а так-
же в зависимости от назначения, ценности и конструкции этих
объектов.
Т.Т.1.3. Выбранные меры должны быть экономически целесооб-
разны и обеспечивать сохранность объектов, безопасность
ведения горных работ и людей, находящихся вблизи от охраняемых
объектов или занятых на их эксплуатации; а также Должны исклю-
чать излишние потери или консервацию полезных ископаемых.
I.1.1.4. Меры охраны делятся на горные, конструктивные и
архитектурно планировочные. Горные меры охраны направлены на"
уменьшение деформаций земной поверхности в районе расположения
охраняемых объектов.
Архитектурно планировочные меры предусматривают такое рас-
положение охраняемых объектов, при котором ожидаемые деформа-
ции оказывают на них наименьшее вредное воздействие, а возмож-
ное применение горных мер дает наибольший эффект при наимень-
ших потерях полезного ископаемого в недрах и эксплуатационных
расходах.
Конструктивные меры охраны направлены на придание проекти-
рующимся или существующим объектам, охраняемым от вредного
влияния подработки, способности воспринимать ожидаемые дефор-
мации земной поверхности без -потерь своих эксплуатационных ка-
честв.
- 3 -
J_. I.T.5. Мерн охраны должны быть представлены проектами о
установлением таких сроков реализации, при которых обеспечива-
юсь бы наименьшие затраты, а затраченные средства не заморажи
•апигь и сразу давали отдачу.
JL.I.I.6. Нерц охраны от вредного влияния горных разработок
д«>1 существующих объектов долины выбираться при составлении
I! po'sKTU горного предприятия, а для проектируемых объектов на
территориях залегания калийных солей - при составлении проек-
о» этих объектов.
д.1.1.7. Все предусмотренные проектами меры охраны должны
:1 отняться к тому времени, когда деформации земной поверхности
приближаются к допустимым, для охраняемых объектов.
1.1.1.0. Моры охраны, выбранные для существующих объектов,
мини согласовываться с организациями и ведомствами, их экс-
। луатирующими. Меры охраны, выбранные для проектирующихся объ-
ектов, должны согласовываться с организациями, эксплуатирующи-
ми месторождение. В случае, если проектирование горного пред-
приятия или сооружения ведется в две стадии, согласование мер
охраны объектов выполняется на стадии составления проектного
задания; если же в три стадии - то на стадии технического про-;
екта.
T.I.I.9. Порядок согласования, утверждения, решения опорных
вопросов, возникающих при выборе мер охраны подрабатываемых
объектов и перечень документов, которые при этом необходимо
представлять, регламентируется соответствующими инструкциями
Госгортехнадзора СССР - /2-4/.
l^.I.I.IO. Выбор мер охраны существующих объектов должен осу-
ществляться в соответствии с ведомственными указаниями или пра-
вилами по мерам охраны сооружений и природных объектов, разра-
ботанными для конкретных калийных месторождений и утвержденны-
ми по согласованию с Госгортехнадзором СССР Минхимпромом.
ТДД.П. Выбор мер охраны проектирующихся объектов должен
осуществляться в соответствии с СНиП П-А-14-72, а после созда-
ния единых СНиП для угольной и калийной промышленности по
проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых террито-
риях - -отиии-едрни'.’и СНиП /5/.
- 9 -
I.I.I.I2. Согласованные меры охраны вступают в силу и при-
нимаются к реализации после утверждения организациями, ответ-
ственными за их выполнение, а при необходимости-после согласо-
вания с органами Госгортехнадзора СССР.
I.I.I.I3. Меры охраны утверждаются в соответствии с /2/:
-Опо одно-двухэтежным жилым, культбытовым, общественным и
промышленным зданиям и сооружениям, а также по небольшим есте-
ственным и искусственным водоемам, балкам с постоянными водо-
токами, подъездным и местным железнодорожным путям, шоссейным
дорогам, линиям электропередач, вспомогательным стволам шахт
и подземным камерам - производственными объединениями,
- по остальным более важным объектам - В/0 Союзкалий.
1.1.1.14. Отклонение от методов и мер охраны, предусмотрен-
ных соответствующими указаниями (см. п.1.1.1.10) в соответст-
вии с /2/, допускается:
а) с разрешения Управления округа Госгортехнадзора СССР по
представлению Минхимпрома, В/0 Союзкалий, производственных объ-
единений и проектных ^-организаций для следующих объектов: одно-
двухэтажные жилые, культбытовые, общественные и промышленные
здания и сооружения, а также небольшие естественные и искусст-
венные водоемы, балки с постоянными водопотоками, подъездные
и местные и/д пути, шоссейные дороги, линии электропередач,
вспомогательные стволы и подземные камеры;
б) с разрешения Госгортехнадзора СССР по представлению Мин-
химпрома для объектов, не перечисленных в пункте а , более
важных по значению.
I.I.I.I5. Ответственность за правильность выбора, расчета
и своевременное утверждение мер охраны объектов при проектиро-
вании горных предприятий, а также при проектирования сооруже-
ний и населенных пунктов на площадях залегания полезных иско-
паемых возлагается на главного инженера проекта и главного ин-
женера проектной организации /2/.
J.I.I.I6. Ответственность за правильность и своевременное
оформление проекта мер охраны объектов на действующих и строя-
щихся горных предприятиях возлагается на главного инженера и
главного маркшейдера горного предприятия /2/.
- 10 -
1.1.2. Условия и область применения
’методических указаний
I.I.2.I. Расчеты ожидаемых деформаций земнсй поверхности
могут производится с помощью настоящих указаний неспециа-
лизированными организациями и маркшейдерской службой рудников
только для следующих условий: отработка одиночных (а также не
одиночных, но не сближенных калийных пластов) с параметрами,
для которых в настоящих указаниях приведены графики нараста-
ния оседаний земной поверхности на внутренних границах крае-
вых частей мулвд сдвижения или методики их построения, а также
распределения оседаний и деформаций земной поверхности в преде-
лах этих частей мульд.
I.I.2.2. Расчеты по определению ожидаемых деформаций при
отработке сближенных калийных пластов, а также с применением
параметров и систем разработки, еще не опробированных в усло-
виях соответствующих месторождений, на которые приведенные в
методических указаниях методы предрасчета не распространя-
ются, должны производится только специализированными организа-
циями (ВНИИГ и его филиалы).
I.1.2.3. Конструктивные меры защиты подрабатываемых объек-
тов должны выбираться с использованием ~ настоящих указаний
только специаластами строителями.
I.1.2.4. Методические указания распространяются на все
калийные месторождения с изученным процессом сдвижения земной
поверхности; к таковым относится Старобинское, Калуш-Голынокое
и Верхнекамское месторождения.
Примечание; Процесс сдвижения на Стебниковском месторожде-
нии пока не изучен, поэтому выбор мер охраны объектов, подра-
батываемых на этом месторождении, должен проводиться в соответ-
ствии с правилами /б/.
I.I.2.5. На Старобинском, Калуш-Голынском и Верхнекамском
калийных месторождениях процесс сдвижения земной поверхности
протекает во времени и пространстве по общим законам, но отли-
чается количественными показателями.
1.1.2.б. Характер деформации участков земной поверхности
род влиянием подработки, изменяется во времени па калийных
- II -
месторождениях с изученным процессом сдвижения по закону, схе
матично представленному на рис.1.1.
Рис.1.1. Графическое представление характера развития осе-
даний и деформаций земной поверхности во времени на калийных
месторождениях.
Стадии: I - начальная, П - активная, Ш - затухание процес-
са сдвижения; а - оседания и деформации, б - их скорости.
I.I.3. Исходные данные для выбора мер охраны
I.I.3.I. Исходные данные для выбор;, мер охраны объектов;'
подрабатываемых калийными рудниками: I) ожидаемые деформация
и скорости деформаций земной поверхности; 2) допустимые дефор-
мации для подрабатываемых объектов; 3) горные меры уменьшения
деформаций земной поверхности, применимые в рассматриваемых ус-
ловиях, не связанные с дополнительными затратами и потерями ис-
копаемого в недрах и связанные с ними; 4) конструктивные меры
защиты, применимые в подрабатываемых объектах.
- 12 -
1.1.3.2. Виды деформации земной поверхности, используемые
при выборе мер охраны /5/: наклоны 1-ю-3 , кривизна и» W^-jL-
(или радиус кривизны R , км); горизонтальные дейорнации рас-
тяжения-сжатия £-Ю~3.
Примечание. В ряде случаев в качестве исходных данных ис-
пользуют и оседания земной поверхности (для самотечных канали-
зационных сетей водных объектов, объектов, расположенных на
территориях с высоким уровнем грунтовых вод, и т.п.).
1.1.3.3. В качестве исходных значений перечисленных видов
деформаций (и скоростей деформаций) земной поверхности при вы-
боре мер охраны для объектов, подрабатываемых калийными рудни-
ками, принимаются следующие величины.
Л. Для объектов с неограниченным сроком службы:
- конечные деформации земной поверхности;
- максимальные деформации земной поверхности в течение про-
цесса сдвижения;
- максимальные скорости деформаций земной поверхности;
- время возникновения максимальных скоростей деформирования
земной поверхности (начало активной стадии процесса сдвижения);
- продолжительность протекания активной стадии процесса сдви-
жения.
Б. Для объектов о ограниченным сроком службы (или планируе-
мыми капитальными ремонтами и реконструкциями):
- максимальные деформации земной поверхности за срок служ-
бы объекта (или за срок между его капитальными .ремонтами и ре-
конструкциями);
- максимальные скорости деформаций земной поверхности за
срок службы объекта или за срок между его капитальными ремон-
тами и реконструкциями;
- время возникновения максимальных скоростей деформирования
(начало активной стадии);
- продолжительность протекания активной стадии.
Примечания; I. Скорости деформаций нужны в качестве исход-
ных данных лишь в случае возможности их учета при оценке вред-
ных последствий подработки (например, при определении действу-
ющих в объекте усилий) и связанных с ними дополнительных зат-
рат, ~ 2. Методы определения ожидаемых деформаций земной по-
- 13 -
верхности приведены в разделе 1.2.
1.13.4. Исходными для выбора мер охраны допустимыми деформа-
циями являются /1,6,7/: допустимые наклоны /1 J Ю , допус-
тимая кривизна /К/ ТО 1 , или радиус кривизны {13.J км, до—
пустимые горизонтальные деформации растядения-сматия. [£] 10 .
Примечание. Методы определения допустимых деформации и их
значения для определенных видов объектов приведены в разделе
1.5.
I.T.4. Порядок и последовательность работ
по выбору мер охраны
I.I.4. T. Порядок выполнения работ по выбору мер охраны за-
висит от того, где располагается охраняемый объект, на терри-
тории действующего горного предприятия или на территории с
разведанными запасами калийных солей: I) для территорий с раз-
веданными запасами калийных солей меры охраны выбирают только
для проектируемых.объектов; 2) для территорий действующих гор-
ных предприятий меры охрани выбирают как для проектируемых,
так и для существующих Си строящихся) объектов.
1.1.4. 2. Если объект располагается на территории действую-
щего горного предприятия, то применяется следующий порядок вы-
полнения работ по выбору мер его охрани:
- подрабатываемый объект наносят на совмещенный план гор.^х
работ и земной поверхности;
- для участка, где расположен объект,, составляют горногео-
логическое обоснование, являющееся исходным материалом для
предрасчета ожидаемых деформаций земной поверхности;
- уточняют срок службы подрабатываемого объекта (с момента
подработки);
- оприД';л.1«.т j.се 'i c । иды ле.йорыаций, которые представляют
oii ii Ho. Tb /!.лч но !п:на’1'|1|,аемого объекта за срок его службы (или
сроки м'-'жкапитллышх ремонтов и реконструкций) и их скорости
G м.примеч. к п.Т.Т/’.З.Г);
- для подрабатываемого объекта составляется инженерно-стро-
ительные обоспов->ния, являющиеся исходным материалом для опре-
деления допустимых ,»е.'ормаций ;
- м -
- определяются допустимые деформации;
- допустимые деформации сравнивают с ожидаемыми, и на этой
основе делается вывод о. необходимости применения мер защиты
подрабатываемого объекта (или об ее отсутствии);
- если ожидаемые деформации земной поверхности больше до-
пустимых, то рассматривают возможные горные меры уменьшения
этих деформаций, не связанные с дополнительными расходами и
потерей полезного ископаемого;
- выбранные горные меры, не связанные с дополнительными рас-
ходами или потерей полезного ископаемого, согласуются с горным
предприятием;
- если при выбранных горных мерах все ие оказывается, что
ожидаемые деформации превышают допустимые, но выбирают конст-
руктивные меры защиты;
- если охране подлежит группа объектов, для которых ущербот
конструктивных кйр защиты соизмерим с ущербом от применения гор-
ных мер- защити,-связанных с дополнительными расходами и поте-
рями полезного ископаемого, то рассматривается вариант выбора
и таких горных мер;
- делается экономическая оценка каждого- из рассмотренных
вариантов и на основе сравнения результатов выбирается опти-
эмалъный вариант.
I.T.4.3. Если объект располагается на территории залегания
разведанных запасов калийных солей, то порядок выполнения ра-
бот по Выбору мер его охраны следующий:
- проектируемый объект наносят на совмещенный план располо-
жения рудных тел и земной поверхности;
- для участка расположения объекта составляют горногеологи-
ческое обоснование1, служащее исходным материалом для предрас-
чета ожидаемых деформаций;
- уточняют срок службы проектирующегося объекта и срок воз-
можного начала его подработки;
- определяют только максимальные возможные деформации'зем-
ной поверхности на участке расположения проектирующегося объ-
екта ,
- определяют допустимые деформации для проектирующегося объ-
- 15 -
екта;
- допустимые деформации сравнивают о ожидаемыми за срок
службы объекта с момента его подработки и на этой основе дела-
ют вывод о необходимости применения мер его защиты (или об ее
отсутствии);
- выбирают конструктивные меры защити, увеличивающие допус-
тимые деформации проектирующегося объекта до значений, превос-
ходящих ожидаемые, и корректируют проекты.
I.I.5. Основные факторы, обусловливающие
особенности деформирования земной поверхности
на калийных месторождениях с изученным процессом сдвижения
I.I.5.I. На Верхнекамском месторождении особенности дефор-
мирования земной поверхности обусловливаются:
- представленностью большей части промышленных запасов ме-
сторождения сближенными пластами, некоторым относятся следую-
щие сочетания: карналлитовый пласт В с сильвинитовым АБ, силв-
винитовые пласты АБ и Красный-Д (ttp.-П);
j- планомерным и последовательным развитием выработанного
пространства на калийных пластах;
- отработкой сближенных пластов с>междуплаотьяыи как обе-
спечивающими так и не обеспечивающими длительную независимую
работу междукамерных целиков каждого пласта;
- оставлением междукамерных целиков со степенью нагружения
С<0,4 (жесткие целики), обеспечивающей их длительную проч-
ность.и возможность применения последующей закладки камер,-с
целью ограничения конечных оседаний и деформаций земной поверх-
ности определенными значениями, допустимыми для расположенных
на ней городских застроек(при отсутствии существенных ограниче-
ний в деформациях земной поверхности и водозащитной толщи-о
целью повышения извлечения полезного ископаемого путем ’
последующей отработки междукамерных целиков вторичными камера-
ми) ;
- оставлением междукамерных целиков со степенью нагружения
С >0,7 (податливые целики), которые выполняют функции опор,
сохраняющих несущую способность сравнительно' непродолжительное
-16 -
время, необходимое для безопасного ведения очистных (и закла-
дочных) работ только на расстоянии ограниченного числа смежных
камер, что повышает извлечение полезного ископаемого за счет
уменьшения размеров целиков. При необходимости ограничения ко-
нечных оседаний и деформаций земной поверхности в случае ос-
тавления целиков со степенью нагружения 0,7 применяется
закладка. При отсутствии такой необходимости закладку не при-
меняют, но создают зоны смягчения по периметру постоянных и ос-
тановленных на продолжительный срок временных границ выработан-
ного пространства.
Примечание. Целики со степенью нагружения 0,4 < С < 0,7,
как правило, не применяют, так как при этом возможны сравни-
тельно большие скорости деформирования земной поверхности в
процессе сдвижения и потери ископаемого. Исключение составляет
отработка сближенных пластов, при которой в силу соосности ка-
мер удается обеспечить желаемую степень нагружения целиков то-
лько на< одном из них.
I.1.5.2. На Старобинсков калийном месторождении особенности
деформирования земной поверхности обусловлены.:
- отработкой двух калийных пластов, расположенных на значи-,
. тельном расстоянии друг от друга (имеется ввиду значительная
^разность удалений от поверхности, составляющая 150-200 м) ;
- применением для отработки этих пластов (в силу отличия их
мощности, физико-механических свойств и устойчивости пород кров-
ли) различных систем разработки', а при одной системе (камерной)
- различных параметров, обусловливающих разную степень нагруже-
ния целиков;
- оставлением иеждукамерных целиков со значительной сте-
пенью нагружения!, следствием которой является сравнительно
быстрое протекание процесса сдвижения;
- непланомерным развитием выработанного пространства в пре-
делах каждого из пластов;
- сравнительно небольшим сдвигом во времени и в пространст-
ве границ горных работ на одном пласте относительно другого и
опережением подработки земной поверхности, как правило, верх-
ним пластом.
- 17 -
1.1.5.3. На Калуш-Голынском калийном месторождении особен-
ности деформирования земной поверхности обусловливаются:
представленностью месторождений линзами различных раз-
х меров в плане ;
- незначительным числом участков месторождения, где в про-
цессу отработки для земной поверхности создаются усложя пол-
ной подработки;
- переменной мощностью рудосодержащих пород (от 3 до 35 м)
и переменным углом падения (от 0° до 30-35°) рудных тел (линз);
- оставлением мсждукамерных целиков со степенью нагружения
С = 0,4*0,8;
- расширением выработанного пространства из-за незначитель-
ной производительности рудников и большой мощности рудных тел
с небольшими скоростями ( V = 50-100 м/год) по простиранию.
1.2, Определение деформаций земной поверхности
1„2.Т. Общие положения
1.2.1.1. Подземная разработка калийных месторождений на-
рушает равновесие массива и вызывает его депормапию в сторону
выработанного пространства, следствием которой является обсазо
вание на земной поверхности мульды сдвижения.
1,2.1.2. Образование мульды сдвипепия вызывает на земной по-
верхности изменение существовавших до подработки наклонов и
• кривизны, а такие возникновение на ней горизонтальных деформа-
ций (растяжение и сжатие).
1.2.1,3. В пределах мульды сдвижения выделяются: I) постоян-
ные краевые части, примыкающие к неподвижным границам выработан-
ного пространства ; 2) временные краевые чаети, примыкающие к
временно остановленным границам выработанного пространства;
2) движущиеся краевые части, примыкающие к движущимся границам
выработанного пространства; 4) зона полной подработки, располо-
женная внутри мульды за пределами всех се краевых частей.
Т.2.1.4. Мульды сдвижения со всеми выделяемыми в них чаотя-г
ми образуются при отработке каждого из калийных пластов (плас-
товые мульды), а при отработ?'е нескольких пластов превращаются
- 18 -
J- одну суммарную мульду, имеющую сложную форму поверхности,
“которая (а следовательно, и деформации земной поверхности) из-
меняется во времени на разных участках по различным законам,
/8-13/.
Т.2.1.5. Деформация и оседание земной поверхности в любой
точке властной мульды сдвижения является функцией ее оседания
в заданный момент времени на внутренней границе краевой части
этой мульды (в.г.к.ч.) и функцией распределений оседаний и де-
формаций в остальных точках указанной части мульды, изменяю-
щихся на каждом месторождении во времени и в пространстве по
своим законам.
1.2,1.6, Границы пластовых и суммарной мульды сдвижения оп-
ределяются граничными углами, значения которых для отрабатыва-
ющих подземным способом калийных месторождений приведены в
табл.1.2.1 /10,11,14/.
Таблица Т.2.1.
' Угловые параметры процесса сдвижения на калийных рудниках
Месторож дение Угол падения (град.. а. Граничные углы, (град) Углы полных сдви- жений, (град) Угол макс, оседаний В (град.)
А‘ Л So У. Ъ £
Верхнекам ское .... 0-5 45 45 45 50 50 50 90
Старобин- ское .... 0-5 60 60 60 55 55 55 90
Калуш-Го- иынское.. 0-11 45 45 45 55 55 55 90
П-35 35 45 45 . 55 60 55 90
1.2.1.7'. Границы эоны полной подработки в пределах суммар-
ной мульды сдвижения и мульд, образованных отработкой каждого
пласта, определяются углами полных сдвик-чши, значения которых
также приведены в табл.I.2.1.
1.2. Т.8. Границы краевых ш ;Т< ь пластовых и суммарной муль-
ды сдвижения определяется грани тыми гулами (внешние границы)
- 19 -
углами полных сдвижений (внутренние границы).
1.2.1.9. Для выделения в пределах пластовых мульд сдвиже-
пя краевых частей и зоны полной подработки необходимо на оов-
меженных планах подземных работ и земной поверхности отложить
от контура выработанного пространства в его сторону и в сторо-
ну ^тронутого массива полосы с шириной соответственно равной:
L, - Н Ctg Го ;
12 = Н CtgJ, , (2.1)
где R - глубина отработки рассматриваемого пласта, м; So -
угрл полных сдвижений и граничный угол (см.табл.1'.2.1).
I.2.1.IO. D качестве краевой части суммарной мульды прини-
мается полоса шириной
Lj = + - Hj (ctgFe + Ctgf, ), (2.2)
где J - пласт, от отработки которого образовалась Пластова,я
мульда, имеющая в сторону нетронутого, массива наибольшее рас-
пространение. f
1.2.Т.Н. Деформации земной поверхности в краевой части
суммарной мульды в заданный момент времени определяются путем
суммирования (как правило, графического): I) либо деформаций,
найденных для этого же момента времени в пределах краевых час
тей каждой пластовой мульды; 2) либо одних только оседаний и
последующего дифференцирования полученного таким образом их
(оседаний) распределения.
I.2.1.12. Процесс сдвижения земной поверхности во времени
разделяется на калийных месторождениях на три основные стадии:
I) начальная стадия, протекающая от начала влияния подработки
на рассматриваемую точку мулвды сдвижения и до начала резкого
увеличения скорости ее оседания (см.рис.1.1, стадия I); 2) ак-
тивная отадия, в течение которой наблюдается резкий рост и рез-
кий спад скорости оседания.(см.рис.1.1., стадия IT); 3) стадия
затухания - от конца П стадии и да кснца процесса сдвижения
(см.рис.1.1, стадия Ш).
1.2.1.13. В названных стадиях может быть выделено ш-'сть пе-
риодов, для которых характерно следующее (см.рис.1.1):
- го -
I-и - расширение выработанного пространства до размеров,
при которых рассматриваемая точка мулвды сдвижения попадает в
условия полной подработки; в этот период при применении камер-
ной системы разработки нагрузка, действующая на междукамерные
целики, расположенные под участками земной поверхности, нахо-
дящимися в эоне полной подработки, достигает максимальных зна-
чений; а скорости оседании (если деформации междукамерных цели-
ков еще не получили критических величин) - некоторых постоян-
ных значений;
2-й - постоянство скорости оседания (длится до достижения
деформациями междукамерных целиков критических значении);
3-й - начала резкого роста скоростей оседания земной поверх-
ности, наступающее после достижения деформациями междукамерных
целиков критических значений, при которых целики становятся бо-
лее деформируемыми под постоянными нагрузками из-за появления
в них многочисленных трещин (рост скорости оседания земной по-
верхности и последующее за ним резкое ее затухание в четвертом
периоде длятся до тех пор, пока за очет прогиба в сторону став-
ших более деформируемыми целиков не реализуется потенциальная
энергия, запасенная породами вышележащей тслщи, покоящимися до
того на практически жестких целиках) ;
4-й резкое затухание скоростей оседания земной поверхно-
сти j
5-й - практически постоянная скорость оседания земной поверх-
ности в связи с уплотнением под постоянной нагрузкой разрыхлен-
ных (и приобретших за счет бокового расширения и осевого сжа-
тия новую фориу) междукамерных целиков;
• 6-й - медленное уменьшение скорости оседания до нуля; этот
период заканчивается либо заполнением воех образованных каме-
рами пустот расширявшимися в процессе деформирования междука-
мерными целиками, а также выдавленными из почвы и обрушенными
из кровли боковыми породами, либо уплотнением расширенных цели-
ков до плотности нетронутого массива (если после расширения це-
ликов и уменьшения их высоты степень шх нагружения настолько
уменьшится, что создадутся условия для их затухающей ползучес-
ти).
-я. -
Примечания: I. Второй период монет отсутствовать (превра-
титься в точку), если деформации целиков достигнут критических
значении до возникновения условий полной подработки. - 2. При
слабых боковых породах критические значения деформаций возника-
ет сначала в кровле или почве, в которые вдавливаются целики.
3 этом случае критические деформации целиков определяются той
жх высотой и степенью нагружения, которые достигаются к момен-
ту потери несущей способности боковых пород. - 3. При тех ком-
бинациях степени нагружения целиков С и отношения их ширины к
высоте -X., которые попадают на рисД.2.1 в заштрихованную об-
ласть, активная стадия процесса одвияения (а следовательно,
3 и 4-ц его периоды) не наступают /15/.-4. Для исключения воз-
никновения активной стадии процесса сдвижения, вызванной разру-
шением кровли и почвы, при котором высота целиков возрастает
и отношение их ширины к высоте изменяется, отработанные камеры
должны закладываться до начала потери несущей способности обна-
жении боковых пород.
Рис.I.2.1. К нахож-
дению сочетаний степени
нагружения С и коэффи-
циента формы ыеждукамэр-
ных целиков, при кото-
рых отсутствует актив-
ная стадия их деформи-
рования (заштрихован-
ная область).
а - для карналлита;
б - для сильвинита.
- гг -
X.2.1.14. Общая продолжительность процесса сдвижения и ско-
рость его протекания в различные промежутки времени зависят от
применяющихся параметров и систем разработки (в частности, от
С и —;т— при камерной системе), от физико-механических свойств
рудосодержащих и боковых пород, от мощности отрабатываемых пла-
стов, коэффициента извлечения руд, полноты заполнения выработан-
ного пространства закладкой и от свойств последней.
Т.2.1,15. На калийных месторождениях в связи с малк:и ско-
ростями оседаний земной поверхности с целью уменьшения погреш-
ностей измерений наблюдения га оседаниями и изменениями рассто-
яний проводились при расстояниях между реперами, равным 50-60 и.
Принтом изменения производных оседаний (наклонов и кривизны),
а такке горизонтальных деформаций растяжения—сжатия оказались
заниженными.
С целью исключения ошибок при определении указанных деформа-
ций земной поверхности значения их распределений умножаются на
коэффициенты приведения Р; изменения указанных коэффициентов в <
зависимости от расстояний между реперами, при которых выявлены
распределения наклонов, кривизны и горизонта, ьных деформация,
помещена в табл.1.2.2.
Таблица 1.2.2
Коэффициенты приведения расстояний между реперами
Вид деформации Обозначение коэфййциен- та приведе- ния 1 Расстояние между реперами, м
15-20 30 45 60
Горизонталь- ное сдвиже- ние Р- I 1,03 1,06 1,1
Наклон Рх I . 1,06 1,12 1,2
Кривизна ... Рк I 1,09 1.2 1.3
Горизонталь- ные деформа- ции р. I 1,09 1,2 1.3
- 23 -
Примечание. Коэффициент приведения в распределениях оседа-
нии, наклонов и кривизны, помещенных ниже в соответствующих -
таблицах; уже учтен, поэтому п.1.2.1.15 относится к расчетам,
проводимым на основе данных непосредственных измерений.
X .2.2. Исходные данные для определения
ожидаемых деформаций земной поверхности
( горно-геологическое обоснование)
1.2.2.1. Горно-геологическое обоснование является докумен-
том', на основании которого проводится определение ожидаемых
деформаций земной поверхности на участке расположения охраняе-
мого объекта и выбор горных кар, направленных на их уменьшение.
1.2.2.2. В горно-геологическое обоснование входят:
- гидрогеологическая характеристика участка толщи, над кото-
рым располагается подлежащий охране объект, о указанием мощно-
стей отрабатываемых или подлежащих отработке пластов, между-
пластий и водозащитной толщи, глубины ведения работ, а также
ее геологический разрез;
- горнотехническая характеристика участка шахтного поля, рас-
положенного в зоне влияния горных работ на подрабатываемые объ-
екты, о указанием применяемых систем разработки и их парамет-
ров, закладочных материалов и полноты заполнения ими вырабо-
танных пространств; х
- календарные планы ведения очистных работ по каждому отраба-
тываемому пласту, совмещенные с планом поверхности', на котором
нанесены контуры охраняемых объектов;
- календарные планы ведения закладочных работ по каждому от-
рабатываемому пласту, совмещенные с планом поверхности,* на ко-
тором нанесены контуры охраняемых объектов^
X .2.2.3. Горно-геологическое обоснование готовится для терь
риторий, расположенных на горных отводах горнодобывающих пред-
приятий:
- для действующих - горно-маркшейдерскими отделами этих пред-
приятий; передается для использования при расчетах ожидаемых
деформаций земной поверхности за подписью главного) геолога,
главного маркшейдера и главного инженера горнодобывающего пред—'
- 24 -
I
приятия;
-для проектируемых - горно-геологическим отделом проектирую-
щей организации; передается для использования при расчетах
одидаемых деформации земной поверхности за подписью главного
инженера проекта, главного геолога и руководителя проектирую-
щей организации.
ь
1.2.3. Определение ооедания земной поверхности
ка внутренней границе краевой части пластовой мулады
сдаплення л заданный момент времени tp при применяющихся
параметрах и системах разработки
1.2.3.1. Внутренняя граница краевой части мульды оживления
(в.пк.ч.) - линия (в плоскости пласта, а в вертикальном
сечении - точка), в которой оседание земной поверхности в пре-
делах краевой части мульды является максимальным.
1.2.3.2. Консузос оседание земной поверхности на в.г.к.ч.
определяется по формуле
у,,,,,- (w)
где (t-j) - оседание ко времени окончания закладочных работ;
X = I-A+A-B; А - ковффициент заполнения камер закладкой;
В - коэффициент усадки- закладки; S - сечение камер, м ; 1 -
расстояние изкду осями сиехннх камер,’ ы; ri, п“ - степень
подработашюсти в направлении наибольшего' и наименьшего (из
взаимно перпендикулярных направлений) размеров выработанного
пространства, п’ и п" всегда sj I.
Примечания; I. Для Старобинского месторождения
и’ » 0,6'(Ль - 0,2); п - О,® (Л2. _ о,2); (2.4)
П п
для Калуш-Голынского месторождения
rf = 0,7 Л_1_; П « 0.7 Лг_; (2.5)
Цзр нср
- 25 -
для Верхнекамского месторождения
п* о о.б п>‘ = о,б . (2.6)
н н
где I, и 9г - наибольший и наименьший размеры выработанного
нроотранства по двум взаимно перпендикулярным направлениям;
®ср " средняя глубина разработки в радиусе н • Т-• н - глу '
бииа в рассматриваемой точке войной поверхности.
2. Если деформациями целиков а время отставания закладоч-
ных работ от очистных в связи с их малостью можно принебречь,
то формула (2.3) упрощается
?т<,х . (1-А+А-В)Ул>" . (2.3*)
3. Если закладка не применяется, то формула (2.3) упроща-
ется в больней мере
7аих “ i fn'n- (2.3 )
и для камер прямоугольного сечения приобретает вид
W <2.з")
где w - степень извлечения по площади; т - выемочная мощ-
ность, и.
1.2.3.3. Продолжительность процеооа сдвижения и оседание
земной псверкности на в.г.к.ч. в заданный момент времени опре-
деляются при построении графика нарастания оседаний, имеющего
в общей случае вад кривой а (см.рио?.!).
1.2.3.4. В случае применения таких параметров камерной сис-
темы разработки (ом.1.2.1.13)? при которых активная стадия про-
цесса сдвижения исключается (параметры, отвечающие ваитркхован-
ной области на рис.1.2.1), его продолижтелнгость равна :
т . .fr™?..-, (2.7)
- zo -
где ijmux - максимальное оседание, опредеЛЯбЫбб ПО фй^МУ1В
(2.3) ; г]'2 ~ скорость оседания во 2-м периоде (начальной ста-
дии).
1.2.3.5. При применении таких параметров и систем разра-
ботки, для которых комбинации степени нагружения целиков С
и отношения их ширины к высоте находятся на рис .1.2.1
за пределами заштрихованной области, длительность процесса
сдвижения земной поверхности с приемлемой, для. практики точно>-
Г стью монет быть определена на основе имеющихся результатов
инструментальных наблюдений за ее оседаниями, если по пим мож-
но построить 1-рафик нарастания оседаний хотя бы до начала
5-го периода /16/.
В таких случаях 5-и и б-й периоды процесса сдвижения (ста-
дия затухания) достраиваются на графике уме достигнутых оседа-
ний, представленном в логарифмических координатах, путем его-,
экстраполяции плавной монотонно убывающей кривой до примыка-
ния к ассимптоте, ордината которой равна найденному по форму-
ле (2.3) значению .
Примечание. Судить о том, достиг ли процесс сдвижения 5-го
периода (начала Ш стадии) можно по графику изыенейия скоростей
оседания. Для этого необходимо график нарастания оседаний зем-
ной поверхности в точках, попадающих в зону полной подработки,
построенный по результатам систематических инструментальных
наблюдений в обычных (не логарифмических) координатах, продиф-
ференцировать графически по времени.
1.2.3.6. Графики нарастания оседаний земной поверхности на
в.г.к.ч. в условиях Верхнекамского калиншя-о месторождения,
для тех случаев, в которых выполняются требования пи.1.2.ЭЛ
и 1.2.3.5, приведены на рис,1.2.2а.
Лля определения по этим графикам текущего сиедения земной
поверхности f/Up) на в.г.к.ч. в заданный цемент времени 1р
при тех условиях, которым оно соответствует (.условия характе- '
риэуются данными табл.1.2.3), достаточно ординату нужного гра-
фика, соответствующую заданному t умножить на величину
Чток • найденную по формуле (2.3) с учетом степени поцрабо-
танности, достигнутой к этому времени.
27 -
Примечания: I, На рис.1.2.26,в приведены примеры графиков,
гзчмтерянх для условии отработки Старобинекого месторождения 5'"
т арихенением камерной системы разработки. - 2. Для Калуш-Го-
гжекого месторождения такие графики строятся с учетом коп-
«эетных условии.
1.2.3.7. Оценку длительности и характера развития процесса
о
сдвижения земной поверхности во времени в случаях, когда для
гр»еняющихся параметров, отвечающих условию X .2.3.5, отсутст
вугт результаты инструментальных наблюдений за оседаниями в
3-м и 4-м периодах, моино проводить на основе использования ре
зультатов наблюдений, полученных для таких ке периодов в близ-
ких к рассматриваемым условиях.
Для этого из имеющихся графиков нарастания оседании (типа
представленных на рис.1.2.2) выбирают такие, которые получены,
во-первых, при ближайшей, но большей степени нагружения цели-
ков и, во-вторых, при ближайшем, но меныпем отношении их шири-
ны к высоте.
Примечания: I. Условия, характеризующие каждый из графиков
рисунка 1.2.2а приведены в табл.1.2.3. - 2. Если для применяю-
щихся параметров камерной системы разработки ожидается актив-
ная стадия процесса сдвижения, но нет данных о характере ее
протекания в условиях, близких рассматриваемым, то весь про-
цесс сдвижения делят на два периода: до начала и после начала
активной стадии. При этом, в случае, когда срок службы охраня-
емого объекта переходит во второй период, в качестве расчетных
деформаций применяют конечные значения. Если срок службы объ-
екта укладывается в первый период, то в качестве расчетных де-
формаций принимают значения, соответствующие окончанию ятого
срока.
Х.2.4. Определение оседаний земной поверхности на внутренней
границе краевой части пластовой мулвды сдвижения в заданный мо
мент времени для новых параметров и систем разработки-.
А. Верхнекамское месторождение
I.2.4.1. Для новых (неопробированных и не имеющих аналогов)
параметров камерной системы разработки в условиях Верхнекаиско-
4
Рис.1.2.2. Графики нарастания оседании земной поверхности
для применяемых параметров камер и целиков.
а - Верхнекамское месторождение, пласты:! - В о закладкой;
2 - АБ+В с закладкой ; 3 - АБ+В без закладки; 4 - АБ+КрП без
Закладки (С>0,7;; 5 - АБ о закладкой (С=0,35) ; б - АБ с'Ъак-г
Ладкой (С=0,5) ; 7 - Кр.-П с закладкой; 8 - АБ без закладка .
(С=0,35); 9 - АБ без закладки (0=0,5); 10 - Кр.-П без закладки.
б - Старобинское месторождение. Второв калийный пласт, изв-
лечение w =0,5: I - глубина Н=500 м; 2 - Н=450 и; 3 - Н=400ы.
в - Старобинское месторождение. Третий калийный пласт,
Н=600 м: I - и> =04; 2 - а> ,,ei< , tm.,K -
Минимальный и максимальный ожидаемые сроки начала активной ста-
дии процесса сдвикения.
Таблице J ,2.3
Характеристика условий, соответствусиих графике:.- нарастания оседании земной поверхности
на Верхкекамском месторождении (см.рис.Л.2.2а).
Номер гра- фика Пласт или кой- бгаация пластов ! с /st t с-1 Ъ 7}max Б, м ^СЖ» кгс. СК“ т, м мк_ Г'ОД 7Л км год В, м Примечание
т В (с закладкой) 9 0,7 о 45 - 0,03 250 80 10 75 20 19
2 АЕчВ (с заклад- кой) 0,8 - - - 0,06 250 - 18 350 100 ’ - Интенсификация процесса сдвиже- ния. вызвана по-
АБ 3 0,25 1,0 - - - 200 4 > - 12 терей несущей способности по-
В 2. 0,7 0,45 - - - 80 10 * 100 19 толочкны, прова- лами закладки,
разрушением це- ликов
3 АБ+В (без зак- ладки) 0,8 -» 1,0 •* 0,05 250 - 18 2000 400 - ’Акт виси ь.’.’.кацп я процесса визвапз
/ АБ 3 0,35 1,0 * - - 200 4 - — 12 разрушением цели- ков пласта В и
В 2 0,7 1,0 2/2 0,1 - 80 10 - 400 19 последующим раз- pyacH-iWJ dotoj-c-
чины
4 АБ+Ер.-П (без закладки) 0,45 м. 1,0 * * 0,04 350 — 11 600 200 - "нгонотлиигц’уг .процесса внзвена разрушением цели
АБ Ер. 41 1,8 I 0,6 э о 1 ч > < 6/5 2/2 200 300 3,2 3,8 - со со LfC СО ков на пласте Кр.-П и последуг ЩЙ.М паз рушением ПОТОЛОЧИНЫ
Примечание Активная стадит не наступает То же н Активная стадия ^cggnmTjj через Активная стадия наступает через ОП-ТТЛ гыД Активная стадия ВД ?£8Wb 1 лет*
w X см ► ►н ► н О см ы н Н4 м М о
мм/ год СП о см сп о <м
Год /ни 1 1 । 1
e ж 4- 4Г С* # 4Г ь
Rocw * 1 8 i AJ С 1 е 200 с $ > >
* № X D O С л см i? AJ СП <\ о о йп см СМ СП 5 •
R> и 1 0*1 о‘т Iй. Го о* К с г
tC V 1 1 уч 5 О * 1-1 О > КС _ Ьч * L . .
>< < Л UA IT с- -гг DOC 1,0 т п м С Ни
c ( n in in П Ш СП СП IT D* О О О С Ш СП о
m s fc еч <ч 5 - * а J Ы о <\ & *
Пласт-или ком- бикацик пластов АБ (с закладкой) АБ (с закладкой) 2р.-П (с заклад- кой АБ.Сбез заклад- ки) АБ.Сбеэ заклад- ки) Кр.-П (без зак- ладки)
Номео графи- ка 1Л \£ t- со os о
- 33 -
рудосодержащих пород.
I. Находят скорость относительной деформации установившей-
ся ползучести образцов рудооодержащих пород, имеющих по-
добную новым междукамерным целиком форму поперечного: сечения
и ту же степень нагружения:;
Примечания: I. Испытываемые образцы должны иметь такие раз-
меры, чтобы их наименьший линейный размер превышал размер зер>-
на не менее чем в 20-30 раз. - 2. В ходе всего процесса испы-
тания должна быть обеспечена изоляция поверхности образцов
(и возникающих в них трещин) от окружающей атмосферы.
2. Находят критическую деформацию так«х же образцов при
степени их нагружения С — I (деформация, при которой начинает-
ся ускоренное деформирование образцов) - £1с=1.
Примечание. В первом приближении такая деформация может
быть, найдена для заданного* отношения ширины к высоте целика
—— по графикам", представленным на рис.1.2.3.
3. Определяют по графикам, Представленным на рис.1.2.4,
для заданного -5- и паданкой степени нагружения междукамерных
целиков С отношение * Умножением которого на
£1с=1 находят их критическую деформацию к концу I-й стадии
процесса сдвижения;
4. Определяют длительность 1-го периода I стадии процесса
сдвижения
t =——__=. HtCftg Уд ? (2 В)
' 1 Vn v„
где vn - скорость подвигания фронта .очистных работ, м/год;
5. По найденным и t1 , нахо..ят оседание, достигае-
мое к концу 1-го периода процесса сдвижения
6. Определяют длительность 2-го периода процесса сдвижения
ъ= " JL = . (гдо)
2 е\ а 2 f.
Рио.1.2.3. Изменение крити-
ческих деформаций- целиков £ в
зависимости от коэффициента714
формы-Д- карналлитовых (а) и
сильвинитовых (б) целиков при
степени нагружения близкой к
единице.
I - по Енолв; 2 - по Улин-
бекеру; 3 - хартзалвц; 4 -
Кр.-П, слой7 ; 5 - Кр.-П,слоя I.
Рио.1.2.4. Изменениебез-
размерных критических дефор-
маций целиков £Jc, в зависи-
мости от степени,!нагружения
при различных значениях коэф-
фициента формы & карналли-
товых Qa) и сильвинитовых Сб)
целиков.
- 35 -
7. Находят сумму длительности 1-го и 2-го периодов I стадии
V . C2.II)
1.2.4.4. В случае, если новые параметры и система разработ-
ав в целом обеспечивают отсутствие активной стадии процесса
единения (см.примеч. 3 и 4 к п.1.2.1.13), продолжительность
процесса равна:
Т - У.т"_____. <2.12)
те]
График нарастания оседаний в I-м периоде характеризуется
точкой, координаты которой определяются по формулам (2.6) и
(2.9), а остальная его часть - кривая с координатами 7/uii'
равными
7/ 7™ |
Б. Калуш-Голынское месторождение
Х.2.4.5. Для новых параметровых камерной системы в условиях
Еалуш-Голынского калийного месторождения график нарастания осе-
даний земной поверхности на в.г.к.ч. строится по координатам
его характерных точек, соответствующих окончаниям первых четы-
рех периодов процесса сдвижения и его завершению (а если необ-
ходимо, то и некоторых промежуточных), которые затем соединя-
ются плавной кривой /16/.
Примечания: I. Для расчетов, связанных о определением коор-
динат указанных точек необходимы следующие данные: календарный
план развития горных работ; средняя глубина их ведения Е; вы-
нимаемая мощностью рудного тела т и угол его падения d;
прочность слагающих его пород при одноооном сжатии : сред-
ний объемный вес вышележащих пород / ; ширина камер и целиков.
2. По названным исходным данным производятся следующие под-
готовительные расчеты и построения:
-для заданных размеров рудного тела (линзы) определяют коэф-
фициенты подработанности земной поверхности на в.г.к.ч.', кото-
- Jb -
рые в условиях рассматриваемого месторождения вычисляют ио
формулам (2.6); если один из коэффициентов п, п" меньше I,
то за точку с максимальным оседанием принимают середину рудно-
го тела;
- вокруг этой точки на плане горных работ описывают круг ра-
диусом к ~2~ и-для него находят средневзвешенные значения,
высоты и ширины камер и целиков С111 Ср» аср» Bep) J
- по формуле
С = „ - п °ое d = с' п сое с/ , (2.14)
Р
’ п)ср
где n = V и' п", определяют средневзвешенную степень нагружения
междукамерных целиков.
1.2.4.6. Координаты точек графика нарастания оседания на
в.г.к.ч. определяют следующим образом.
I. Сначала находят величину оседания за ту часть процесса
сдвижения, в течение которой скорость оседания земной поверх-
ности достигает своего максимума (первые три периода t^tg+t^)
Лля этого по табл. 1.2.4а находят деформацию междукамерных
целиков f за указанный период в функции от С, которую под-
ставляют в формулу
»|с-з = €тОр • (2.15)
За длительность этой части процесса 'сдвижения принимают
^о._з J = ю лет. 1 *
Таблица 1.2.4а
Величины деформации целиков £ к моменту достижения
максимальной скорости оседания земной поверхности
. v2 и самой этой скорости в зависимости
от коэффициента нагружения целиков С‘
Показатели Коэффициента нагружения С‘
0,2 0,3 0,4 Т.5 0,6 ол 7^3
Деформации целиков 6,% Скорости оседания во 2 периоде v2 , мм/год 2 18, 3,2 30 4,3 43 5,4 55 6,4 68 7,5 8§5
2. Находят величины и сроки оседаний в пределах названной
части процесса сдвижения применительно к окончаниям периодов
з1 и t2 ; о етои целью в зависимости от мощности рудного тела
ж интенсивности ведения горных работ рассматривают один из
следующих трех вариантов отработки участка, расположенного в
пределах круга влияния радиуса R : а) непрерывная отработка,
заканчивающаяся в течение 6-10 лет; б) непрерывная отработка,
заканчивающаяся в течение 3-5 лет, в) прерывная отработка
(например в связи с тем, что в круг влияния попадают участки,
принадлежащие двум горизонтам, отрабатывающимся ввооходящем
порядке и т.п.).
При- варианте "а" время отработки рудного тела принимают
равным длительности первых трех периодов процесса сдвижения
(г1+г2 +tp» Для определения величин оседаний и скоростей
оседаний, достигаемых за время в пределах tc_3 =t1+t2+t3
ж 7о-з пользуются их типовыми распределениями S(at) и зЦ)(
приведенными в десятых долях от максимальных значений в табл;.
1.2.4б и формулами вида
7 <cv> =7с-з мм; (г,16)
v(zt) = 7 о-З s/<EP« мм/год.
При варианте "б” время отработки рудного, тела принимают
равным длительности первого периода t1 , по типовым раопреде-
(см. табл,1.2.46) находят соответствующее периоду t,(
число долей от tc_3 и соответствующее ему оседание т]о_^ в
долях от у 0_3 . Для определения t2 и достигаемого за это
время оседания у1-2 найденное значение 7 о-1 сравнивают и
величиной оседания, при которой заканчивается период t2 ,
равной'
7 о-2 =0,02п; (2.17)
если 7 o-^O.O? •, то период *2 принимают равным нулю'2 если
7 о-1 <0,02 ш , то находят разность
7 !_2 = 0,02» - 7О_1 (2.IB)
котораясоотвествует оседанию за период t2 ; продолжительность
30 -
периода в этом случае
71-2
*2 = (2.19)
где v2 - скорость оседания (ом.табл.1.2.4а).
Таблица 1.2.46
Изменение типового распределения безразмерных оседаний
земной поверхности s(zt) и скоростей этих осзданий
во времени, представленных в долях от длительности
первых трех периодов процесса сдвижения et = —Sftj2-
Показатели Время
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Г.0
S(zt) 0,02 0,05 0,09 0,16 0,24 0,35 0,48’ 0,62 0,80 1,00
s4zt) о.оь 0,03 0,05 0,07 ОД 0,12 0,14 0,16 0,19 0.21
Примечание. Если к моменту качала периода t2 скорость осе-*
Дания, вычисленная по типовому распределению, превосходит зна-.
чение скорости v2 , соответствующей найденному коэффициенту ,
нагружения целиков, то в расчет принимается значение, вычислен-
ное по типовому распределению.
При варианте "в" за период t, принимают время отработки
-до перерыва. При этой для определения скорости оседания уг ,
подставляемой в формулу (2.19) и отыскиваемой в зависимости от
степени нагрукения целиков по табл.1.2.4а, учитываются только
степень нагружения целиков на участке, отработанном в пределах
круга влияния до перерыва. В этом случае при определении степе-
ни нагружения по формуле (2.14) вместо п подставляется множи-
тель —— .где F1 - часть площади круга влияния, отработан-
О Z
ная до перерыва, ?с - вся площадь круга влияния. Все осталь-
ные действия, остаются теми же, что и при варианте "б".
3. Продолжительность 4-го периода принимается равной 7-10
лет, а достигаемое к его окончанию оседание
7 о-4 а гашС» (2.20)
- 39 -
-see a - коэффициент извлечения no площади в круге радиусом.
1 w _ Д__ , равный отношению площади камер в круге к площади
_____ 2
«ягв;
4. Суммарная продолжительнбсть 5-го и б-го периодов
t + t s ? '1°=*. , (2.21)
56 vc -
и О
п* vc « средняя скорость опускания вышележащей толщи на по- -
терявшие несущую способность разрушенные и постепенно уплотня- .
вжжеся целики, равная 25 4-30 им/год; Утах “ конечное оседа-
яяе, определяемое по формуле \2.3);
5. Найденные значения t-| »’t2»t3’t4’^t5+t6^ откладывают по-
следовательно на оси абцисо, из их концов восстанавливают пер-
ецдокуляры, на которых наносят соответствующие оседания. Сое-
динив концы отложенных на перпендикулярах значений оседаний
злавной кривой, получают искомый график; для удобства пользо-
млжя его строят в логарифмических координатах.
В.. Старобинское месторождение
Х.2.4.7. На Старобинском месторождении калийных солей в ои-
ду специфики условий его оъработки изменение процесса сдвиж?-
вжя в связи о новыми параметрами целиков удобно характеризо-
вать коэффициентом извлечения а> и глубиной ведения работ°Н«'
1.2.4.8. Построение графика нарастания оседаний на в.г.к.’ч,
для этого месторождения в связи с весьма незначительным 1-м
ериодсм процесса сдвижения производятся по четырем (не счи-
тая начала координат) характерным точкам, соответствующим окон-
чаниям трех его стадий и точке с максимальной скоростью оседа-
ш.
1.2.4.9. Определение координат точек графика нарастания ,
еседаний, вызванных отработкой Второго калийного пласта.
I-.2.4.9.I. Определение координат последней точки графика
(точки,- соответствующей расчетному окончанию процесса сдвиже-
жя, при котором годовой прирост оседаний становится равным ,
ля меньше 5 мм).
*1. По графику, приведенному на рисД.2.5а, определяют рао-
I
I
I
I
t
Рис.1.2.5. Графики для определения длительности процесса
сдвижения земной поверхности т0 и величины ее оседания в
различные стадии в зависимости от глубины ведения работ Н
и извлечения ш.
Изменение в зависимости от Н (при ш =0,5): а - длитель-
ности процесса сдвижения То ; б - поправочного коэффициента к
конечному оседанию Е 7 , Изменение в зависимости от «' :
в - поправочных коэффициентов Kt1 ,Kt2,Kt3. кт ; г - поправоч-
ных коэффициентов Ку2,К^3. J
- 'll
четкую длительность процесса сдвижения для заданной глуби
jb эедения работ Н при извлечении равней и =0,5. Если за-
лакюе извлечение и> > 0,5, то найденную расчетную длителв-
вкть оседания умножают на коэффициент Кр, изменение которого
» функции от величины ш представлено в виде графика на
ужсЛ.2.5в.
2? По формуле (2.3) определяют конечное сседание земной
«зерхнссти в зависимости от извлечения w (ординату псслед-
кя точки искомого графика). В случае, если «/>0,5 и глубина
веления работ И < 500 м, найденное по формуле (2.3) конечное'
•седание умножают на коэффициент к у ; изменение которого с
глубиной приведены в виде графика на рис .1.2.56.
2.4.9.2. Определение координат третьей точки графика,
соответствующей окончанию второй (активной) стадии процесса
схвпения.
I. По кривей t3 , представленной нарис.1.2.6, определяют
вбцяссу третьей течки графика для заданной глубины ведения ра-
бот при извлечении w =0,5. Если заданное извлечение со >0,5,
то найденное значение умножают на коэффициент , из-
менение которого в функции величины w представлены кривой
на рис.1.2.58. Если рассматриваемая точка земной псверх-
ости, попадая на в.г.к.ч., находится ьсе время в зоне _,лия-
жя горны? работ, ведущихся по отношению к ней только с одной
стороны, срок окончания активной стадии t3 увеличивают на
2 года.
2. Определяют оседание земной поверхности ко времени скон-
чания активной стадии процесса сдвижения (ординату третьей точ-
ки графика)
~ м» (2.22)
где п> - высота камеры; - коэффициент, изменение кото-
рого в функции ст извлечения приведены в виде графика на рис.
1.2.5г.
I.2.4.9.3. Определение координат второй течки графика (точ-
ек с максимальней скоростью оседания).
I. По графику t2 (рис.1.2,6) определяют абциссу искомой точ-
ке для заданной глубины ведения работ при со =0,5. Если зада»-
4
WO 050 500 и
л, /у
Рис.I.2.6. Ллительнссть
протекания стадий t-i,"1?. *з
деформирования земной по-
верхности на Старобинсксм
месторождении в зависимо-
сти от глубины ведения ра-
бот при извлечении а> - 0,5.
- 43 -
we извлечение co> 0,5, то найденное нзначение t2 умножают на
коэффициент Kt2» представленный кривой на рис.1.2.5в.-
2. Абциссу второй точки графика находят по формуле
?2 = » (2.23)
где - коэффициент, изменения которого в функции от извле-
чений приведены на рис.1.2,5г.
1.2.4.9.4. Определенна координат первой точки графика (на-
чала активной стадии).
I. По графику t1 (см.рио.Х.2.6) определяют абциссу искомой
точки для заданной глубины ведения работ и со -0,5. Если за-
данное ш>0,5, то умножают найденное значение t1 на коэффи-
циент Kt1 , изменения значения которого в функции извлечения
характеризуются кривой на рис.1,2.5в.
2. Ординату первой точки графика нарастания оседаний прини-
мают равной 1,5£ от а.
Примечание. Для третьего калийного пласта при изменении изв-
лечения в пределах и> -0,3-0,4 и при изменении глубины веде-
ния работ в пределах В»550-700 м в качестве расчетного графи-
ка нарастания оседания земной поверхности принимается кривая <,
приведенная на рнс.Т.2.2в/а при и =0,45-0,55 - кривая 2.
1.2.5. Определение деформация земной поверхности
в заданный момент временя в постоянных краевых частях
пластовых мульд сдвижения
1.2.5.1. Яа калийных рудниках1, шахтные поля которых отраба-
тывают камерными системами}в связи с длительностью процесса
ооедания земной поверхности ожидаемые деформации в пределах
краевых частей пластовых мулвд сдвижения необходимо определять
иа заданный срок, т.е. в функции временя.
Z.2.5.2. Для определения ожидаемых деформация в постоянных
краевых частях пластовых мулвд сдвижения необходимо располагать:
-графиком ожидаемого.развития оседания земной поверхности на
в.г.к.ч., соответствующим рассматриваемым роряо-геологическим
и горнотехническим условиям;
- распределениями ооеданий, наклонов, кривизны и горизонталь-
- 45 -
- 44 -
них де,формаций растяжения-сжатия (или переходным коэффициентом
от кривизны к горизонтальным деформациям), соответствующими
рассматриваемым горно-геолсгическим и горнотехническим услови-
ям ;
- сведениями о глубине ведения горных рабст;
-граничным углом, углом полных сдвижений (и углом максималь-
ных оседаний для тех случаев, когда в.г.к.ч. соответствует ус-
ловиям неполной подработки) (см.табл.1.2.1).
1.2.5.3. -Определение ожидаемых деформаций земной поверхно-
сти в постоянной краевой части Пластовой мулвды сдвижения.
I. Для момента времени tp , в который необходимо опреде-
лить ожидаемые деформации в заданной точке краевой части муль-
ды сдвиаения^по выбранному (или построенному) в соответствии
с методиками, приведенными в разд.1.2.3. и 1.2.4, графику раз-
вития оседаний земной поверхности на в.г.к.ч. находят то значе-
ние оседания, которое ссоветствует времени .прошедшему с
начала подработки упомянутой точки зоны полной подработки до
интересуемого момента.
2. По известной глубине ведения очистных работ и известным
граничным углам находят длину краевой части мульды
L = H(ctCF0 + c tc50 ). (2.24)
V
Примечание. Если рассматриваемая точка располагается в той
части мульды, которая примыкает к выработанному пространству
оо стороны падения или восстания, вместо угла подставляют,
соответственно, угол или Jo .
3. Находится отношение расстояния от рассматриваемой точки
краевой части мульды до ближайшей точки зоны полней подработки’
ко всей длине краевой части, равное z = —£— - безразмерная
абцисса точки.
4. По кривым распределения оседаний, наклонов и кривизны,
соответствующим рассматриваемым герногеологмческим и горнотех-
ническим условиям, находятся безразмерные значения оседаний
S (z) и его производные s' (z) и S"(z ).
Примечания: £. Безразмерное оседание s (z) представляет
собой отношение оседания в рассматриваемой точке краевой части
мульды (с безразмерной абциссой z = _2— ) к оседанию на в.г.кя,
заданный момент времени. - 2. Безразмерные распределения
5 ( z ),s' (2) и s" ( z ) для различных условий отработки Старо-
ейского месторождения и их изменения во времени при примене-
нии камерной системы разработки с извлечением руд а> «=0,5 при-
ведены на рис.1.2.8 и 1.2.7. Конечные значения этих распреде-
лений приведены в таблЛ.2.5 /17/. - 3. Безразмерные распреде-
ления a(z),s'(z) и s*( z ) для! различный условий отработки
1алуш-Голынского месторождения приведены в табл.1.2.6. - 4.Без-
размерные распределения s(z ), s' (z ) и S" (z ) для различных
условий отработки Верхнекамского месторождения приведены в
табл.1.2.7.
5. для найденной длины краевой части мульды сдвижения L,
величины оседания нав.г.к.ч. и значений В (z), S' (z)
s*'(z)« соответствующих безразмерной абциссе удаления рассмат-
риваемой точки z = от в.г.к.ч., по формулам
1 (t) = ; (2.25)
K(t) e 7/r..-x(t-) SV)___ (2.26)
4 J l®
t'(t) -02— - екь; (2,27)
?(t) = (t) S (z) (2.28)
определяются искомые оседания, наклоны, кривизна и относитель-
ные горизонтальные деформации растяжения-сжатия. для t
При зтем в качестве переходного коэффициента е ст кривиз-
ны к относительным горизонтальным деформациям принимаются зна-
чения, приведенные в табл. 1.2.8’.
£.2.5.4. При определении ожидаемых деформаций земной поверх-
ности во временной краевой части мульды сдвижения выделяют два
случая: I) если срок t.p пе превышает длительности остановки гра
ницы выработанного пространства t , то методика определения
не отличается ст той, которая применяется для постоянной крае-
вой части мулвды сдвижения (см.п.1.2.5.3) ; 2) если t > но
р ост
Рио.1.2.7. Изменение во временя безразмерного рас-
пределения оседаний зДа) и деформаций земной поверх
носта (б - наклон s'r , в - кривизна, ) в краевых
частях мульд сдвижения на Старобинсксм месторождении
при извлечении (V « 0,5 и сдвинутых границах вырабо-
танных пространств иа калийных пластах по углу сдвиже
ния. х
с Цифры при линиях - безразмерные расстояния z «=
Jj
£Рис.1.2.7 (продолжение).
Рис.I.2.8. Изменение во времени безразмерных рас-
пределении оседаний sx (а) и деформаций земной повез
ности (б - наклон , в ~ кривизна s х ) в краевых
частях мулвд сдвижения на Старобинсксм местсрохдениж
при извлечении w = 0,5 и совмещении по вертикали
границ выработанного пространства на обоих калийных
горизонтах.
Цифры при линиях - безразмерные расстояния.
Рис.1.2.® (продолжение)
Таблица 1.2.5
Безразмерные распределения конечных оседаний и деформаций земной поверхности
в краевых частях мульд сдвижения на Старобинском месторождении
Второй пласт (сй' = 0,5) и Третий пласт (ш = 0,4) Второй пласт Третий пласт
S ~ L при сдвинутых цах выпаботат пространства я стах грани- гого ia пла- при совмещенных гра- ницах выработанного пространства на пла- си 1 =,0,7-0,9 О) - 0,5-0,6
\ S у, z j е : J*1 ' S: с) ,< * < Г. ! r.irf ,Z n'l ° L "J __ч^). -'О) ;.;"(z) 4(a) Б'(я) Б* (в)
0 1,00 0 0 1,00 0 0 1,00 0 0 1,00 0 0
0,1 0,99 0,11 -1,3 0,97 0,36 -8,7 +0,97 0,80 -2,83 0,98 0,35
0,98 0,24 -1,7 0,94 1,77 -12,4 0,85 2,28 -3,72 0,92 0,8 ’^+5-5,0 -60
?,з 0,95 0,46 -2,7 0,62 2,30 -0,9 0,59 3,04 -4,58 0,82 1,3
0,4 0,89 0,80 -”,8 0,38 1,94 +8,1 0,36 2,44 +4,93 0,68 1,9 / -70
0,5 0,77 2,02 -43,4 <0,23 I.Iff +5,7 0,18 1,56 +9,85 0,45 2,5 6
и, 6 0,53 2,41 -1,6 0,13 0,81 +3,9 0,08 Т-;94 +7,22 0,21 1,8 +8
0, / 0,30 Г\) Г\) Г\) *5,9 0,08 0,42 +2.6 0,04 6,55 +2,94 0,09 0,9 +8
0,8 0,12 1,26 +8,1 0,04 0,32 +1,7 0,01 0,33 +1,81 0,03 0,4 +4
0,9 • 1,0 0,05 0,44 -6,2 0,02 0,18 0 +1,2 • 0 0 0 0,16 0 +3,68 0 0,01 0,1 0 +1,5 0
ь-iOOOOOOQO ОО
O'OO'Jwvi-ewMH
н Q О О О О р О О О Q
оч)3)-^сло1£имн
оо.о
го Hi
го-С'<Л'рыоч<Э-я-с
OVIVIOOOOOVI
1 1
1-1 40 04
09 'О О
OOOOI-+I-+++I—it—<1—<
OUIOOUIUIOVIO
ouivioviviuiuivi
g
—
н р о
со о
СВ Л о
г~г-aы |-| и и а ь
-fcr 04 Q QQ« *««««««
• * • a>Mrou»uiuifvsj
м <л ^оошлшооо
о
OOOOOOOOOOW „ 3 Л г—« —ь о V S о
о р р р р р о р а р ++ o^rvqjoiajruui'QySo о
, , , -° ° P.°.°.Q°r 888S5SSS чл (z)s винэыэнй U Эр А О 3 II «Л
О Р О О О О О О О р Н QQHtolltVI-'liOO vinhohmuiumS 3
о рррррррррр Р 2 J Л Л 5 ЙСЛн'ОиаОЗВО п о
О О р О О О О О О р Н о о и м ш ”е Li m и о 2 е | п«М
ОООООООООО++ • « • > О , со 04 оч о го О 5 = is И ? <л' it V го
О р р Р О О О р р Р н о ++ То V Ъ> со vs о с§ Vi -е- Vi оч о в s а» о
а
i
J3
о»
IMS
ге
- 52 -
Продолжение табл.I.2.6
z = -i- L ос > 0° (10 <а < 35°) а = о0 (о°«ос < ю*)
1,0 >п >0,7 п = 1 п £ 0,3 и > 1
Н , 10 ~<ю ш н >20 У>20 m ' 2=10-15 ТГ>8<
о,з +0,4 -1,2 +1,8 +4,0 0,0 +3,0 ♦0,5 -69
0,4 +2,6 +0,2 +13,8 +2,6 +6,8 +2,4 +5,4 +0,5
0,5 +4,0 +2,4 +12,2 2,2 +7,5 +2,2 +3,6 +1,8
0,6 +3,2 +3,6 +4,1 +2,2 +4,3- +2,0 +3,0 ♦Г, 2
0,7 +г,4 +2,4 +0,6 +1,9 +2,0 +1,8 +2,0 +1,0
0,8 +1,2 +1,2 +0,5 +1,8 +1,8 +1,2 +1,8 +0,6
0,9 +0,6 +0,6 +0,2 +1,2 ♦1,2 +0,6 +1,2 +0,2
1,0 0 0 0 0 0 0 0 0
Примечание. Краевая часть мулвды: I - по восстанию; 2 - по
падению.
Таблица 1.2.7
Безразмерные распределения
оседания и деформация земной поверхности
на Верхнекамском месторождении
При С $ 0,4 При С г 0,7
„ х 3(c) З'(и) 3"(2) и= Т 3(2) з' (0 З-'Са)
0,0 1,0 0 0 0,0 1,00 0 0
0,1 0,96 +0,67 -9,72 0,1 0,99 *+0,48 -10,80
0,2 0,86 +1,51 -6,48 0,2 0,90 +1,56 -17,28
0,3 0,68 +1,96 -2,71 0,3 0,74 +2,92 -7,44
0,4 0,50 +2,07 +1,50 0,4 0,42 +2,69 +11,76
0,5 0,32 +1,76 +4,50 0,5 0,28 +1,34 +12,48
0,6 0,20 +1,32 +6,48 0,6 0,14 +0,64 +4,08
0,7 0,12 +0,80 +4,50 0,7 0,08 +0,30 +1,68
0,8 0,05 +0,45 +1,80 0,8 0,05 +0,20 +0,96
0,9 0,03 +0,28 +0,28 0,9 0,03 +0,06 0
1,0 0,0 0 0 1,0 0 0 0
- 53 -
Таблица 1.2.8.
Значения коэффициента перехода от кривизны
к горизонтальным деформациям
Месторождения Коэффициент е
Верхнекамское Отаробинское 0,15 0,25
1алуш-Гслынское .... г- , 0,15
«ременная краевая часть мульды попадает после возобновления
ребот в зону полной подработки, и применяется методика, опи-
санная в разделе 1.2;7. " ,
1.2.5.5. При выборе мер охраны для объектов, расположенных
(ели предусмотренных к проектированию и строительству) на участ-
ках земной поверхности, находящихся над теми разведанными час-
тями месторождений калийных солей, для которых еще нет оконча-
тельных календарных планов ведения горных работ, в качестве
расчетных ожидаемых деформаций земной поверхности в краевыхс
частях мульд сдвижения могут приниматься их максимальные значе-
ния, достигаемые за тот или иной срок.
Определение максимальных деформаций земной поверхности в
каждый момент времени производится в этом случае по формулам
(2.25), (2.26) и (2.27) при подстановке в них максимальных зна-
чений безразмерных распределений s' (z) u8"(z),
I.2.5.6. Для краевых частей мульд сдвижения (временных или
постоянных), не примыкающих к эонам полной подработки, значе-
ния безразмерных распределений s' (z) и s"(z) определяют пу-
тем умножения ординат, соответствующих безразмерным абцкссам
точек краевой части мульды в = -у*'- (1* ~ расстояние от точки
с максимальным оседанием до наружной границы мульды сдвижения),
на отношение -р., ( !• - ширина краевой части мулвды при примы-
кании к зоне полной подработки, определяемая по формуле (2.24)).
- 54 -
Тогда получаем
ж 2шах(^) S'(g)
L*
I maai t) S“ ( z)
К » - Trg
(2.29)
(2.30)
E« e к l* . (2.31)
1.2.6. Определение максимальных деформаций
земной поверхности
в движущихся краевых частях Пластовых мульд сдвижения
Z.2.6.I. При постоянной скорости подвигания фронта очистных
работ изменения оседаний, наклонов, кривизны и горизонтальных
деформаций растяжения-сжатия в каждой точке краевой части мчль
ды сдвижения, примыкающей к движущемуся фронту очистных работ,
будут за время пребывания в етой ее части одинаковыми. Посколь
ку период прохода краевой части мульды через любую ее точку по
сравнению сдеодолжительноствю процесса Оседания весьма неэначи
телек, то и деформации, достигаемые за него, имеют небольшие
„значения. В этой связи представляется целесообразным для точек
движущихся краевых частей мульд сдвижения определять только
максимальные значения ожидаемых деформаций.
I.2.6.2. Для определения максимальных ожидаемых деформаций
в точках движущихся краевых частей мульд сдвижения необходимо
располагать: I) графиком ожидаемого развития во времени оседа-
ния на в.г.к.ч., примыкающей к постоянной границе выработанно-
го пространства; 2) типовыми кривыми распределения оседаний,
наклонов к кривизны в постоянных краевых частях мульды; 3) про-
ектной (или расчетной) скоростью подвигания фронта очистных ра
бот vn м/год; 4) сведениями о глубине ведения работ, о гранич-
ных углах и угле полных сдвижений (а для наклонных пластов и
об угле падения).
Х.’.б.З. Определение максимальных ожидаемых деформаций в
течках движущихся краевых частей мульд сдвижения /16,18/.
- 55 -
I. Для найденной по формуле (2.24) длины краевой части муль-
ды I и заданной скорости подвигания фронта очистных работ vn
определяют продолжительность ее прохода через любую точку по-
верхности '
t = -Д . (2.32)
vn
2. По графику ожидаемого развития процесса оседания поверх-
ности в зоне полней подработке находят величину оседаний Д (^),
соответствующую времени t .
3. С помощью безразмерных распределенийs(z),S'(z) и s"(z)
для интервалов с максимальными их значениями по формулам (2.25)
(2.26) и (2.27)“спределяют величины ожидаемых наклонов, кри-
визны и относительных горизонтальных деформаций.
4. Эти значения и принимают в качестве максимальных для каж-
дого вида деформаций при заданной скорости подвигания фронта
очистных работ.
Примечания; I. Графики изменения максимальных значений на-
клонов и кривизны в зависимости от возможного диапазона изме-
нения скоростей подвигания фронтов очистных работ при применя-
емых на основных калийных месторождениях системах разработки и
параметрах этих систем, построенные пс результатам применения
списанной методики, приведены на рис.1.2.9 (а - для Верхнекям-
ского, б - для Старобинского месторождений). - 2. Описанную
методику следует применять в случае стличия систем разработки
и их параметров от тех, которые соответствуют приведенным на
рис.1.2.9.
1.2.7. Определение деформаций земной поверхности
в заданный момент времени в зонах полной подработки
пластовых мульд сдвижения
А. Общие положения
1.2.7.1. Деформации земной поверхности в зонах,полной под-
работки пластовых мульд сдвижения на калийных месторождениях
разделяются на конечные и текущие (в заданный момент времени).
1.2.7.2. Конечные деформации вызываются: I) неодинаковый
коэффициентом извлечения руд на смежных участках шахтного поля.
Рис.1.2.9. Изменения максимальных деформации земной поверх-
ности 1 и к в движущихся краевых частях мулвд сдвижения в за-
висгиссти от скорости подвигания фронта очистных работ ▼ .
Верхнекамское месторождение: при степени нагружения сильви-
нит овых целиков CfO,4 (а), С>0,7 (б), карналлитовых - 0 0,7
(в). лтаробинское месторождение: при коэффициенте извлечения
W« 0,9 кг), ю - 0,5 (д).
2. оставлением неотрабстенных участков пласта (зон замещения,
хрелохранительных целиков); 3) не строгим выдерживанием пара-
ветров камер) и междукамерных целиков.
Примечание. Учет влияния неотработанных участков пласта про-
жзводится по методике, описанной в п.1.2.10.
1^2.7.3. Текущие деформации земной поверхности в зонах пол-
ам подработки кроме факторов, перечисленных в п.1,2,7,2, вп-
ивается: I) остановками границ выработанного пространства на'
тэт или иной период времени; 2) неодинаковыми параметрами цели-
ков на смежных участках (неодинаковой степенью их нагружения и
«еоджнаковым коэффициентом формы); 3) различием стадий деформи-
рования целиков в связи с различием их возраста.
1.2.7Л, Степени влияния факторов, перечисленных в п.£.2.7.3,
зависит от их количественного выражения, поэтому, как правило,
необходимо учитывать не все из них.
При малой степени нагружения целиков (С<0,4) остановки гра-
ниц выработанного пространства на несколько лет, за которые це-
лики деформируются всего на несколько миллиметров, практически
не сказываются на текущих деформациях земной поверхности в зо-
нах полной подработки; при тех скоростях подвигания фронта
очистных работ, с коогорши в настоящее время ведут горные рабо-
та, целики на значительных по площади участках вахтного поля до
окончания процесса сдвижения находятся практически в одинаковых
стадиях деформирования. Наоборот, при больной степей» нагруже-
ния, вызывающей значительные скорости деформирования целиков,
остановки границ выработанного пространства на несколько лет
вызывают в районе этих границ появление временных краевых час-
тей пластовых мульд сдвижения; малые скорости подвигания фронта
очистных работ приводят к тому, что целики, отработанные в раз-
ков время, в течение всего процесса сдвижения оказываются на
разных стадиях деформирования, проходящего с разными скоростями.
Б. Определение конечных деформаций
1,2.7.5. Определение конечных деформаций земной поверхности
в эонах полной подработки пластовых мульд производится для уча-
стков: а) плоского дна, б) примыкающих к границам выработанного
пространства с разным извлечением и разной выемочной нощностм*,'
-58-
1.2.7.6. Для определения конечных деформаций земной поверх-
ности в зонах полной подработки пластовых мульд необходимо
располагать:
- проектными контурами отработки пластов с нанесенными на
них границами разного извлечения и разной выемочной мощности;
- сведениями о мощности пласта, полноте его извлечения и
заполнения камер закладкой? а также об усадке последней;
- сведениями об углах полных сдвижений и глубине ведения
работ и об угле падения пласта;
- распределениями (безразмерными) оседаний, наклонов, кри
визны и горизонтальных деформаций в исстсянных краевых частях
мульд сдвижения.
1.2.7.7. Определение максимальных конечных деформация зем-
н'ой поверхности в плоском дне:
по формуле (2.3 ) находят конечное, оседание;
по графикам, представленным на рис.1.2.10, или по формулам
К = 0,8 (I-e-2»7?)
1— 1,6 (1-е *»' ) Ю“э; (2.33)
6 = 2,5 (1-е"2’77) Ю“3.
находят максимальные из возможных деформаций земной поверхно-
сти в плооком дне мульды в функции от величины оседания этого
плоского дна (в метрах).
Рис.1.2.10. Изменение деформаций земной поверхности Е,1иК
плоского дна в зависимости ст достигнутых оседа-
- 59 -
I.2.7.8. Определение конечных деформаций земной поверхности
в эонах полной подработки на участках, примыкающих к границам
равного извлечения и разной выемочной мощности:
- по формуле (2.3 ) определяют конечные оседания земной по-
верхности для в.г.к.ч. при одном и втором извлечениях (одной и
второй выемочных мощностях);
- на разрезе, препендикулярнсм указанной границе, от нее в
сторону с большим оседанием откладывают угол полных сдвижения,
а в сторону с меньшим оседанием - граничный угол, и таким обра-
зом окснтуривают область влияния разного извлечения или разной
выемочной модности (рис.1.2.11);
- находят конечное оседание точки полумульды с менынии осе-
данием, в которой кончается зона влияния мульды с болвомм осе-
данием (точка 2)на риоД.2.11);
- вычисляют разность конечного оседания на в.г.к.ч. участка
с большим оседанием (точка I) и названной выше точки 2
~7™>хг; <2.34)
- для найденной разности по формулам (2.2$,(2.2б) и (2.27)
с использованием соответствующих безразмерных распределений
,s' (г) и s"(z) определяют максимальные конечные деформа-
цяи на участке, примыкающем к гпанице с разным извлечением и
разной выемочной мощностью,и конечные деформации в любой точко
этого участка, подставляя в них вместо .
Примечание; В случае, если размеры района с измененным изв-
лечением или выемочной мощностью таковы, что над ним на земной
поверхности не образуется эоны полной подработки, то в качест-
ве границы рассматриваемого участка со стороны такого района
принимают точку с максимальным конечнгч оседанием и длина полу-
4ульды, подставляемая в формулу (2.25), (2.26) и (2.27) соответ-
ственно сокращается.
В. Определение текущих деформаций
1.2.7,9. Текущие деформации земно* поверхности в зонах пол-
ной подработки пластовых мульд сдвоения определяются (ряс.1.2.ЗД
для сечений:
# - перпендикулярнях движущимся границам выработанного простран-
ства (см.рис.1.2.12,1-1) ;
Рис.1.2.II. Схема к оп-
ределению распределения
конечных оседаний на уча-
стке земной поверхности,
примыкающем к границе с
различным извлечением по-
лезного ископаемого (по-
яснения в тексте).
A J
Рис .1.2.12. Основ-
ные типы сечений зоны
полной подработки, в
которых текущие дефор-
мации земной поверхно-
сти определяются раз-
личными методами (по-
яснение в тексте).
- перпендикулярных временно остановленным границам выработан
кого пространства, если последние были перпендикулярны движуще-
муся фронту очистных работ (см.рис.1.2.12, П-41);
- перпендикулярных временно остановленным границам выработан
ного пространства, если последние были параллельны движущемуся
фронту очистных работ (см.рис.1.2.12,Ш-Ш) ;
- параллельных указанным выше границам, если эти сечения попа
дают во временные краевые части мульд сдвижения (см.рис.1.2.12,
- 61 -
и У1-У1); _ .
а также для участков плоского дна (см.рис.I.2,12,
Примечание. Оценка влияния, оказьваемрго на деформации зем-
ной поверхности в пределах участка, примыкавшего’ к этим грани-
цам, различием параметров, извлечения и выемочной мощности
проводится с учетом специфики, отмеченной в п Л,2,7,17,
I.2.7.10. Для определения текущих*деформация земной поверх-
ности в зонах полной црдработки пластовых мульд сдвижения необ-
ходимы, кроме данных, требуемых для определения деформаций в
постоянных краевых частях мульд сдвижения, следующие дополни-
тельные сведения: I) календарный план отработки каждого плас-
та; 2) сведения о параметрах камер и целиков; 3) границы
изменения параметров и систем разработки на каждом калийном
пласте.
Примечание. В случае, если из этих сведений следует, что на
рассматриваемом участке золы полной подработки применяют только
целики со степенью нагружения Се0,4 н срок остановки времен-
ных границ выработанного пространства с такими целиками не
превышает 10-15 лет, текущие деформации определяют для всех
названных в п.1.1.7.9 сечений так, как для сечения У-У '(учас-
ток плоского дна, n.f.2.7.7).
1.2.7.II. В сечениях, перпендикулярных движущимся границам
выработанного пространства (см.рис.1.2.12, I-I), текущие дефср>
мацйи земной поверхности в зонах юлной подработки вызываются
пр*и прочих равных условиях только различием стадий деформиро-
вания междукамерных целиков. В этж случав' определение деформа-
ций земной поверхности производится следующим образом.
I. По методикам, описанным в разделе 1.2.4 строят (или выби-
рается из уже построенных), график нарастания оседаний земной
поверхности на в.г.к.ч.
Примечание.График нарастания оседаний для точек зон полной
подработки, расположенных в сечениях, перпендикулярных движу-
щимся границам выработанного пространства, принимают за базо-
вый.
2. На участке зоны полной подработки вдоль того сечения,
по которому необходимо определить деформации земной повержно-
- 62 -
ста, выделяют точки, расположенные друг от друга на расстоянии
х -= 0;1ь (рио.Х.2.13).
3. Для каждой из этих точек по календарному плану ведения
горных работ находят срок, прошедший о начала влияния подработ-
ки до рассматриваемого момента и по графику нарастания оседа-
ний определяют достигнутые ими за вти сроки оседания.
По этим оседаниям выстраивают их расчетное распределение,
которое затем дифференцируют дважды для получение распределения
наклонов и кривизны.
5. Горизонтальные расчетнге деформации раотяжения-ожатмя
находят по формуле (2.33) (ом.пД .2.7.7).
I.2.7.12. В сечениях, перпендикулярных остановленным грани-
цам выработанного пространства, если последние перпендикулярны
движущемуся фронту очистных работ (см.рио.1.2.12, П-1Г), дефор-
маций земной поверхности в вонах полной подработки вызываются,
при прочих равных»условиях, во-первых, различными стадиями де- .
формирования междукамерных целиков, и, во-вторых, пребыванием
участков земной поверхности,' примыкающих к таким границам, во
временных (краевых) частях мульд сдвижения.
При определении текущих деформаций земной поверхности в
названных условиях выделяют следующие три основные случая
Xрис.1.2.14):
I) фронты очистных работ, ведущихся по обе стороны от упомя-
нутой. границы со сдвигом, равным времени ее существования, име-
ют размеры, при которых над каждым из образованных ими вырабо-
танных пространств на земной поверхности создаются условия для
полной подработки (см.рис.1.2.14а) ;
2) фронты очистных работ, ведущихся по сторонам от временной
границы, имеют такие размеры, при которых на земной поверхности
над выработанным пространством, образованным едким из иих, ус-
ловия для полной подработки появляются, а над врорым нет (см.
рис.т.2.146) ;
3) фронты очистных работ, ведущихсяпо сторонам от временной
грницы со сдвигом, равным ее существованию, имеют такие разме-
ры, при которых на земной поверхности над выработанным простран-
ством, образованным каждым из фронтов, условия для полной под-
Рис.I.2.13. Схема
к определению распре-
деления текущих осе-
дании земной поверх-
ности на участке се-
чения, перпендикуляр-
ного двииущемуся фрон-
ту очистных работ
(пояснения в тексте?.
работки возникают только поел* отработки смежных участков шахт-
ного поля (см.рис.1.2.14в).
I.2.7.I2.I. В первом случае деформаций земной поверхности
определяют следующим образом:
- по методикам, описанным в разделах 1.2.3 и 1.2.4 строят
(или выбирают из уке построенных), график нарастания оседа-
ний земной поверхности на в.г.к.ч.;
- этот график сдвигают на срок остановки границы выработан-
ного пространства и наносят на тот же чертеж (рис.Х.2.15а);
- на оси абсцисс общей для исходного и сдвинутого графиков
от начала координат откладывают срок, черев который необходимо
определить деформации земной поверхности на рассматриваемом ‘
участке (расчетный срок!р ), и для него определяют разность их
ордината'^tp;
- затем по Формулам (2.25)-(2.28), подставляя в них вместо
?(t) значенияApffy^находят оседания и деформации земной поверх-
ности в заданный момент времени *р на участке, протянувшемся
от рассматриваемой границы в ту и другую стороны.на расстояние
Н Ctg V .
Примечания: I. Если требуется найти максимальные деформации
в пределах расчетного срока, то на графиках аналогичных рис.1.
2.15а отыскивают момент, которому соответствует наибольшее зна-
чение д?Л) и в формулы (2Л5), (2.26) н (2.27) подставляют
значение разности оседаний ( AQmdx ).
2. Поскольку после прекращения остановки к бывшей временной
границе со второй ее стороны примыкает выработанное простраю-
^ис.1.2.14. Схематическое представление трех основных слу-
чаев, определения распределения оседаний в сечениях, перпенди-
кулярных остановленным границам выработанного пространства.
Ь-Ip Н (Ctg^ + CtgY. ), Ip Н (CtgJ. + CtgY. );
tf-lv н CctgJ. + CtgY, ), Ijj H (ctgj. + CtgY. );
«-114 H (Ctgg, + CtgY. ), L|]4 H (CtgS. + CtgY. ).
Рис.1.2.15. К определение разности текущих оседаний
точек зон полной подработке, расположенных по разные
сторона от временна остановленной границы выработанно-
го пространства при условие, что и +ctgt.)
Применяемые параметры * системы разработки до ж пос-
ле остановки границы: а - одинаковые, б - разные.
- 67 -
Рис.1.2.16. Схемы г
построению графика нар
стания оседаний для
подработки при ь,х. нж
*(ctg& +Ctg%), н>
+Ctgx*.
a - для точки 2;
б - для точки I (см.рис
1,2.146).
ство, а не нетронутый массив, распределение оседаний, а следо-
вательно, и деформаций будет в рассматриваемых в п.1.2.7.12
случаях более пологим и плавным, чем в обычных краевых частях
мульд. До уточнения закономерностей распределения оседаний и
деформаций в зонах полной подработки на участках, примыкающих
к бывшим временным границам выработанных пространств, следует
пользоваться: I) для условий Верхнекамского месторождения -
распределением, приведенным в табл.1.2.7 для случая С 0,4;
2) для условий Старобинского месторождения - распределением,
приведенным в табл.1.2.5 для случая сдвинутых границ вырабо-
танного пространства при и) * 0,5.
1.2.7.12.2. Во втором случае ( п.1.2.7.12) деформации зем-
ной поверхности, вызванные временно остановленной границей вы-
работанного пространства определяют для участка, протянувшего-
ся от рассматриваемой границы на расстояние Hctjt в сторону с
большей шириной фронта работ и на .. Jfi. в сторону с меньшей ши-
риной фронта работ, равной Ц (см.рио.1.2.146,точки I и 2). С
этой целью находят оседание земной поверхности в заданный мо-
мент времени в точках ! и 2 (см.рис.1.2.14б).
В точке 2 (рио.1.2.16а) ооедание находят по формуле
9Сг) > (2.35)
км ^(*р-*ост^~ ордината базового графика нарастания оседаний,
•еответствуюиая времени (tp-tooT )» *сот - продолжительность
•становии границы выработанного пространства.
В точке I (см.рио.Х.2.166)
^,(*р> - HCV At)S(Zl), (2.36)
nr ft* - отставание во времени оседания за счет неполной под-
работки, представляющее собой раэнооть абсцих точек базового
графика нарастания оседаний, ординаты которых равны цС*Ост)
• n" » n’i»ni “ степени подработаннооти в точке I к
личных точек зоны полнев •виенту окончания; ^сот; в(вЛ~ значение безразмерного распреде-
подпаботки ппи т иге___________________ ________ „ ___________________т____
лепя оседаний в точке 24 • х^- расстояние до точки I от
|»аш полной подработки, образованной к моменту окончания tост*
1ля наружных краевых частей мулвды сдвижения, образованной
«работкой таких участков, оседания и деформации определяют
о формулам (2.25)-(2.28) до точек I и 2 с учетом распределе-
пй, приведенных в табл.1.2.5, 1.2.6 и 1.2.7. Что касается
внутренних краевых частей мулвды, примыкающих к бывшим времен-
мм границам выработанных пространств, то приращения оседаний
деформаций, вызванные в их пределах развитием стадий процесса
введения поверхности и деформирования целиков, определяют по
формулам (2.25)-(2.2в) путем подстановки в них вместо цтаХ1
абсолютной величины разности оседании ьц в точках I и 2 за
расчетный период
ЛЧ ’ I СV“? 2< VI (2.37)
1.2.7.12.3. Особенностью третьего случая (см.пД.2.7.12) яв-
ляется сравнительно небольшая ширина фронтов работ, при которых
создаются временно остановленные границы выработанного простран-
ства, что характерно для работы на больших глубинах одиночными
сравнительно неширокими панелями. Поэтому в третьем случае ко
времени возникновения на земной поверхности зоны полно* подра-
ботки в выработанном пространстве образуется несколько времен-
но остановленных границ.
Установление величин деформаций земно* поверхности в точках
акы полной подработки в этом случае сводится к определению:
I) оседаний в заданный момент временя середин участков, между
- 68 -
которыми располагались временно остановленные границы (т.е. к
построении графиков нарастания оседаний во времени для таких
середин); 2) оседания и деформация в образованных отработкой
таких участков наружных краевых частях мулвды одвижения - по
формулам (2.25)-(2.28) - до точек, расположенных над середина-
ми крайних из этихучастков; 3) разности оседании середины смеж-
ных участков к заданной дате по формулам вида (2.37); 4) прира-
щении оседания и деформаций, возникших во внутренних краевых
частях мулвды в связи с разными режимами деформирования цели-
ков на участках выработанного пространства, примыкающих ко вре-
менным его границам.по формулам (2,25)-(2.28) о заменой над^.
График нарастания оседаний для середины участков, между ко-
торыми располагались временно остановленные границы выработан-
ного пространстваотроят следующим образом.
I. Для середины участка, отработанного ранее остальных
(см.рис.Х.2.14в, участок I):
I) сначала'находят ординату точки графика, соответствующую
моменту окончания остановки t0CT1 (рисД .2.17а); для этого ор-
динату базового графика о абоциссоя Т01.т1 умножают на Yn^ п”' ,
гда п1 и п” - степени подработанности точки на земной поверх
иости, располшженной над серединой участка I (см.рис.1.2.14в,
точка I);
2) затем определяют ординату точки выстраиваемого графика,
соответствующую окончанию остановки второй временной границы,
т.е. о абсциссой t=t0CTi +1Оот2 • для этого на„базовом графи-
ке находят ординату, равную ^(±Ост1) и соответствую-
щую ей абоцисоу; определяют разность t0CTp и этой абсциссы,
равную , и на нее; начиная о ординаты q (t0CTi) V~n!p^,сдви-
гают вою верхнюю часть базового графика (см,рио.Х.2.17а); за-
тем на сдвинутой части базового графика находят ординату, соот-
ветствующую t-iocTl +*ост2 , и умножают ее на УЯГпг
(вдес* п2’ п2 ” степени подработанности точки на земной по-
верхности, расположенной над серединой выработанного простран-
ства, образованного отработкой участков I и П), а также не soj
где - безразмерное расстояние от точки I до оередины выра-
ботанного пространства, образованного отработкой первого и вто-
- 69 -
Рио.1,2.17. Схемы к по-
строение графика нарастания
оседания для передан участ-
ков зоны полноя подработки,
отработанных в разное время.
а - для точки I; б - для
точки I; в - для j-я. точки
(см.рис.1.2.14b).
рого участков; s( zj ) - значение безразмерного оседания, выби*
раемого дляг; по таблЛ.2.5, 1.2.6 и 1.2.7;
3) находят положение всея остальной части искомого графика
нарастания оседаний во времени, для чего на базовом графике для
ординаты, равной
*l(t) = tj ( t0CT1 + t0tT2 ) Vn'^nJ S (zj ),
определяют абсциссу, разность ( %П1 + ) и етоя абсциссы,
равную (*t( tz ), (см.рис.1.2.17а) ; на нее сдвигают всю'
часть базового графика, с ординатами, превышающими ц ( t0CI1 +
+ tocn ) Vn’j, n“ ’ s(zj ), и; умножив ету сдвинутую часть на
s(z" ) (здесь г" - безразмерное расстояние от точки I до
в.г.к.ч., равное z“ « I - ширина краевой части
мульды, определяемая по формуле (2.24)} откладывают, начиная о*
- 70 -
точило координатами t «^%т2; 7 « Q ( t0CTl ♦ *ост2>
xVjTFn" s (z,* ).
2. Для середины второго по времени отработки и расположению
участка (см.рис.1.2.14в, точка I1 ) ;
I) сначала находят точку искомого графика к моменту оконча-
ния -^т! , для чего на базовом графике откладывают по оси абс-
цисс значение t Ост](см.рис.1.2?.17б), и соответствующую ему ор-
динату умножают наУ n'^ s (е1 ) (здесь гц -I щ >4 - сте-
пени подработанности точки I; в1 - безразмерное расстояние от
нее до середилы второго участка, равное z( ------>g"\"”— '•
ь, = —+ Н ctg£ ; s ( z^ ) - значение безразмерного оседа-
ния, выбираемое для найденного по табл.1.2.5, £.2.6 и 1.2.7
значения z,);
2) затем находят точку графика, соответствующую окончанию
остановки следующей временной границы, т.е. t t0CTi+ toCT2,
для чего на базовом графике находят ординату, равную 1 (tc„ )х -
xVn^n" s (zt), и соответствующую ей абсциооу, определяют раз-'
ность tetTi и втой абсциссы, равную л , и на нее, начина® о ор-
динаты д ( tccTl) Уиг1^' s(zi), сдвигают базовый график от
начала координат; на сдвинутой части базового графика находят
ординату точки, абсцисса которой равна сумме длителвностей су-
ществования первой и второй границы ^ост! + *0012» и умножают
эту ординату на Vnp n2 s ( z2)(здесь и’2 , п2 - степени подрабо-
танное ти земной поверхности над серединой выработанного прост-
ранства, образованного участками I и П, Мг - безразмерное рас-
стояние точки 1‘до этой середины,s (z2) - безразмерное распре-
деление оседаний, 12 - расстояние от середины суммарного выра-
ботанного пространства до наружной границы мульды сдвижения J
Примечание. Если после окончания остановки второй временной-
границы (в связи с отработкой третьего участка над выработан- -
ным пространством) на земной поверхности создаются условия для
полной подработки и расстояние от точки I* до наружной границы
краевой части мульды сдвижения, равное ^з “ + + И Ctgf ,
оказывается больше или равна ь , то часть искомого графика, рас-
положи иную выше найденной описанным приемом его ординаты, дост-
раивают путем сдвига базового графика до совпадения с этой орди-
- 71 -
ватой; если ле расстояние l^cL, то ординаты достроенной таким
образ <ж части графика, умножают на s (zi)» где - безразмер-
ое расстояние между точкой I* и в.г.к.ч,.
3. Для середины следующего (в общем случае j-го) участка,
когда отработкой предыдущих участков на земной поверхности уже
создались условия для полной подработки:(см.рис.1.2.14в,1.2.17
I) сначала определяют оседание к моменту отработки 3-го уча-
стка, для чего в случад, если Н otgf, > Q (lj - ирина
j-ro участка), на базовом графике откладывают длительность пре-
бывания точки земной поверхности, расположенной над оерединой
этого участка, под влиянием подработки ранее отработанных уча-
стков tnp , а соответствующую ей ординату базового графика ум-
ножают на s Cziy ) (здесь zllf - ,н tk'l , j, - ширина крае-
вой части мулвды сдвижения, s( г»р) - значение безразмерного
распределения оседания, выбираемое для кпр по табл.Х,2,5-1.2,7,
т.е. находят П, (tnp) « (t^ ) s(zn₽) ; если же Н ctgf. -
-U<0, то »?t(t пр ) = 0; далее чаоть базового графика о ордина-
тами 4,-Qi (tnp) перемещают вдоль оси времен до совпадения
С ТОЧКОЙ, КООрДИНаТЫ КОТОРОЙ равны tnp H^(tnp);
2) затем определяют оседание рассматриваемой точки земной
поверхности к моменту отработки, следующего (за рассматриваемым)
участка шахтного поля, т.е. под влиянием выработанного пррст-
ранства j-ro участка; для этого ординату смещенной части базо-
вого графика, абсцисса которой равна t «tnp +13 , умножают на
s(zj), где zj - безразмерное расстояние между серединой 3-го
участка и в.г.к.ч. и т.д.; если 2 ffctgy , то остальную
часть графика нарастания оседании достраивают путем сдвига
вдоль оси времен до совпадения с точкой, координаты которой
равны t ж tnp + tj и q ж q (tnp + tj) 3(&j ).
1. 2.7.13. Текущие деформации земной поверхности в зонах пол-
ной подработки пластовых мульд в сечениях, перпендикулярных
временно остановленным границам выработанных пространств, если
последние параллельны движущемуся фронту очситнйх работ (ом,
рис.1.2.12, Ш-1), определяют для/точек участка, находящегося в
зоне влияния этой границы, следующим образом:
I) по базовому графику нарастания ооеданий определяют осада-
-72 -
ние черев расчетный срок tp на в.г.к.ч, образованной останов-
ленной границей;
2) для времени (tp -ton ) по тому же графику находят оседа-
ние над выработанным пространством, образованным после возобно»
ления очистных работ по другую сторону от границы на удалении
от нее, равном В ctg&> , T.e.f (tp - tocr ); при втом, если ва
расчетный срок точка, расположенная на указанном удалении, еце
не попадает в зону полной подработки, то находят соответствую-
щее ей в «= -у- , для которого по типовому распределению выбира-
ют 8(в) и умножают на него найденное по базовому графику оседа-
ние для tp - ton , т.е. находят!} (tP - toeT ) s(z);
3) вычисляют разность оседаний
ж 1 (tp) —!} ("tp — "tocT ) s(z) , (2.39)
и по формулам (2.25), (2.26) и (2.27), в которые вместо у
подставляют д<}0, найденное по формуле (2.39), определяют ис-_
комые деформации для любой точки рассматриваемого участка с ор-
динатой г , отсчитываемой (в долях ь ) от в.г.к.ч, образован-
ной остановленной границей.
1.2.7.14. Текущие деформации земной поверхности в зонах пол-
ной пбдработки пластовых мульд в сечениях; параллельных времен^
но остеновленным границам, которые в свою очередь параллельны
движущимся фронтам очистных работ, если вти сечения попадают
во временные краевые части мульд сдвижения (см.рио.1.2.12, 1У-
1У) определяют следующим образом:
I) находят безразмерную координату z точки временной крае-
вой части мульды, через которую проходит рассматриваемое сече-
ние (отсчитывая х « zL от в.г.к.ч, образованной остановленной
границей), и по типовому распределению - значение s(z);
2) по базовому графику нарастания оседания устанавливают ве-
! личину оседания, достигаемого на в.г.к.ч. к окончанию расчетно-
го срока tp ;
j) по формуле
<} (г) - ^mox (М S (в) (2.40)
определяют величину оседания к окончанию расчетного срока в
точках рассматриваемого сечения;
-73 -
4) по графикам, представленным на рис.1.2.Ю, находят дефор-
мации земной поверхности, соответствующие (z).
1.2.7.15. Текущие деформации земной поверхности в эонах пол-
ной подработки пластовых мульд в сечениях, параллельных времен-
но остановленным границам, которые в свою очередь перпендику-
лярна движущимся фронтам очистных работ, если вти сечения попа-
падают во временные краевые части мульд сдвижения (см.рис.1.2.
12, У1-У1) определяют следующим образом:
I) находят безразмерную координату z точки временной крае-
вой части мульды, через которую проходит рассматриваемое сече-
ние (отсчитывая х = от эоны полной подработки, созданной
ко времени остановки границы), и по типовому распределению -
соответствующее ей значение S (в) ;
2) по методике, изложенной в п.1.2.7.II, определяют деформа-
ции для сечения, параллельного рассматриваемому, но проходяще-
мупо эоне полной подработки (см.рис.Т.2.12, I-I), и умножают
х на з(в).
Т.2.7.16. Для участков плоского дна (см.рно.1.2.12, У-У),
текущие деформации земной поверхности определяют как и в случае
конечных деформаций (см.п.1.2.7.7) путем умножения найденных
за расчетный срок оседаний на значения коэффициентов, выбирае-
мых по графику, представленному на рис.I.2.10.
1.2.7.17. Если по сторонам от остановленной границы вырабо-
танного пространства применяют раз личные параметры и системы
разработки или имеет место различное извлечение руд и степень
. нагружения целиков, то текущие деформации земной поверхности в
районе этой границы определяют по методикам, описанным в разде-
ле 1.2.7, с учетом следующего обстоятельства: для каждой бли-
жайвей к остановленной границе точка, в которой оседание, выз-
ванное выработанным пространством, расположенным от нее с той
же стороны, что и эта точка, достигает максимального значения,
стороится свой базовый график нарастания оседаний, соответствуй
ющий тому извлечению,: параметрам и системе разработки, которые
по эту сторону от указанной границы: применяют (см .рис Л.2.156).’
-74 -
1.2.8. Определение деформаций земной поверхности
в заданный момент времени в зонах полной подработки
суммарных мульд сдвижения
1.2.8.1. В пределах суммарных мульд сдвижения конечные да
формации в зонах полной подработки вызываются: I) неодинако-
вым коэффициентом извлечения руд в пределах пластов; 2) ооп
лением неотработанных участков пластов; 3) постоянными граж
нами выработанного пространства на части пластов под (или н,
зонами полной подработки остальных.
Примечание. Учет влияния неотработанных участков произво;
ся по методике, приведенной в разд.1.2.10.
I.2.8.2. Текущие деформации земной поверхности кроме деяс
вия факторов, перечисленных в п.1.2.8.1, вызываются также:
I) остановками границ выработанного пространства на каждс
из пластов; 2) неодинаковыми параметрами целиков (неодинако:
степень нагружения и коэффициент формы) на смежных участка^
пределах каждого пласта; 3) различием стадии деформирования
ликов, образованных на каждом пласте в разное время; 4) разр
пением потолочин, разделяющих камеры, отработанные на сближе
ных пластах.
1.2.8.3. Конечные деформации земной поверхности в зоне по
нои подработки суммарной мульды сдвижения при наличиии графи
ков распределения конечных оседаний и деформаций пластовых
мульд сдвижения определяются их графическим суммированием, а
при отсутствии таких графиков - путем выполнения- следующих oi
раций: построения для рассчитываемого участка земной поверхш
сти распределений оседаний по каждому пласту по методикам, оп
санным в настоящих методических указаниях ; графического су>
мирования этих распределений и двойного графического дигЬфере
цирования полученного в итоге суммарного распределения оседа-
ний. При этом горизонтальные деформации растяжения-сжатия нь
ходят по кривизне с помощью переходного коэффициента е , вый
раемого по табл.1.2.В,и формуле (2.27), в которую вместо L п
ставляется расстояние между ближайшими точками с нулевыми зна
виями наклонов.
1.2.8.4. Текущие деформации земной поверхности в пределах
- 75 -
»м полной подработки суммарной мульды сдвижения определяют,
и и конечные (п.1.2.8.3) с тей лишь разницей, что пластовые
йлгределения оседаний находят в этом случав для заданного мо-
та времени по методикам, описанным в разделе I.2.7.13.
1.2.9. Особенности определения текущих деформаций
и®й поверхности в зонах полной подработки суммарных мульд
сдвижения при отработке сближенных калийных пластов
I.2.9.1. Под сближенными имеются ввиду калийные пласты, от-
батывающиеоя независимо друг от друга, но разделенные такими
дупластями, устойчивость которых со временем нарушается,
р разрушении потолочин камеры и целики на смежных пластах со-
йпяются, высота целиксв и их форма резка изменяются, что при-
нят к увеличиению скоростей их деформирования, а также ско-
встей оседания и деформирования земной поверхности»
Примечание. Сближенные калийные пласты отрабатываются в на-
ггсадее время только на Верхнекемском месторождении. Здесь сбли-
вными пластами являются пласты АБ и В, АБ и Кр.-П.
1.2.9.2. При отработке сближенных пластов в пределах расчет-
вго срока, на конец которого необходимо определить деформации
•мной поверхности, выделяют два этапа: 1-й - tpl , в течение
второго сохраняется несущая способность потолочин; 2-Я - tpl/
I течение которого соосные целики на сближенных пластах из-за
ирушения потолочин превращаются в разнопрочные целики с высо-
ки, равной сумме выемочных мощностей сближенных пластов и маж-
Сугластья.
Примечания:1При малом tp 2-го этапа t „ может и не быть. -
- 2. При малом tpl (по сравнению с tpB ) оседаниями за tp(
кино пренебречв.
I.2.9.3. Оседания и деформации земной поверхности в пределах
1-гс этапа находят в соответствии с п.Х.2.8.4.
1.2.9.4. Если необходимо определить деформации земной поверх-
ности после возникновения 2-го этапа, т.е. при tp> tp„ то зоиу
В разрушающейся потолочиной уподобляют участку выработанного
Ярсстранотва с измененными параметрами системы разработки (сте-
еяью нагружения целиков) на одном из сближенных пластов ж пред-
- 76 -
положении отсутствия: воторого.
I.2.9,5. Деформации земной поверхности определяют в этом
случае в соответствии с п.1.2.81.1»; при этом для указанной зоны
максимальное оседание в момент t находят следующим образом:
I) строят (или выбирают из уже построенных) размерные граф»
ки нарастаний оседаний на в.г.к.ч. для целиков каждого из сбл»
венных пластов до момента обрушения междупластья (см.рис.1.2.
10, графики I и П) и график нарастания оседаний на в.г.к.ч. дж
целиков, в которые превратятся целики, оставляемые на сближен-
ных пластах, после обрушения междупластья (см.рис.1.2.18, Ш);
все три графика строят в одних координатах (сы.рис.Т.2.18) ;
2) на оси абсцисс откладывают tp, и для него находят ос еда
ния, вызванные деформированием целиков каждого из пластов, ко-
торые умножают на /nJ nJ , если ко времени t , рассматривае-
мый участок земной поверхности еще не попал в зону полной под-
работки соответствующей ( J-й) пластовой мульды;
3) определяют сумму этих оседаний
’/(tp) =’/,(tp) +72(tp) ; (2.41)
4) на Ш графике находят точку Б с ординатой, равной ’/(tpl),
и от абсциссы этой точки откладывают в сторону, противоположну
началу координат, отрезок tpH = tp - t
5) на Ш графике находят точку р , абсцисса которой на tpll
больше, чем абоцисса точки В ; разность ординаты точки г и
точки Б , умноженная на степень подработанности, достигнутую
к моменту tp , в сумме с т/ (tp,) и будет равна расчетному ис-
комому ооеданию q (tp) в момент t
»/(tp) = ^(tp) - у (tp,)/ + ?(tp)- (2.42)
1.2.10. Учет влияния-, оказываемого на деформации
земной поверхности неотработанными участками пластов
I.2.I0.I. Неотработанные участки пластов оказывают влияние
в платовых мульдах сдвижения на конечные и текущие деформации
земной поверхности.
1.2.10.2. Определение конечных деформаций земной поверхнос'
- 77 -
Рис.1.2.18. Схема к построению графика нарастания оседаний
для отработки сближенных пластов (пояснения в тексте).
в районах влияния подработанных участков пластов:
I) находят конечное расчетное оседание земной поверхности''
>/(z) над серединой неотработанного участка пласта, предполагая,'
что этот участок отсутствует; при этом используют: а) формулу
(2.3) в случав, когда его середина располагается в зоне полной
подработки, б) формулу (2.3) и график безразмерного распредели-
- ния оседания s (z) в случае, когда его середина располагается в
краевой части мулвды сдвижения; в этом случае оседание, найден-
ное по формуле (2.3), умножают на s (z), соответствующее безраз-
мерному расстоянию z = середины неотработанного участка
Ju
/
- 78 -
от в.г.к.ч.;
2) для среднего линейного размера В неотработанного участка,
измеренного в направлении его рассматриваемого сечения, по форо-
муле р ио - ^-ПГ (2-43) ° 2 Eotg4
нах одят безразмерное- выражение ширины неотработанного участка
пласта;
3) по графику, представленному на рио.Х.2.19, для найден-
ного no определяют . безразмерный коэффициент М, характеризу-
ющий сдерживающее влияние- ширины неотработанного участка на оое-
дание земной поверхности над его центром и по формуле
° Му (в)
(2.44)
вычисляют уменьшение указанного оседания;
о
4) по формуле lo~ zxcfy 8в - В (2.45)
определяют ширину зоны сдерживающего влияния оседания;
5) о использованием безразмерного распределения 5 (^^сдер-
живающего влияния неотработанных участков на оседание земной
поверхности, представленного на-рис .1.2.20, для каждой точки
Оуказаннсй зоны по формуле
, $ - л7тах3( <2-<l6>
(здесь я'= i—; х' - расстояние от рассматриваемой точки
зоны сдерживающего- влияния до центра неотработанного участка)
определяют уменьшение ооедания по сравнению с расчетным, най-
денным в предложении отсутствия неотработанного участи;
б) от расчетной кривой оседания, соответствующей отсутствию
неотработанного участка, графически отнимают значения а у (*>),
и в результате находят распределение ооеданий о учетом неотра-
ботанного участка;
7) для определения конечных наклонов и кривизны, вызванной
неотработанным участком, найденное таким образом распределение
осела ;ий дважды дифференцируют по длине.
Для определения конечных горизонтальных деформаций растяже-
м
to
Z't
Рис.1.2.19. К оценке
сдерживающего влияния пе-
отработанных участков
шахтного поля на величину
оседания земной поверхно>-
сти над их серединой, в
зависимости от безраэмерн
нои ширины таких участков к.
Рио.1.2.20. Распределен
ние уменьшения оседания
S (sx) в пределах зоны одер>-
живающего влияния неотрабо>-
танных участков пласта.
- 80 -
нпя-сяатия кривую распределения наклонов делят на участка, ог-
раниченные значениями I =0. Затем по формуле (2.27) с учетом
длиныкаядого из них I] и распределений на этих участках кри-
визны определяют искомые значения £ .
I.2.10.3, При определении текущих деформаций земной поверх-
ности в районе неотработанных участков пластов в формулу (2.44
вместо 17 (z) подставляют ^ (z)^ соответствующее заданному
времени t.
1.2.II. Определение скоростей деформирования
земной поверхности
I.2.II.I. Максимальные скорости протекания деформаций зем-
ной поверхности за срок службы охраняемого объекта (или за срок
меиду капитальными ремонтами наряду с величинами деформации,
достигаемых за этот срок и реконструкциями) являются такими
исходными даннымй, использование которых при выборе мер охра-
ны подрабатываемых объектов позволяет учитывать специфику про-
цесса сдвииения на калийных месторождениях.'
* 1,2.II.2. Спредещение максимальных скоростей деформирования
земной поверхности для краевых частей мульд сдвижения:
-строят (или выбирают из уже построенных) график нарастания
«оседаний земной поверхности на в.г.к.ч., который дифференциру-
ют по времени для получения графика изменения скоростей оседа-
ния rj (t), (см.рис.1.1., кривая б);
-на оси абсцисс графика изменения скоростей оседаний наносят
точку, соответствующую окончанию срока службы охраняемого объ-
екта (или срока очередного капитального ремонта) и на той его
части, которая располагается между названной точкой и началом
подработки объекта находят максимальную скорость оседания 7^0*
-для точки краевой части мульды сдвижения, на которой распо-
лагается охраняемый объект, характеризуемой безразмерной абсцис-
сой z = -5~, по безразмерным распределениям наклонов и кривиз-
ны находятся соответствующие s'(z) и s“(z).
- по формулам
(max = ; (2.47)
Ь
- 81 -
К' = ’/max . (2.48)
“/MOK ~2
Ju
e' = e K1 L (2.49)
стпах max
|лределяст искомые максимальные скорости деформации.
Примечание. Если координаты месторасположения охраняемого
•еъекта по отношение к границам краевой части мульды не опреде-
ляй, то в формулы (2.47), (2.48) и (2.49) вместо s' (и), S*(z)
I гсдставляптся
S/nax (е).
1.2.II.3. Определение максимальных скоростей деформирования
веяной поверхности для участков зон полной подработки:
-промежуток времени от начала влияния подработки на охраняем
объект до окончания срока его службы разделяется на п
шетей и для каждой из них по методикам’, описанным в разделах
{.2.7-1.2.10 находят ожидаемые деформации земной поверхности в
тикке расположения этого объекта;
- по результатам расчетов строят графики ожидаемого изменения
уклонов, кривизны и "'горизонтальных деформаций раотяиения-сжа-
тия во времени;
- построенные графики дифференцируют по времени для построения
Графиков изменения скоростей;
- на этих графиках выбирают искомые максимальные значения ско-
ростей каждого вида деформаций.
X.3. Горные меры уменьшения деформаций
земной поверхности
J.3.I. Общие положе.мя
X.3.I.I. По овоеиу назначению горнотехнические меры (горные
меры), применяющиеся для уменьшения деформаций земной поверхно-
сти на калийных месторождениях /19/, разделяют на пятв грушг
(табл.I.3.1) /20/:
I - меры, исключающие какие-либо деформации земной поверхно-
сти;
П - меры, уменьшающие конечные оседания земной поверхности;
- 82 -
Ш - меры, уменьшающие неравномерность распределения оседа-
ний и деформаций по подработанной площади во времени;
ТУ- меры, удлиняющие процесс Деформирования земной поверх^
сти и уменьшающие максимальные значения его скоростей;
У - меры, ускоряющие процесс деформирования земной поверхм
сти и сокращающие сроки достижения ею конечных величин дефориж
ций.
, Таблица 1.3.1
Классификация горных мер уменьшения деформаций земной
поверхности по назначению м экономической эффективности
Горнотехнические меры'
Оставление предохранительных целиков во
всех обрабатываемых пластах*..............
Ограничение числа отрабатываемых пластов и
извлечения руды из пласта* ...............
Закладка выработанного пространства* ....
Сокращение продолжительности остановок вре-
менных границ выработанного пространства
Увеличение скорости подвигания.фронта очи-
стных работ ..............................
Сдвиг движущегося фронта очистных работ
(1ми остановленных границ), по одному из
пластов, по отношению к другому ..........
Последовательное расширение выработанного
пространства без оставления постоянно или
временно неотработанных участков .пластов
Постоянство степени нагружения целиков и
коэффициента их формы при изменении извле-
чения руд ................................
Постоянство извлечения руд на смежных уча-
стках пласта .............................
Уменьиение степени нагружения целиков*...
Увеличение коэффициента формы целиков*...
Группа мер
Т.П
П,Ш
П,Ш,1У
ш
ш
ш
I
ш
X щ
Ш
1У
ТУ
Продолжение табл.I.3.1
Горнотехнические меры Группа мер
Увеличение отепени нагружения целиков ... У
Уменьшение коэффициента формы целиков ... У
—у ————
Горная мера связана о дополнительными затратами или о до-
полнительными потерями руд в недрах.
1.3.1.2. Горные меры уменьшения деформаций земной поверхно-
сти являются технически наиболее эффективными мерами охраны
подрабатываемых объектов от вредного влияния горных работ, но,
как правило', связаны о о значительными затратами или потерями
ископаемого в недрах и потому должны применяться лишь при на-
личии технико-экономических обоснований их целесообразности.
J.3.1.3. По экономической эффективности горные меры разделя-
ет ня два ввда (см.табл.1.3.1):
I) связанные о дополнительными затратами и дополнительными
потерями руд в недрах;
2) не связанные о дополнительными затратами и дополнитель-
ными потерями руд в недрах.
I.3.I.4. По области применения горные меры разделяются на
предусматриваемые: I) в пределах всего шахтного поля; 2) на от-
дельных его участках, расположенных под охраняемыми объектами.
К горным'мерам уменьшения вредных последствий подработки,
применяющимся в пределах всего шахтного поля, относятся такие,
которые связаны о безопасностью работ рудника в целом (напри-
мер, направленные на ликвидацию опасности затопления рудника)
или о охраной всей подрабатываемой рудником территории (напри-
мер, направленные на устранение ее заболачивания); к ним отко-
сятся: а) применение камерных систем разработки, исключающих
развитие зон обрушения в' вышележащих водозащитных отложениях,
б) ограничение числа отрабатываемых пластов и закладка вырабо-
танного пространства, ограничивающие оседания значениями, при
которых уровень грунтовых вод остается ниже земной поверхности,
1.3.1.5. При определении границ участков, в предела.: кото** -
рых необходимо применять горные меры, используют углы сдвиже-
ния, соответствующие следующим, называемым критическими знача-
нияы деформаций земной поверхности: наклон i - г1*10 ; кри-
визна к = г-ТСГ^-р- ; горизонтальные деформации растяжения-с*1
тия 6 «= 2*Ю 3,
1.3.1.6. На калийных месторождениях точки земной поверхно-
сти; в которых деформации равны критическим значениям, перемт
щаются с ростом оседаний в сторону наружных границ краевых ч-и
тей мульд сдвидения. Поэтому значения углов сдвижения для ка-
лийных рудников являются величинами изменяемыми и определяйте
в функции времени. , ,
1.3.2. Защита подрабатываемых объектов
предохранительными целиками
1.3.2.1. Предохранительные целики мо:ут оставляться на одш
нескольких и на всех отрабатываемых пластах. Предохранительна
целики на всех отрабатываемых пластах оставляют под охраняемы-
ми объектами о целью полного исключения оседаний и деформаций
земной поверхности, а на части отрабатываемых пластов - с целы
уменьшения оседаний земной поверхности и значительного сокращ:
ния ее деформаций.
1.3.2.2. Предохранительные целики на всех отрабатываемых
пластах оставляют под объектами:
-деформации которых могут повлиять на безопасность эксплуат»
ции рудников (под все шахтные стволы с подъемными комплексами
под геологические скважины, пробуренные с поверхности);
-не допускающими деформации по условиям их эксплуатации, ес-
ли перенос их невозможен и экономически нецелесообразен.
Примечание. Экономическая нецелесообразность переноса объев
та в сравнении о потерями руды в предохранительном целике деле
ны быть подтверждена технико-экономическим обоснованием.
1.3.2.3. Предохранительные целики на части отрабатываемых
пластов оставляют под объектами, которые не допуокают деформа-
ций, ожидаемых при отработке всех пластов, если их перенос не-
возможен и экономически нецелесообразен (например, под города-
ми и поселками городского типа с развитым и развивающимся про
'j — 85 —
мышленным и гражданским строительством).
I.3.2.4. Предохранительные целики могут быть постоянными и
временными: постоянные оставляют под объектами о неограничен-
ными сроками службы, а временные - под объектами, срок службы
которых ограничен.
Примечание. Стволы шахт, могущие представлять ценность и
после отработке рудников, относят к объектам о неограниченным
сроком службы. 9
1.3.2.5. Постоянные предохранительные целики строят по гра-
ничным углам.
Примечания: I. В тех случаях, когда известны допустимые де-
формации для объектов, охраняемых постоянными предохранитель-
ными целиками, разрешается строить эти целики под углами,соот-
вествующими допустимым деформациям для охраняемых объектов о
учетом пределов, к которым они стремятся через неограниченно
большой срок. - 2. Значения граничных углов для калийных место-
рождений с изученным процессом сдвижения приведены в табл.1.2.L
/10,11,14/.
1.3.2.6. Временные предохранительные цэлики строят под угла-
ми сдвижения, найденными на срок службы охраняемого' объекта.
Примечание. Если временный предохранительный целик охраняет
несколько объектов, то в расчет принимают тот из них, который
имеет наибольший срок службы. . «
Т.3.2.7. Определение углов сдвижения на заданный срок (ZL/x
I) по графику развития оседаний земной поверхности находят
оседание 77 (tp на в.г.к.ч. через время ;
2) значения распределений наклонов, кривизны и горизонталь-
ных деформаций, соответствующих углам сдвижения на момент ^.вы-
числяют по формулам
4-Ю"3 Н (Ctgye + Ctgjp z к
s«w
(3.s
7fv
- 66 -
(3.3)
Ув, S, - угол полных сдвижс-
где Н - глубина ведения работ
ний и граничный угол;
3) по безразмерным графикам распределения наклонов, кривиз-
ны и горизонтальных деформаций для вычисленных значений S1 (и),
с"(г) и [s“(а)]находят безразмерные координаты точек земной
поверхности, которым соответствуют углы
по каждому иь видов
•‘i’) по формуле
сдвижения на момент t.
го (tj П ,
ее деформаций, т.е
I
(3.4)
^(tj) - arc tg
ctg8„ -В - zo(tp] (ctgjj'+ctgi;)
в которую поочередно подставляют значения zo(tj)^1\(tj)^K^ и
ao(tj)w’ , нахдйят три значения угла сдвижения, соответствую-
щие критическим величинам наклона, кривизны и горизонтальных
деформаций;
5) из найденных трех значений угла сдвижения выбирают наи-
меньшее или то, которое соответствует деформации, лимитирующей’
подработку рассматриваемого объекта.
1.3.2 8. Построение предохранительных целиков:
- на плане горных работ оконтуривают площадь, занимаемую ох-
раняемыми объектами;
- вокруг этой площади описывают прямоугольник со сторонами,
параллельными линии простирания и падения,(а при горизонтальном
или пологом залегании - линиями, касающимися контура охраняе-
мых объектов);
- от полученного прямоугольника вдслв: его периметра отклады-
вают предохранительную берму шириной п ", которая вместе о
названным прямоугольником образует контур- охраняемой площади
- ’’ычерчивают вертикальные разрезы, параллельные сторонам ох-'
раняемой площади," на которых отмечают ее границы;
- от этих границ по граничным углам проводят прямые линии до
контавта наносов о коренными породами;
- затем из полученных точек проводят прямые линии по гранич-
- 87 -
ннм углам для коренных пород, если целик оставляется под соору-
жениями с неограниченным.сроком службы, или по углам сдвижения,
найденным на срок службы охраняемых объектов, если последний
ограничен;
-точки пересечения указанных прямых о почвой пласта проекти-
руются на план и на плане через полученные проекции точек про-
водят параллельно контуру охраняемой площади линии, которые и
являются границами предохранительного целика.
Примечания; I. Ширину предохранительной бермы
U = JJg 0.5)
независимо от полученного реззльтата принимают равной не менее
10, а для стволов шахт не менее 20 м. - 2. При построении пре-
дохранительных целиков наноон можно не учитывать, если их мощ-
ность не превышает 10-15 м.
1.3.3. Горные меры, уменьшающие конечные оседания
земной поверхности
1.3.3.1. Для уменьшения конечных оседании земной поверхно-
сти можно применять в сочетаниях или порознь следующие горные
меры:
- оставлять предохранительные целики на части отрабатываемых
пластов (для отдельных участков шахтного поля) и ограничивать
число отрабатываемых пластов (для всего шахтного поля) ;
- уменьшать извлечения руд из пласта за счет выемки только на*
- иболее богатых его слоев, а также увеличения ширины целиков и
уменьшения ширины камер;
- закладывать выработанное пространство с различной степени) 1
заполнения его закладочным материалом.
I.3.3.2. Оценка технической эффективности применения каждой
из горных мер уменьшения конечных оседаний земной поверхности:'
- по формуле (2.3), в которую входит каждый из параметров,
определяющий конечное оседание земной поверхности при примене-
нии той или иной горной меры, находят величины оседания, ожида-
емые без применения и с применением названных мер, при отработ-
ке тех пластов, на которых они предусмотрены;
- 88 -
- находят суммы конечных пластовых оседаний с применением и
без применения горных мер;
-полученные результаты сравнивают с допустимыми оседаниями и
на этой основе судят о технической целесообразности, достаточ-
ности или недостаточности рассматриваемой горной меры.
1.3.4. Горные меры, уменьшающие текущие оседания
и деформации земной поверхности в зонах полно»! подработки
I.3.4.1. Горные меры, уменьшающие неравномерность текущих
оседаний и деформаций земной поверхности и скоростей их изме-
нения во времени в зонах полной подработки:
I) изменение календарных планов отработки шахтных полей или
их отдельных участков в зоне влияния горных работ на охраняе-
мые объекты с целью: а) сокращения продолжительности остановки
временных границ выработанного пространства; б) увеличения ско-
рости подвигания°фронта очистных работ под охраняемыми объекта-
ми ; в) сдвига движущихся под объектами фронтов очистных работ '
по пластам во времени и пространстве;
2) последовательное расширение вырсботаннего пространства
без оставления постоянно или временно неотработанных учаотков »
плаотов, за счет: а) соответствующих изменении календарных пла-
унов отработки шахтных полей или их отдельных участков; б) отра-
ботки с неизменными параметрами участков с бедными рудами и
зон замещения;
3) соблюдение .постоянства применяющихся параметров и систем
разработки в зоне влияния на охраняемые объекты, а именно:
а) пбстоянства степени нагружения целиков, их формы в плане и
в сечении ( Const, с= Const , -р_ = consd ; б) постоянства
извлечения руд Cons-j).
1.3.4.2. Техническую эффективность каждой из горных мер
уменьшения неравномерности распределения текущих оседаний и де-
формаций земной поверхности в зонах полной подработки'оценива-
ют следующим образом:
- по методикам, приведенным в разделе 1.2, определяют дефор-
мации земной поверхности на рассматриваемом ее участке на за-
данный момент времени tp при принятом (проектном) варианте ве-
I
- 89 -
дения под ним горных работ;
- по этим же методикам определяет деформации при использо-
вании той или иной горной меры;
- результаты сравнивают между собой и с допустимыми деформа-
циями, и на основе сравнения делают вывод о технической целесо-
образности, достаточности или недостаточности применения дан-
ной меры.
Примечание. Техническую эффективность влияния горных мер на
изменения скорости деформирования земной поверхности и сроки
возникновения тех или иных значений этих скоростей оценивают
пс методике, приведенной в разделе 1.2.II.
1.3.5. Горные меры, уменьшающие неравномерности
распределения конечных и текущих деформаций земной
поверхности в краевых частях мульд сдвижения
1.3.5.1. Для уменьшения конечных л текущих деформаций зем-
ной поверхности в краевых частях мулвд сдвижения, образовав-
шихся вдоль постоянннх границ выработанного пространства (или
остановленных на время, в течение которого деформации достига-
ют величин, превышающих допустимые значения для охраняемых объ-
ектов), на калийных месторождениях применяются зоны смягчения.
Зона смягчения - это участок выработанного пространства, примы-
кающий к его границе и имевший определенную ширину, в пределах
которой применены специальные мероприятия по уменьшению конеч-
ных и текущих оседаний земной поверхности до заданных значений.'
Примечание. По своему воздействию на деформации земной по-
верхности зоны смягчения аналогичны сдвигу границ двух сближен-
ных угольных пластов относительно друг друга на расстояние,
равное ее ширине.
1.3.5.2'. Специальные мерориятия, уменьшающие конечные оседа-
ния земной поверхности в пределах зон смягчения, определяющие
ее конструкцию: I) уменьшение извлечения ископаемого, за счет
отработки пластов не на всю мощность, не всех пластов, увеличе-
ния ширины целиков и уменьшения ширины кам^р; 2) увеличение сте-
пени заполнения выработанного пространства закладкой; 3) увели-
чение плотности закладочного материала.
- 90 -
i.2.5.3. Специальные мероприятия, уменьшающие текущие оседд-
ежя земной поверхности в пределах эон смягчения: I) переход на
другие системы разработки; 2) изменение параметров целиков при
камерной системе разработки (уменьшение степени нагружения це-
ликов и увеличение отношения их ширины к высоте); 3) увеличе-
ние полноты заполнения камер- закладкой, ее плотности и упроче-
ние закладочного материала.
1.3.5.4. Способы уменьшения степени извлечения полезного
ископаемого в зонах смягчения: I) ограничение числа отрабатыва-
емых пластов; 2) ограничение выемочной мощности в пределах от-
рабатываемого пласта путем постепенного или ступенчатого умень
шения высоты камер по мере приближения к границе выработанного
пространства; 3) постепенное (или ступенчатое) уменьшение шири-
ны камер по мере приближения к границе выработанного простран-
ства.
I.3.5.5. Способы увеличения степени заполнения выработанно-
го пространства закладкой в зонах смягчения: I) постепенное
увеличение степени заполнения камер закладкой по мере сокраще-
ния расстояний от них до границы выработанного пространства
(если продольные оси камер параллельны этой границе); 2) посте-
пенное (или ступенчатое) увеличение степени заполнения каждой
камеры закладкой в случае, если их продольные оси перпендику-
лярны границе выработанного пространства.
1.3.5.6. Основные способы изменения плотности и физико-меха
нических свойств закладки в выработанном пространстве при соз-
дании зон смягчения: I) применение по мере удаления от границ
(или приближении к границам) выработанного пространства разных
видов закладки (гидравлическая, сухая); 2) применение по мере
удаления от границ (или приближения к границам) выработанного
пространства разных способов подачи закладки в камеры (скрепер
ная, метательными машинами, пневматическая и-т.д.); 3) примене
ние по мере удаления от границ (или приближения к границам)
различных закладочных материалов (материалы различной крупно-
сти, о различными добавками, такими как цемент или различные
наполнители).
1.3.5.7. Параметры зоны смягчения, применяемой для умеиьше-
- 91 -
пя конечных деформаций земной поверхности, и оценка ее техни-
ческой эффективности.
Создание зон смягчения путем ступенчатого регулирования ве-
личины оседания является наиболее простым в техническом отно-
шении как при уменьвевии оседания за счет уменьшения извлече-
ния доды, так и за счет увеличения степени заполнения камер
закладкой и увеличения плотности последней. Ступенчатые зоны'
смягчения наиболее просты и для расчета, поэтому рекомендуется
применят*шенно такие зоны.
Параметры названных зон смягчения определяют следующим об-
разом.
I. По заданным допустимым деформациям земной поверхности
для подрабатываемых объектов находят допустимые
оседания в пределах одной ступени эоны смягчении
. 11) 1 e fl) HCctg^+ctg^} .
n. S^z)^ ю.
1 4 'max 1 4 zmax
f_wf IkJ i2 (к/ H^ctg^+ctE^)2.
у “/та;:; —
к 4 'max к 4 zmax
f_rm Kl I Kl H Cctgf, +ctg$,)
* '**»; s"w^ vta. ’
где [i]'1'] , (у'*1] и [у'гЧ -допустимые оседания земной по-
верхности, соответствующие допустимым наклонам, кривизне и го-
ризонтальным деформациям; nJt nk, ng - коэффициенты перегруз-
ки, принимаемые по табл. 1.3.2 /5/.
Таблица 1.3.2
Коэффициенты перегрузки
(3.6)
(3.7)
(3.8)
Вид деформаций земной поверхности Обоз- наче- ина коэфф, пере- груз- ки Коэффициенты перегрузки
при известном взаиморасполо- жении объекта и горных выра- боток при неизвест- ном взаиморас- положении объ- екта и горных вырабо.ох
Оседание й? 1;2 1'Д
- 92 -
Продолжение табл.I.3.2
Вид деформаций земной поверхности Обозначен ние ко- эффициен- та пере- грузки Коэффициенты перегрузки
при извест- ном взаимо- расположе- нии объек- та и гор- ных выра- боток при неиз- вестном взаиморас- положении объекта и горных вы- работок
Горизонтальное сдвижение лс 1,2 1,1
Наклон «i 1,4 1.2
Кривизна 1,8 1,4
Относительные горизонталь- ные деформации растяжения- сжатия "£ 1,4 ‘ 1.2
Уступ “h м 1,2
s'(r,)rf,j>Xa)„iax - максимальные значения безразмерных типовых
наклонов и кривизны для рассматриваемых условии отработки дан-
ного калийного месторождения; е - переходный коэффициент,
принимаемый по табл.1.2.В.
2. Из найденных допустимых оседаний выбирают наименьшее
и принимают в качестве расчетного допустимого оседания для од-
ной ступени зоны смягчения.
3. По формуле (2.3) для каждого отрабатываемого калийного
пласта определяют конечное оседание земной поверхности за пре-
делами зон смягчения и находят их сумму
4. Находят минимально-допустимое число ступеней зоны смяг-
чения
где n - число отрабатываемых пластов.
5. Выбирают конструкцию эоны смягчения и способы реализации
уменьшения конечных оседаний земной поверхности в пределах каж-
дой ее ступени с учетом мощностей пластов, ценности добываемых
на этих пластах руд, технологии их отработки с обычными и цэме-
- 93 -
венными параметрами, ориентированными на применяемые комплексы
добычных и транспортных средств и т.п. При этом уточняют ожида-
емое оседание в пределах каждой ступени и их число (при усло-
вии, что п,^п).
б. Минимально допустимая ширина каждой ступени эоны омягчо-
вия
f = (1 _ z± ) Ь, (3.10)
шах
где ziriax - безразмернбе расстояние от внутренней границы кра-
евой части мульды сдвижения до точки, в которой безразмерное
распределение наклонов имеет максимальное значение; 1 - длина
краевой части мульды сдвижения.
Примечание. Техническая эффективность применения эоны смяг-
чения, параметры которой найдены изложенным методом, предопре-
делена, так как в качестве исходных данных используют допусти-
мые деформации для охраняемых объектов.
1.3.5.8. Определение параметров зоны смягчения, применяемой
для уменьшения текущих деформаций земной поверхности
1.3.5.8.1. Уменьшать с помощью зон смягчения текущие дефор-
мации земной поверхности необходимо в следующих случаях'!
- для участков земной поверхности, попадающих в зону влия-
ния временных краевых частей мульд сдвижения, если максимАль-
ная разность оседаний точек, удаленных от этой границы в сторо-
ну массива и выработанного пространства, соответственно, на
расстояния, определяемые по формулам (2.1), превышает допусти-
мое значение оседаний [у] , найденное по формулам (З.б)1,'
(3.7) и (3.8) для расположенных в этой эоне объектов;
- для участков земной поверхности, попадающих в зону влия-
ния временных и постоянных краевых чаотей мульд сдвижения, ес-
ли одним из ограничений подработки являются скорости нараста-
ния тех или иных деформаций земной поверхности, а в процессе
сдвижения ожидается активная стадия.
1.3.5.8.2. Определение параметров эоны омягчения, применяе-
мой для уменьшения текущих деформаций земной поверхности
(рио.Т.3.1):
- по методике, описанной в п.1.3.5.7, находят необходимое
Рис.I.3.1. Схема к определению распределения
оседания земной поверхности на заданная момент
времени в пределах ступенчатой' зоны смягчения (по-
яснения в тексте).
и- 95 -
чжсло ступеней п и ширину каждой ступени зоны смягчения без
учета динамики нарастания оседаний в их пределах во времени;
- выбирает конструкции каждой ступени эоны смягчения и спо-
соб ее возведения;
- строят (или выбирают из уже построенных) графики нараста-
ния оседаний земной поверхности на в.г.к.ч. для параметров каж-
дой ступени зоны смягчения безотносительно к их конкретным раз-
мерам (рис. 1.3.2а), т.%. 4(1)-
- с учетом сдвига во времени при создании смежных ступеней
находят разности графиков нарастания оседания каждой после-
дующей и предыдущей ступеней 4^^Ш-П и т,д’ ^см*
рис.1.3.26), которые вместе о графиком нарастания оседаний на
в.ск.ч. для параметров первой ступени зоны смягчения уподобля-
ются графикам нарастания оседаний для некоторых условных-плас-
тов Т| (t)j= »/,(t); aij(t)n_j= ftCt); 7з (b) И т.д.
- графики нарастания оседаний для условных пластов сравни-
вают с Ц| (прерывистая линия на рис.1.3.26); в случае, если
оказывается, что ff/1 не превосходит максимальных значений осе-
даний, от каждого из условных пластов, т.е.,
rnaxj О.П)
следует считать, что параметры каждой ступени зоны смягчения,
выбраны удочно; если же уловие (З.П) для отдельных ступеней*
зоны смягчения не выполняется, то их параметры необходимо изме*-
нить за счет увеличения , уменьшения С или уменьшения ш.
Примечание. Изложенный в п.1.3.5.8.3 подход к определению
параметров зоны смягчения, предназначенной для уменьшения теку-
щих' оседаний земной поверхности, предопределяет ее техническую
эффективность.
1.3.5.8.3. Определение деформаций земной поверхности в зоне
смягчения:
по графикам нарастания оседании (t), i?2 (t)i, ... , r/n (t)0
построенным для условных пластов со сдвигами t,, t„ ... t ,
равными частным от деления длин соответствующих ступеней зоны
смягчения на скорости подвигания в них фронтов очистных работ
(см.рис.1.3.26), находят для заданного момента времени, опреден
ляемого расчетным сроком *р , оседания ^(tp), 7f(tp), ... i
Рис.I.3.2. Схемы построения графиков нарас-
тания: а - оседании для параметров каждой сту-
пени зоны смягчения, б— разностей оседаний
между смежными ее ступенями.
Ъ ; iz - одвиг во времени создания ступе-
ней зоны смягчения; (, , и - ширина смежных
ступеней зоны смягчения (или отставания очис-
тных работ в пространстве при их создании);
*»; Че - скорости подвигания очистных работ в
пределах ступеней зоны смягчения.
- 97 -
-по методикам, описанным в разделе 1.2 определяют и строят
жривые оседании для заданного срока tp , вызванные каждым ус-
ловным пластом, и складывают их (см.рио.1.3.1) ;
-дифференцируют дважды суммарное распределение оседаний для
определения наклонов и кривизны, а горизонтальные деформации
рас^жения-сжатия находят по формуле (2.27) (см.п.1.2.83)
I.3.5.9. Рекомендации к определению параметрон в пределах
отдельных ступеней-зош смягчения, предназначенной для умень-
шения текущих деформаций земной поверхности в краевых частях
иульды одвижения. . .
1.3.5.9.1. Условия, при которых может появится необходи-
моств в зонах омягчения, разделяют на две группы:
1-я - отработка одиночных сравнительно мощных пластов'.со
степенью нагружения целиков, выходящей за пределы области,- за-
штрихованной на рис.1.2.Г, когда оседание на в.г.к.ч. за срок
службы объектов (расположенных в краевой части мульды сдвиже-
ния), перенос которых невозможен и экономически нецелесообра-
зен, превышает lijl т.е. если
7 (tp)>l7^ (3-12)
где [т/] - допустимое ооедание, определяемое по формулам (З.б),
(3,7) и (3.8); 7 (tp) - ожидаемое оседание за срок ip , on- .
ределяемое по графику нарастания.
2-я - отработка нескольких сравнительно небольшой мощност»
пластов, на воех или части которых оставляют целик» оо отепвяжв
нагружения, выходящей за пределы области1,’ заштрихованной на
рис.1.2.1, когда ооедание на в.г.к.ч. суммарной мулад» сдвиже-
ния за срок службы охраняемых объектов, перенос которых невоз-
можен и экономически нецелесообразен, превышает [if].
1.3.5.9.2. Рекомендации к определению параметров ступеней
зоны омягчения для 1-й группы условий (п.1.3.5.9.1):
I) для возможного использования графиков нарастания оседа-
ний, соответствующих параметрам; применяющимся за пределам» э«м-
ны смягчения необходимо: а) высоту и ширину целиков и ширину
камер, которые должны быть применены » j -Я ступени воин смяг-
чения, находить по формулам
- 98 -
с
г. - — J;
“ л + 1
=
aJ
(э.тз;
п + 1
где rii0, k>ao ~ высота, ширина целиков и ширина камер за пре-
делами зоны смягчения; п - минимальное число ступеней зоны
смягчения, определяемое по формуле (3.9), J - порядковый но-
мер ступени (считая от нетронутого массива) ;
б) график нарастания оседания, соответствующий параметрам, пр
меняющимся за пределами зоны смягчения, представлять в коорди-
натах 5—^2,t ;
2) для определения необходимой степени заполнения камер за
кладкой в случае создания ступеней эоны смягчения без измене-
ния параметров камер и целиков следует пользоваться Формулой
вида
1
А, -----------
i, j(t,,) G'+Ь)
1 - -U------1'
(ЗЛЮ
а ш
где i(j(tp) ~ расчетное оседание земной поверхности в j -и ст
пени зоны смягчения за срок службы охраняемого объекта t ;
- коэффициент усадки закладки в J-й ступени зоны смягчен*
определяемый по табл.1.3.3.
Таблица 1.3.3
Коэффициент усадки закладки, применяемой
на налийных месторождениях
Вид закладки Коэффициент усадки, %
без нагруз- ки (под собственным весом) под на- грузкой 50 ки/см2 под. на груз кой 100 кгс/см
Сухая закладка (солеотходы, поступающие от проходки вы- работок по подстилающей со- ли и со старых солеотвалов). Влажная закладка (солеотхо- ды, подающиеся из обогати- 12-15 12-13 17-18
- 99 -
Продолжение табл.1.3.3
Вид закладки л ...... Коэффициент усадки, £
без нагруз- ки (под собственным весом) под на- грузкой 2 ЗОкгс/см под на- грузкой 1ООкгс/ом'
тельных фабрик механическим транспортом) 10-13 14 17-18
Гидравлическая закладка (со- леотходы, поступающие из збогатительных фабрик, из со- леотвалов и подающиеся гидро- транспортом) 10-12 13 14-15
Примечание. Коэффициент усадки закладки В = В + В , где
в и В*1 - усадка закладки без нагрузки и под нагрузкой.
1.3.5.9.3. При определении параметров ступеней зоны омягче-
пя для 2-й группы условий (п.1.3.5.9.1) в случае использова-
ния для создания ступеней зоны смягчения кроме изменения пара-
метров камер и целиков еще и сдвига границ отработки одзого
нласта по отношению к другому рекомендуется с целью уменьшения
деформаций в зоне растяжения и в зоне сжатия краевой части муль-
ды, а также с целью обеспечения большей независимости при выбо-
ре параметров камер и целиков на сближенных плаотах сдвигать в
сторону выработанного пространства’: а) при отработке сближен-
ных пластов - верхние пласты, б) при отработке не сближенных
властов - нижний пласт (рис.1.3.3.
1.3.6. Горные
сдвижения
I.3.6.1, Горные меры,
меры, удлиняющие процесс
земной поверхности
удлиняющие процесс сдвижения земной
поверхности, применяют
стадии
за срок
службы
о целью переноса периода его активной
охраняемого' объекта/ уменьшения скорости
деформирования земной поверхности на втой стадии до допустимых
для
охраняемого
объекта
значения.
а также с целью ограничении
Рио.1.3.3. Схемы к определению рационального сдвига
пластов по отношению друг к другу в зонах смягчения,
ступени которых определяются такими сдвигами
- Отработка пластов: а - сближенных; б - не сближенных.
101 -
аждаемых деформаций земной поверхности в течение срока служ-
бе объекта допустимыми для него значениями.
1.3.6.2. Горные меры, удлиняющие процесс сдвижения: I) за-
кладка выработанного пространства, частичная или полная;
2) уменьшение степени нагружения целиков за счет увеличения
жх ширины при неизменной,высоте (или уменьшения ширины камер);
3) уменьшение коэффициента формы целиков Л.“ — за счет
увеличения ширины целияа в или уменьшения его высоты при неиз-
менной ширине камер; 4) комбинация названных выше горных мер.
Примечание. При необходимости удлинения процесоа деформиро-
вания земной поверхности или уменьшения его максимальных ско-
ростей в пределах небольших частей шахтного поля, на котором
закладку не применяют, наиболее целесообразными из упомянутых
горных мер являются уменьшение степени нагружения и увеличе-
яие коэффициента формы целиков,(а при необходимости сократить
срок процесса - наоборот), поскольку создание закладочного хо-
зяйства со всеми транспортными магистралями представляет собой
дорогостоящее мероприятие.
1.3.6.3. Порядок оценки технической эффективности примене-
ния горных мер, перечисленных в пД.З.б.З', с целью уменьшения
деформаций в течение срока службы охраняемого объекта:
- стрсят (или выбирают из уже построенных) график наразта-,
ния оседаний земной поверхности на в.г.к.ч. о применением вы-*
бранной горной меры;
- на графике нарастания оседаний откладывают орок службы
охраняемого объекта; для которого по методикам, описанным в
разделе 1.2, определяют максимальные ожидаемые деформации зем-
ной поверхности;
- найденные деформации сравнивают с допустимыми для объек-
та, и на основе этого судят о технической эффективности выбран-
ной меры. ’
I.-3.6.3. Если горную меру вводят с целью снижения скорости
ожидаемых деформации за срок службы охраняемого объекта, то
график нарастания оседаний дифференцируют графически по време-
ни с целью построения графика изменения скоростей;
- на графике изменения скоростей ооеданий находят орок вое-
- 102 -
никновения их максимальных значении;
- по методикам, описанным в разделе 1.2, определяют макси-
мальные ожидаемые деформации за сроки на 0,5 года меньший и
на 0,5 года больший, чем срск возникновения максимальных ско-
ростей оседаний, и находят их разность;
- сравнивая значения этой разности с допустимыми значения-
ми годовой скорости деформирования земной поверхности для ох-
раняемого объекта, судят о технической эффективности приня-
той меры.
1.3.7. Горные меры, сокращающие длительность
процесса сдвижения земной поверхности
I.3.7.1. Горные меры, сокращающие длительность процесса
сдвижения применяют в тех случаях, когда необходимо' ко време-
ни возведения охраняемых объектов окончить его активную стадию
и таким образом избежать воздействия на зти объекты максималь-
ных скоростей деформирования земной поверхности, а также с
целью сократить деформации, которые появятся после возведения
объектов.
Z.3.7.2. К горным мерам, сокращающем длительность процесса
сдвижения, относится увеличение степени нагружения целиков и
уменьшение коэффициента их формы за счет уменьшения их ширины
(при неизменной высоте), либо за счет их продольной или попе-
речной прорезки.
1.3.7.3. Порядок оценки технической эффективности упомяну-
той горной меры, если она применяется с целью ускорения актив-
ной стадии процесса сдвижения:
- строят (или выбирают из построенных) график нарастания
оседаний земной поверхности на в.г.к.ч. с применением выбран-
ной горной меры;
- на графике нарастания оседаний откладывают срок возведе-
ния охраняемого объекта, а затем дифференцируют его в пределах
этого срока по времени для получения графика изменения скоро-
стей ;
- по графику изменения скоростей оседания судят о сроке
окончания активной стадии и делают вывод о технической эффек-
тивности предусмотренной горной меры.
- 103 -•
f .3.7.4. Если горную меру этой группы применяли с целью ог-
раничения деформаций, которые ожидаются после возведения объ-
екта, то оценку ее технической эффективности проводят следую-
щим образом:
- для участка графика нарастания оседаний земной поверхно-
сти, расположенного за пределами срока возведения охраняемого
объекта, по методикам, описанным в разделе 1.2, определяют
максимальные ожидаемый деформации за срок службы охраняемого
объекта;
- эти деформации сравнивают с допустимыми для объекта, и
на основе сравнения делают вывод о технической эффективности
выбранной меры.
1,4. Архитектурно-планировочные меры защиты
подрабатываемых объектов
1,4.1. Архитектурные меры защиты
1.4.1.1, Архитектурные меры защиты проектируемых объектов,
которые намечено разместить на территориях залегания калийных
солей:
- предпочтительный выбор при проектировании зданий точечно-
го типа;
- исключение из проектов зданий, имеющих сложную форму 5з
плане.
1.4.2. Планировочные меры защиты
1.4.2.1. Планировочные меры защиты объектов, расположении
на территориях залегания калийных солей, заключаются в выпол-
нении рекомендаций, касающихся: I) ограничения застройки уча-
стков с разведанными и отрабатываемыми калийными пластами ;
2) принципов группировки проектируемых объектов на подрабаты-
ваемых территориях; 3) ориентировки проектируемых объектов по
отношению к горным работам.
1.4.2.2. Рекомендации, касающиеся ограничения застройки
участков с разведанными и отрабатываемыми калийными пластами,
сводятся к следующему.
I. При необходимости строительства на разведанной части ме-
сторождения объекты следует располагать в первую очередь:
- на участках, где залегают одиночные пласты;
- на участках, где водозащитные отложения имеют минималь-
ную мощность и где ограниченное извлечение обусловлено горно-
геологическими факторами;
- на участках, где расположены объекты, перенос которых не-
возможен! и экономически нецелесообразен, в сиду чего под ними
оставляются предохранительные целики, ограничивающие деформа-
ции до приемлемых значений.
2. При необходимости строительства на территориях, подраба-
тывающихся (или уже подработанных) существующими горными пред-
приятиями, следует в первую очередь застраивать:
- участки, расположенные в зоне полной подработки, на ко-
торых к окончанию процесса сдвижения ожидается плоское дно
суммарной мулвды; при этом наиболее ответственные сооружения <
располагать на тех частях будущего плоского дна мульды, под
которыми не было остановок границ горных работ;
- участки, с объектами, перенос которых невозможен и эконо-»
мически нецелесообразен, в силу чего под ними уже были приме-
нены (или предусмотрены к применению) горные меры, уменьшаю-
щие ожидаемые деформации.
ХЛ.2.3. Рекомендации по группировке объектов на подраба-
тываемых территориях сводятся к соблюдению следующих принци-
пов: I) к группировке объектов с одинаковыми допустимыми де-
формациями; 2) к размещению групп объектов на участках, ожида-
емые деформации которых соответствуют допустимым деформациям:
для этих групп.
ХЛ.2.4. Требования в части ориентировки проектируемых
объектов по отношению к горным работам: располагать продольные
оси этих объектов вдоль постоянных и временных границ пласто-
вых мульд^вдоль границ участков о различным извлечением, раз-
личными параметрами и системами разработки.
г
- 105 -
1.5. Определение допустимых деформаций
земной поверхности для подрабатываемых объектов
I.5.I. Общие положения
I.5.I.I. Деформации земной поверхности (основания подраба-
тываемого объекта) делят на Допустимые и предельные /I/.
I45.I.2. Допустимыми деформациями земной поверхности явля-
йся такие, при которых здания и сооружения могут получать по-
вреждения, не вызывающие нарушения их эксплуатации по прямому
назначению при проведении текущих ремонтных и наладочных работ.
1.5.1.3. Предельными деформациями земной поверхности являют-
еж такие, при превышении которых объекты могут получать повреж-
дения, приводящие к аварийному состоянию их несущих конструк-
ций и к возникновению опасности для жизни людей.
Примечание. Здания с большим износом стен (более 40£) пре-
дельные деформации приводят в состояние, при котором восстано-
вительный ремонт становитоя экономически нецелесообразным /I,
22, 23/. Износ стен здания определяется по прил.ПЛ.
1.5.1.4. Понятие "безопасная глубина”, используемое для оп-
ределения безопасных условий подработки в угольной промышленно-
сти, где в связи с малой длительностью процесса сдвижения де-
формации земной поверхности определяются на его конец, ~ калий-
вой промышленности не приемлемо, так как из-за длительности про-
цесса сдвижения, превышающей срок службы объекта, оно приводит
ж удорожанию мер защиты от вредного влияния подработки.
Вместо этого понятия, которое представляет собой функцию
частного от деления выемочной мощности на допустимую деформацию
для условий калийных месторождений вводится более общее понятие
допустимое оседание за срок службы объекта", определяемое по
формулам (З.б), (3.7) и (3.8), в которые также входят глубина
ведения работ и допустимые деформации для объекта.
1.5.1.5. Понятие "допустимое оседание" может применяться
Гля определения безопасных условий подработки, если рассматри-
вают: I) краевые участки постоянных и временных пластовых мухи;
- 106 -
г) краевые участки суммарных мульд при отработке сближенных
пластов, если границы выработанных на них пространств совпал*
пт; 3) ступени зон смягчения; 4) участки, примыкающие к граи»
нам разного извлечения и разных параметров и систем разрабоп
1.5.1.6. Допустимое оседание за срок службы объекта увелвж
веется на величину, достигнутую к моменту времени I , если к
этому моменту полностью ликвидированы все повреждения, произо-
шедшие за предшествующий период под влиянием подработки (вы-
правлены железнодорожные и подкрановые пути, заделаны трещин*
сняты напряжения в' металлоконструкциях и трубопроводах и т.п.
1,5.1.7. Если ожидаемое оседание земной поверхности за ера
службы объекта меньше допустимого, то отработку, вызвавшую э?
оседание, можно вести без применения горных и конструктивных
мер защиты.
1.5.1.8. Принципы и критерии оценки допустимых деформаций
для зданий и сооружений зависят от их назначения и конструк-
тивной схемы /I/. По назначению подрабатываемые объекты делят
на:,1) гражданские здания; 2) промышленные здания; 3) инженер-
ные и транспортные сооружения, коммуникации (сантехнические а
ти, линии передач и т.п.); 4) природные объекты (водные, леса,
сельскохозяйственнне угодья) ;
1.5.1.9. Гражданские и промышленные эданйя делят на;
- здания с жесткой конструктивной схемой (бескаркасные ка-
менные-кфпичные, шлакоблочные с расстоянием между поперечными
стенами <18 м при железобетонных перекрытиях и <9 м при
деревянных перекрытиях) ;
- здания с гибкой конструктивной схемой (все каркасные и с
неполным каркасом, а также каменные с расстоянием между попе-
речными стенами более указанных выше).
1.5.2. Допустимые (и предельные) деформации
земной поверхности для гражданских зданий
1.5.2.1. Допустимые (и предельные) деформации для граждан-
ских зданий с жесткой конструктивной схемой определяются до-‘
нустимой величиной показателя суммарных деформаций / /, вы-
бираемого по табл.1.5.1 /I/.
- 107 -
Таблица I.5.I
Допустимый и предельный показатели
суммарных деформаций для гражданских зданий
! г Здания Матери- ал, тол- щина наруж- ных стен (мм) 1знос :тен, % Допустимые и предель- ные суммарные деформа- ции, мм
[ а И при этажности [Alni
1-3 4-5
Детские дошкольные уч- реждения, больницы,по- ликлиники , родил ьные дома KggnH4, шлако- блоки, '400 425 ПО 140 280
>25 90 100 240
Кирпич, 510-640; шлако- блоки, 600 425 120 150 280
>25 100 ПО 240
1илые дома,гостиницы, ’редприятия общественно- го питания, общественные административные эда- яия,высшие учебные заве- дения, техникумы,школы, кинотеатры,предприятия бытового обслуживания бани,магазинн) Примечания: I. Изноо - 2. Для зданий сложной вых и др.), если они не Кирпич 380; шлако- блоки, 400 $.25 150 160 280
>25 130 140 240
Кирпич. 510-640; шлако- блоки, 600 4 25 150 170 280...
>25 140 150 240 ’
Деревян- ные, кар- каано- заснпные или сло- женные в заоирку 150 350
Рубленне стен опре конфигуре разделень деляю' щии в дефо] 250 гея Ьогл плайе ( змационн •Ч" асно при. П-,Т- и ыми ивам 450 1.П.4. - Г-обраэ- н на от-
- 108 -
оеки простой формы, величина допустимого показателя суммарны!
деформаций умножается на 0,8. - 3. Для гражданских зданий с
гибкой конструктивной схемой допустимые деформации определяй
также, как для промышленных, относимых к третьему разряду ('ж!
п.1.5.3.1).
1.5.2.2. Допустимая величина показателя суммарных деформа-
ций должна удовлетворять i условию
[л 1] ~ А 1, (5.2)
где д1 - расчетный показатель суммарных деформаций
.1.1' (-Ь-Л О.»
R
где 1' - длина здания (отсека), мм; r"k - коэффициенты
условии работы, принимаемые по табл.1.5.2 /5/; £ и R - рас-
четные величины горизонтальной деформации и радиуса кривизны;
Н - высота здания от подошвы фундамента до верха карниза, м;
3
ТаблицаJ5.2
Коэффициенты условий работы зданий разной длины
Вид деформации земной поверхности Обозна- чения коэфф, условий работы Длияа(ширина) зданмя(отсека),
<15 15-30 31-45 46-60 >60
Кривизна К mk I 0,70 Ч' 0,55 0,55 0,5
Относительные горизон- тальные деформации рес- тяжения-сжатия п>г I 0,85 0,70 0,60 0,5
Примечания; I. Под отсеком понимается часть здания, отделен-
ная деформационным (температурным или осадочным) швом. - 2. Ес-
ли условие (5.2) не удовлетворяется, то для сохранения нормаль-
ной эксплуатации здания должны быть применены меры защиты (гор-
ные, конструктивные) или предусмотрен ремонт, стоимость которо-
го определяется по прил.П.8. - 3. Повреждения зданий в зависи-
мое™ от расчетного показателя суммарных деформаций опреде-
ляют ”по прил.5.
- 109 -
<j
I,5.2.3. Если на земной поверхности при ее деформировании
ожидаются уступы и трещины (сосредоточенные деформации), то
расчетный показатель суммарных деформаций /1/
н3
д1 - 1‘ (me t + 2000 • -jr-), (5.4)
где Ah - расчетная высота уступа; а - размер зоны повреж-
дения здания в районе «уступа, принимаемый для двухэтажных зда-
ний равным 10, трехэтажных - 13, четырех- и пятиэтажных здании
- 15.
1.5.2.4. Допустимые горизонтальные деформации для граждан-
ских зданий/1/
[£]-----Ь11_; (5.5)
1 1,2 m£ 1
(обозначения те же, что и в формуле (5.3)).
Примечание. Предельные деформации определяют по формуле
(5.5) при подстановке в нее вместо значения из
табл.I.5.1.
/ ' *
1.5.3. Допустимые (и предельные) деформации земной
поверхности для зданий промышленных предприятий /I, 22/ -
1.5.3.1. По своему назначению здания промышленных предприя-
тий (промышленные) разделяются на 5 разрядов.
1-й разряд. Производственные здания с герметизированными
помещениями и особыми требованиями, предъявляемыми к чиототе,
температуре и влажности воздуха. Одноэтажные производствеинпе
здания, производство трехсменное, в одном пролете находятся
два мостовых крана с тяжелым или непрерывным режимом работы.
2-й разряд. Одноэтажные производственные здания, производст-
во двухсменное или трехсменное, применяются навесные или мосто-
вые краны. Основные производственные здания металлургических
химических предприятий, производство двухсменное и трехсменное.
Сборочные цехи предприятий приборостроения, производственнные
здания пищевой и медицинской промышленности; Многоэтажные произ-
водственные здания тяжелой промышленности с вибрационными на-
грузками на перекрытиях. Центральные и групповые обогатитель-
ные фабрики. Домектне, мартеновские, кузнечные, литейные и про-
катные цехи. Тепловслные депо; кольцевые районные электростан-
ции; районные холодильники и т.п.
3-й разряд. Одноэтажные производственные здания, производст-
во односменное, имеются подвесные и мостовые краны. Одноэтажные
бескрановые производственные здания или здания с подвесными
кранбалками и тельферами, производство трехсменное или двух-
сменное. Многоэтажные (два и более этажей) производственные зда-
ния легкой промышленности с динамическими вибрационными нагруз-
ками на перекрытия. Многоэтажные производственные здания тяже-
лой промышленности кроме вошедших во второй разряд. Подсобные
здания, где имеются мостовые краны с тяжелым или средним режи-
мом работы, пребывание людей в течение рабочих смея постоянное.1
Вспомогательные здания с повышенными требованиями к чистоте,
температуре и вланности воздуха (административные здания и быт-
комбинаты, 'Заводские амбулатории, больницы, бани и т.п.). Цент-
ральные электромеханические мастерские; главные корпуса авторе-
монтных заводов; районные электроподст»нции. Здания осевых вен-
тиляторов главного проветривания, шахтные и заводские котельные'
с водотрубными котлами и механизированной углеподачей. Хлебоза-
воды, мясокомбинаты, элеваторы.
4-й разряд. Одноэтажные бескрановые производственные здания
с подвесными кранбалками и тельферами, производство односменное.
Одноэтажные производственные здания, производство двухсменное
или односменное, имеются подвесные или мостовые краны, использу-
емые периодически. Многоэтажные здания легкой промышленности
кроме вошедших во второй и третий разряды. Многоэтажные произ-
водственные здания тяжелой промышленности кроме вошедших во
второй и третий разряды, производство односменное, складские
здания. Вспомогательные здания с постоянным пребыванием людей в
течение одной или более смен (административно-хозяйственные по-
мещения, лаборатории, конструкторское бюро и т.п.). Профилакто-
рии, боксы-стоянки машин; компрессорные станции. Шахтные электро,
воэные депо; здания шахтных электростанции.
5-Г: разряд. Вспомогательные здания с эпизодическим лребыва-
- Ill -
нием людей в течение рабочих смен (склады материалов, пункты
питания и т.п.).
1.5.3.2. Промышленные здания разделяются на построенные по:
а) гибкой конструктивной схеме; б) несткбй конструктивной схеме.
Допустимые деформации для зданий, построенных по кеоткой
конструктивной схеме, определяются в соотвествии с разделом
1.5.2 и табл.1.5.1. При этом здания, отнесенные к I-му и 2-му
разрядам, приравниваются к группе А, а здания 3, 4 и 5-го раз-
рядов - к группе Б гражданских зданий.
I.5.3.3. В’качестве допустимой деформации для промышленных
зданий с гибкой конструктивной схемой принимают величину допус-
тимой горизонтальной деформации С 6J , определяемую по формуле
/V
, (5.6)
где [Cj] - показатель, зависящий от разряда и особенностей
конструктивной схемы, выбираемый по табл. 1.5.3, мм; -ко-
эффициент, определяемый по табл.1.5.2; - расстояние от се-
редины здания (температурного блока), связовой панели или жест-
кой пристройки до крайних его фундаментов, мм (рис.1.5.1).
Таблица 1.5,7
Показатель допустимых деформаций для промышленных
зданий с гибкой конструктивной охемой
Разряд зданий Каркасные здания, [Су] мм Бескаркас- ные здания и эдалия с неполным каркасом, мм Возможные последствия подработ- ки при ожидаемых горизонталь- ных деформациях земной поверх- ности, меньших допустимых зна- чений
I 25 20 Отсутствие повреждений в ограж- дающих конструкциях (стенах)
2 Ю 35 Трещины в отенах до 5 мм; эпи- зодические ремонтно-наладочные работы профилактического харак- тера
I
- 112 -
Продолжение табл.I.5.3
Разряд зданий Каркаоныь здания, fCj] мм Бескаркас- ные здания и здания о неполным каркасом, мм Возможные последствия подработки при ожидаемых горизонтальных де- формациях земной поверхности,, меньших допустимых значения
3 60 40 Трещины в стенах до 15 мм вызы- вающие необходимость небольших ремонтно-наладочных работ
4 80 60 Трещины в стенах до 25 мм; ухуд- шение условий эксплуатации, не влекущие за собой остановки про- изводственного процесса
5 Допустимые деформации равны.предельным,оп- реде^яем^м по^ориу- 0 Повреждения ограждающих и несу- щих конструкции, не нарушающие их устойчивости; возможности зкопдуатациж при условии прове- дения ремонтных и наладочных ра- бот
I.5.3.4. В качестве предельных деформаций для промышленных
зданий с гибкой конструктивной схемой принимают предельные го-
ризонтальные деформации земной поверхности [£п] '» определяе-
мые по следующим формулам:
одля каркасных зданий
Г л п] ; (5.7)
для бескаркасных зданий
100
1£л1 —- <5-8>
“Е *4
где [Сп] - показатель, зависящий от высоты; колонн здания, оп-
ределяемый по табл.1.5.4', мм.
I
Рис.1.5.I. Общие схемы каркасных зданий: а - без
связевого (жесткого) блока, б - с жестким блоком,
в - с жесткой пристройкой, г - с деформационным
швом.
I - жесткий блок; 2 - деформационный шов; 3 - тем-
пературный блок; - жесткий блок.
- 114 -
Таблица 1.5.4
Показатель предельных деформаций для промышленных
здании с гибкой конструктивной схемой
Разряд здания Высота колонн от обреза фундамента до ближайшей J высоте балки (подкрановой, стропильной и т.п.), в 1
4 5 6 7 8 9 г ю 1 и 6cJ
1-4 60 70 80 90 100 ПО 120 1
5 70 80 90 100 ПО 120 130I
1.5.3.5. Предельные деформации земной поверхности для зд*Л
ний (и сооружений), фундаментами которых является яелезобетоЛ
ные плиты, определят1 по формуле |l| 1
---+ 2 Ю"3, (5.9)1
15 |
где ls и 6пп - соответственно, длина и высота фундаментной I
плиты, м. <
1.5.4. Допустимые (и предельные) деформации земной I
поверхности для инженерных и транспортних сооружений, |
коммуникаций и технологического оборудования |
1.5.4.1. Допустимые деформации земной поверх|№сти для инге-1
нерных и транспортных соорунений, коммуникаций и техиологичес-!
кого оборудования [I], [к] и [С| принимают в соответствии
с чувствительностью их к тем или иным видам деформаций и опре-
деляют на основании статических расчетов, учитывающих влияние
подработки.
Примечание. Статические расчеты, учитывающие влияние подра-1
ботки, ведут на основе методик, разрабатываемых научными (или
проектными) специализированными организациями и издаваемых в
виде руководств, пособий, инструкций и т.п. /24-30/.
1.5.4.2. Допустимые и предельные деформации для наиболее
.часто подрабатываемых объектов из числа названных-в н .1.5.4.1
- IIS -
сводятся |l] : в табл.1.5.5 - для инженерных сооружений, в
U.I.5.6 - для технологического оборудования, в табл.Х.5.7 -
। сантехнических сетей.
Примечания: I. Если условия подработки объекта определяется
устимыми значениями нескольких видог деформаций, то в каче-
>еврасчетных принимают те из них', при которых все ввды ожида-
и деформаций, имеющих ограничения, оказываются меньше дспус-
их. - 2. Принимаемые допустимые и предельные деформации для
дологического оборудования и инженерных сооружений, связан-
: с производственными зданиями, не должны превышать величин,
1вделяемых ппД.5.2 и Х.5.3.
Таблица 1.5.5
Допустимые и предельные деформации земной поверхности
для инженерных сооружений
Объект I а его отличительный признак Деформации земной поверхности
обозна- чение ед.из- мере- ния допус- тимые предель- ные
Зодземные резервуары и отстой- жики: железобетонные каменные с железобетонной рубашкой гашенные сооружения: I) силосные корпуса длиной до 30 м на железебетрнном фунда- менте 2) водонапорные башни: на бетонном фундаменте ... на бутовом и бутобетонном фундаменте угольные башни 3) домовые трубы кирпичные и железобетонные: высотою до 60 м f е ’ [i С i f £ i Й й й й — й й i~l 1 M °, о. «о О Q О О О О О О и ии и и и го 'и и ш и 70 1 25 1 в 8 5 10 3 10 и 9 14 14 В 20 В 20 20 19
- Пб -
Продолжение табл.1.5.5
'l Деформации
Объект земной поверхности
и его отличительный признак обознаР ед.из- допус- предел».
чение мере- тимыв ные
НИЯ
высотою 60-80 м i Ю"3 13
4) телевизионные и радиорелей-
ные башни высотой:
менее 50 м л Ю"3 3 -
[( Ю"3- — 6
более 50 м л I0"3 2 -
к ТО-3 — 4
Подстанции:**
I) закрытиые понизительные, на
220-400 кВ:
(е 10~3 4
с синхронным; компенсаторами и -3
10 — 6
“3
без синхронных компенсаторов 0 10 — 8
то — II
2) открытые понизительные:
на 220-400 кВ If I0~J 4 8
1» то-3 5 II
на ПО кВ и менее Ю"3 5 10
I0"d 1 14
Рункеры: V-
железобетонные погрузочные иг3 з 8
км 12 1
стал ьные If ТО"3 4 10
А км 5
породные, не связанные с об-
щйм поверхностным комплексом с Ю“а 6 14
Промышленные печи: It Ю“3 150 II
коксовые батареи 1 ю“3 / 3
к км 15 ..
гофманские печи . £ ТО-3 3 —
1* км 8 —
117 -
Окончание табл.I.5.5
Объект и его отличительный признак Деформации земной поверхности
обозна- чение ед.из- мерения допус- тимые предель- ные
Плотины и дамбы: каменные и бетонные.;, земляные линии электропередач: анкерные опоры на 220-400 кВ то же, на 6-1 ТО кВ промежуточные опоры на 220- '100 кВ то же, на б-НО кВ Канатные дороги: натяжные станции и опоры с раздельными фундаментами .. опоры на сплошных фундамен- тах -.... е е li Is If ]i £ Jf О О О О О ООО оо о о о о 1 Illi 1 1 1 1 1 1 1 II й й w й й й ы й й й и й й м 2 б 5 8 7 12 7 12 10 1- О г> III II 1 О 1
Подземные магистральные высоко- частотные кабели связи e 12
х Г опустимне.деформации определяются по графику, представляемо-
му на рис.1.5.2
хх Допустимые деформации определяются требованиями предъявляе-
мыми к зданию
Лрименчание. I - длина (диаметр) резервуара, батареи.
Таблица 1.5.6
Допустимые и предельные деформации земной поверхности
для технологического оборудования
Оборудование и его отличительный признак Деформации земной поверхности
обозна чение -ед. измё рения допус- тимые предель- ные
ШИ!* сосных станций Металлорежущие станки (длиною < 5 м), мостовые краны и, кран- балки, турбокомпрессоры*..... Поршневые компрессоры Подкрановые пути мостовых кра- нов Л; Подкрановые пути мостовых пе- регружателей и козловых кранов Вентиляторы главного проветри- вания: осевые “центробежные Котлы: вертикальные водотрубные паротрубные Токарные и продольнострогаль- ные крупногабаритные (длиной более 5 м) станки i |i fi F If [i i i Io-I 10 3 км 10"? IO"8 KM IO"3 IO"3 KM I0“3 KM io-3 10J. 10 3 10! 10 ‘ KM io"3 5 5-6W 12 4-6XX 3 3 5 5 7 5 4 8 3 5 Й 8’ II 10 14 II 10 14 2
* Допустимые и предельные деформации определяются требования-
ми,. предъявляемыми к зданию (см.п.1.5.3).
хх Меньшее число относится к поперечным наклонам, большее - к
продольным.
П9 -
Таблица 1.5.7
Допустимые и предельные деформации земной поверхности
для санитарно-техничбских сетей
Сети, трубопроводы и их отличительные признаки Деформации и ооедания земной поверхности
обозна- чение ед.из- мерения допусти мне -предель- ные
... х. - .. - р Газопроводы: наземные магистральные ... м подземные магистральные... . X то же, разводящие Нефтепроводы: наземные магистральные ... подземные Теплопроводы: - наземные магистральные ... подземные в канала* то же, при бесканальной про- кладке, магистральные .... то же, разводящие Водопроводы: наземные стальные,магист- ральные подземные стальные, магист- ральные то же, разводящие то же, секционные,разводящие магистральные каналы обыч- ные ЛА то же, с железобетонной об- делькой АА XX Канализационное сети: секционные,безнапорные ... HH X НЧЗС St Ы И X М м НЧН.НЧХ НМН я н н X ня Н4 ин оо г оз: х о о £ о о ооог о ооо £ о о я оя о о ,11 1 II II 1 1 1 1 1 1 1 II III и и со и со со со со аз и со со со и со со и со со ?1 1 1 ги 11)11 СО VI по 1 1 U1 1 | | 1 VI 25 8 3 10 2 25 8' 3 25 14 25 Ю 2- 14 14 25 25 10 2 14
« t I го [11 (VI *
120 -
Продолжение табл.1.5.7
Сети, трубопроводы и их отличительные признаки Деформации и оседания земной поверхности
обозна-1 чение ед.из- мерения Д0ПУСТЙ1 мне предель- ные
стальные напорные, пбдземные то же, наземные Наземные трбуопроводы, немагисч ральные Е I0-3 км I0"3 1СГ3 . 12 8 3 25
^Допустимые деформации определяется расчетом в соответствии с
/297.
хх 1 7 / » [ i J » I - длина трубы и [С I - допустимая компенса-
ционная способность стыкового соединения определяется в соот-
вествии с [30J .
Х.5.4.3. допустимые условия подработки транспортных сооруже-
ния с учетом изложенного в п.1.5.1.€ определяются величиной до-
пустимого оседания земной поверхности за срок службы объекта
или расчетный срок t
Р _IL , (5.10)
К О'
Чгде к0 - коэффициент, выбираемый в зависимости от вида сооруже-
ния по табл.X.5.8, для транспортного сооружения /1,7/ .
При этом ожидаемое оседание у (Д/>) должно быть меньше опре-
деляемого по формуле (5.10), т.е.
7 (tp) * [7)1 .
Примечания; I. Подработка железных дорог по согласованию о
управлением железной дороги и разрешению соответствующего Управ-
ления округа Госгортехнадзора СССР может быть допущена и при
Г] (tp) >[TjJ , еели расчетом показано, что при используемых гор-
ных мерах уменьшения деформаций земной поверхности последние
будут меньше, чем. при величинах [ij] .определяемых с использова-
нием данных табл.1.5.8 по формуле (5.10). - 2. Условие (5.10)
являемся достаточным, если сумма наклонов, существовавших до
подработки, с наклонами, вызванными подработкой, будет меньше
руководящего уклона. В противном случае необходимы конструктив-
- 121 -
ее меры (например, подсыпка полотна); без применения которых
уменьшаются проектные скорости движения поездов, проектный вес
:эстава и другие показатели, характеризующие пропускную способ-
гость подработанного участка железной дороги. - 3. Гелезнодо-
?ожные пути на станциях, оборудованных электрической центрази-
эацией, а также тоннели могут подрабатываться только по особым
“роектам, согласованным с МПС.
Таблица I.5.8
категории охраны транспортных сооружений и коэффициенты для
определения допустимых оседаний за срок их службы
Номер п.п. Наименование транспортного сооружения МПС Категория охраны Коэффици- ент безо- пасности
I Участки келезиых дорог со скоростя- ми движения проездов более ТОО км/ч, участки с бесстыковым путем I 400
2 Мосты, путепроводы, виадуки с проле- тами более 20 м на железных дорогах общего пользования I 400
3 Мосты, и путепроводы общей длиной более 20 м иа железных дорогах обще- го пользования за исключением ука- занных в п.2 Ш 250
и Линии железных дорог общего пользо- вания (за исключением указанных в п.п.1,5) {железнодорожные депо МПС, мосты, путепроводы и виадуки длиной менее 20 м 1У 150
5 Линии железных дорог общего' пользо- вания с незначительным движением (грузооборот не превышает 3 млн.т. км/км в год и в течение суток про- ходит не более 3 пар пассажирских поездов) У 100
6 Мосты и путепроводы неразревнсй конструкции с пролетами более 20 м (за исключением мостов иа железных дорогах общего пользования) * IT 300
7 То же, с пролетами менее 20 м 1У 150
- 122 -
Продолжение табл.I.5.8
Н омер п.п. г Наименование транспортного сооружев&атегррия Коэффад»!
МПС охраны ент без»-1 пасности 1
8 Мосты1 и путепроводы разрезной конст- рукции с пролетами более 20 м (за исключением мостов на железных доро- гах общего пользования) ...... И 200
9 То же, с пролетами менее 20 м У 100
J,5Л.й. В связи с тем, что на калийных месторождениях прк-1
меняемые параметры и системы разработки исключают образование I
провалов и воронок, подработка подъездных путей МПС от шахт I
других объектов, трамвайных линий, автомагистралей и промежу- В
точных опор ЛЭП напряжением ниже ПО кВ, наземных трубопроводе
(за исключением магистральных) и подземных высококаототных ма-1
гистральных кабелей связи проводится без ограничений по оседа-1
ниям и деформациям при условии: I) периодических (в период ак-1
тивной стадии процесса сдвижения 2 раза в год) инструментальная
наблюдений за оседаниями подрабатываемого объекта; 2) передачи I
результатов наблюдений организации, осуществляющей ремонтные I
работы; 3) своевременного проведения ремонтных работ, обеспечж-1
веющих безопасную эксплуатацию объекта на подрабатываемом учаеЛ
ке. I
Примечание. При использовании сплошных систем разработки о |
обрушением кровли и систем с податливыми целикамй, степень на- I
гружения которых С > I, инструментальные наблюдения за оседани-I
ями_перечисленных выше объектов должны проводится 4 раза в год. I
1.5.5.5. Допустимые условия подработки высоких сооружений 1
(дымовые трубы, телевышки) определяются их допустимыми наклона-I
ми, зависимость которых от высоты1 сооружения иллюстрируется гре-|
фиком, представленным на рио.1.5.2.
1.5.5. Допустимые (и предельные) деформации
земной поверхности для природных объектов
1.5.5.1. Природные объекты, подработка которых связана о на-
рушением условий их использования в народном хозяйстве, раздели-
- 123 -
Рис.1.5.2. Допустимые
наклоны дымовых труб (по-
яснения в тексте).
Какя на три группы: I) селькохозяйственные угодия (луга1, пахот-
|ви земли); 2) лесные угодия (лесные массивы промышленного эна-
I ежил, места отдыха трудящихся, лесополосы для защиты' полей и
!>:); 3) водные объекты (озера, реки, ручки).
1 1.5.5.2. Для сельскохозяйственных и лесных угодий (первые
I дэе группы природных дбьектов) условия, при которых возможна
I иадработка участков земной поверхности без ущерба для народного
Iхозяйства, определяются величиной их оседания. В качестве до-
Iиустимого ооедания принимают величину
fy]-hv-Ahv (5.П)
где - расстояние по вертикали от земной поверхности да
среднего уровня грунтовых вод; Л hv - минимально допустимая глу-
бина уровня грунтовых вод, при которой еще не снижается урсжай-
шесть сельскохозяйственных и лесных угодий.
1.5.5.3. Для водных объектов уоловия, при которых возможна
подработка земной поверхностн на калийных месторождениях без
мероприятий по предотвращению ущерба для народного хозяйства,
также определяются ее оседаниями. В качестве допустимых прини-
маются такие оседания подрабатываемых участков земной поверхно-
сти, при которых исключаются разливы расположенных жа них йод-
ных объектов; и затопление полезных территорий.
Примечание. Допустимые оседания определяются в таких случаях
применительно к конкретным условиям жа основа, специальных гад-
рологических и изыскательских работ с учетом возможных павод-И
ков, рельефа береговой полосы и т.п.
1,6. Конструктивные меры защиты
подрабатываемых объектов I
X.6.I. Общие положения
I.6.I.I. Конструктивные меры защиты в зависимости от срока I
их ввода в подрабатываемый объект (здание или сооружение) раз-1
деляются на: а) вводимые при проектировании объектов; б) вводЛ
мые в существующие (эксплуатируемые) объекты перед достижений
деформациями земной поверхности допустимых для объектов значе-1
НИИ. J
1.6Д.2. При проектировании в объекты, подлежащие подработ-1
ке, должны вводиться, как правило, только такие конструктивные!
меры защиты, которые не могут быть реализованы после заверше- I
ния строительства. Они разделяются на: а) минимально необходи-
мый комплекс; б) дополнительный комплекс.
1.6.1.3. Минимально необходимый комплекс конструктивных мер
домен предусматриваться в каждом здании и сооружении, проекти-
рующемся на территории залегания калийных месторождении, если
за срок его эксплуатации подработка может вызвать деформации,
превншапщие допустимые значения, ввиду отсутствия таких мер.
1.6.1.4. Дополнительный комплекс конструктивных мер, предус-
матриваемых при проектировании, это ме.ры, ввод которых возможен
только при строительстве зданий, но не обезателен, так как они
могут по техническому эффекту конкурировать с конструктивными
мерами защиты, применяющимися для эксплуатируемых зданий и соор/
жений.
1.6.1.5. Необходимость ввода минимального и дополнительного
комплексов конструктивных мер защиты объектов, проектируемых
на территории залегания калийных руд, определяют сравнением
допустимых для этих объектов деформаций с деформациями, ожидае-
мыми за расчетный срок их службы (а также за срок между их ка-
питальными ремонтами и реконструкциями), с учетом горных мер
.уменьшения ожидаемых деформаций.
• - 125 -
I.6.I.б. Необходимость ввода конструктивных мер защиты в
эксплуатационные здания и сооружения определяют сравнением фак-
тических деформаций с допустимыми Для этих объектов.
1.6.Т.7. Целесообразный срок ввода конструктивных мер защи-
ты в эксплуатируемые здания и сооружения устанавливают при со-
ставлении мер их охраны путем расчета по методике, изложенной
в п.Т.б.З, и корректируют в процессе подработки объектов с уче-
том результатов сравнения достигнутых деформаций с допустимыми,
а также с учетом технических возможностей предприятия, ответст-
венного за реализацию конструктивных мер, предусмотренных про-
ектом мер охраны.
1.6.2. Инженерно-строительные обоснования к выбору
конструктивных мер защиты подрабатываемых объектов
1.6.2.1. Инженерно-строительные обоснования являются доку-
ментом, на основании которого определяют допустимые деформации
для подрабатываемых объектов, а также выбирают конструктивные
меры их защити, направленные на придание подрабатываемым объек-
там способности к восприятию ожидаемых деформаций земной поверх-
ности и вызванных этими де формациями дополнительных нагрузок.
Т.6.2.2. В инженерно-строительное обоснование входят?
- техническая характеристика подрабатываемого объекта./) ука-
занием его назначении, срока службы (общего и с момента подра-
ботки), конструктивной схемы (жесткая или гибкая), материалов1,
из которых он изготовлен, толщины стен, этажности, обшей высо-
ты, общей длины и длины отсека;
- величина износа стен в %;
- конструкция фундамента и свойства его основания;
- для промышленных зданий - особенности установленного в них
оборудования и его чувствительность к деформациям, режим и х
эксплуатации и назначение, народнохозяйственное значение пред-
приятия, к которому они относятся и т.п.
1.6.2.3. Инженерно-строительное обоснование составляют:
- для зданий и сооружений, расположенных на территориях гор-
ных отводов действующих горнодобывающих предприятий строите**»
ные отделы этих предприятий и, если его передают для иснользо-
- 126 -
вания другим организациям (например, с целью определения до-
пустимых деформаций и выбора конструктивных мер защиты), под-
писывают руководители строительного отдела и главные инженеры
горного предприятия;
- для зданий и сооружений, расположенных на горных отводах
проектируемых предприятий (или на территориях залегания калий-
ных руд, наменченных к разработке) строительные отделы проекти-
рующей их организации, и, еоли его передают для использования
при определении допустимых деформаций и выбора конструктивных
мер защиты другим организациям, подписывают руководители стро-
ительного отдела и руководители проектирующей организации.'
1.6.3. Определение расчетного срока службы
охраняемого объекта и периодичности капитальных ремонте»
1.6.3.1. Под сроком службы здания понимают срок, в течение
которого Несмотря на принимаемые меры,здания под действием сил’
природы и в результате его эксплуатации изнашивается и прихо- ’
дит в состояние, при котором дальнейшая его эксплуатация стано-
вится невозможной, а ремонт и восстановлениеэкономически не-
целесообразными. *
1.6.3.2. Срок, службы здания определяется сроком олужбы его
основных несущих элементов, обеспечивающих пространственную
жесткость и устойчивость здания (стен или каркаса, фундаметов
и перекрытий). По долговечности жилые здания разделяются на 6
групп (см.табл.1.6.1) /31/.
1.6.3.3. Периодичность капитальных ремонтов зданий и соору-
жений определяется сроком службы его основных строительных эле-
ментов, подлежащих замене или восставлению. Усредненные сроки
службы основных строительных (и несущих) элементов жилых эда- .
ний различной капитальности, на которые можно ориентироваться
при оценке периодичности капитальных ремонтов, приведены в
табл.1.6.2 [32] .
1.6.4. Определение целесообразного срока ввода fif
-.онотруктивнык мер защиты в эксплуатируемые объекты
при их подработке
I.6.4.1. Определение целесообразного срока ввода конструк-
о
Таблица Z.6.I
Классификация жилых зданий по капитальности и долговечности
Группа капи- тально- сти Основная конструктивная характеристика хилых зданий Долгове ноств: £ службы, лет )Ч- орок •
I Здания каменные, особо капитальные.(фун- даменты кирпичине и бетонные: стены ка- менные или кирпичные, крупноблочные и крупнопанельные; перекрытия железобетон- ные) 150
IT 1 Здания каменные, обыкновенные (фундамен- ты каменные, стены каменные, кирпичные и крупноблочные; перекрытия железобетонные или смешанные - деревянные и железобе- тонные) . . 120
ш Здания каменные облегченные (фундаменты каменные и бетонные; стены облегченной кладки из кирпича, шлакобетонов и раку- шечника ; перекрытия деревянные или желе- зобетонные) ..... 100
ТУ Здания деревянные рубленные и брусчатые, смешанные, сырцовые (фундаменты ленточ- ные бутовые; стены рубленые и смешанные - кирпичные и деревянные; перекрытия де- ревянные) У 50
У Здания! сборно-щитовые, каркасные, глино- битные, саманные и фахверковые (фунда- менты на деревянных стульях или бутовых столбах; стены каркасные, глинобитные и др.; перекрытия деревянные) 30
УТ Здания каркасно-камышитовые и т.п., об- легченные 15
- 128 -
ТИВНЫХ мер защиты в эксплуатируемый объект при его подработке
разделяется на два этапа: I) определение срока, в течение кото-
рого необходимо ввести конструктивные меры защиты подрабатывае-
мого объекта (; 2) определение целесообразного срока ввода
таких мер (Лц).
1.6. ^.2. Определенна срока, в течение которого необходимо
ввести конструктивные меры защиты в случае, если подрабатывае-
мый объект, для которого известны допустимые деформации, распо-
лагается в постоянной краевой части пластовой мульды сдвижения
/ЗЗ/ i
-находят величины оседания на в.г.к.ч., к моменту достижения
которых должны быть введены конструктивные меры защиты
- -и. и (ctg y-ctgfl. (6.1)
3 (г)
Hg(ctgy,4-ctg^>2, (6.2)
S"(z) '
и (etgy (6.3)
esn(z)
где 11] , (k] , [f] - допустимые деформации для подрабатываемого
оОбъекта, определяемые в соответствии с разд.1.5; s'(z), s"(z) -
безразмерные распределения наклонов и кривизны в пределах крае-
вых частей мульд сдвижения, определяемые по табл.1.2.4, 1.2.5
и 1.2.6; Е- переходный коэффициент, выбираемый по табл.I.2.8.
- строят (или выбирают из уже построенных) график нарастания
оседаний земной поверхности на в.гк.ч. по методикам, описанным
в разд.1.2.3 и 1.2.4;
- на графике нарастания оседаний находят точку, ордината ко-
торой соответствует наименьшему из значений 7 (tH)v , т) (*«)' J
и 7 , полученных по формулам (6.1), (6.2) и (6.3);
- абсциссу найденной точки выбирают в качестве искомого сро-
ка (tw) от начала подработки охраняемого объекта.
I.6.4.3. Определение срока, в течение которого необходимо
виест конструктивные меры защиты в случае, если подрабатывае-
мый объект располагается в зоне полной подработки ;
Таблица 1.6.2 Усредненные сроки службы основных строительных элементов (оборудования и видов работ) в жилых домах различной капитальности
Конструктивные элементы здании Сроки службы по группам капиталь- ности, лет
I 1Г Ш 1У У Л
|&сущие элементы Фундаменты 150 120 ЕЭО 15 10
Стены 150 120 100 50 30 15
Перекрытия 150 100 50 25 30 15
Лестницы 100 100 100 25 20 -
1 Зтроительные элементы Полы 50 40 40 25 20 15
Стропила 50 50 50 25 20 15
Кровля Г..... 20 20 20 12 10 5
Перегородки 50 50 50 50 20 .15
Окна 30 30 30 25 20 15
Двери 60 60 60 25 30 15
Наружная отделка 40 40 - 20 20 «•
Оборудование Отопление 40 30 30 15 10 15
Водопровод и канализация 35 35 35 25 20
Электропроводка 25 20 20 20 20 15
Газооборудование и про- чее 20 20 20 20 М> •в
Лифт 30 - - а* W»
Средняя периодичноств кали- 5 20
уальных ремонтов Э0-5у 30-4Ц 30-4р 2О~3 15
- промежуток времени от начала влияния подработки на охраняв
емый объект до окончания срока его службы разделяют на Л чао~.
гей и для каждой из них по методикам, описанным в разд.I.2.7-
1.2.10, находят ожидаемые деформации земной поверхности в точке
- 130 - .
расположения охраняемого объекта;
- по полученным результатам строят графики ожидаемого изме-
нения наклонов, кривизны и горизонтальных деформаций во време-
ни;
- на построенных графиках проводят прямые, параллельные оси
абсцисс (времени), ординаты которых равны допустимым для охра-
няемого объекта наклонам, кривизне и горизонтальным деформаци-
ям, найденным согласно изложенному в разделе 1.5;
- из точек пересечения названных прямых с графиками измене-
’ ния соответствующих им деформаций выбирают ту, абсцисса которв
имеет наименьшее значение, и принимают эту абсциссу за искомы!
срок tH .
I.6.4.4, Определение целесообразного срока ввода конструк-
тивных мер защиты в эксплуатируемый объект:
- уточняют в организации, зксплуатирующей подрабатываемый
объект (или находят с использованием табл.1.6.2) время начала
капитального ремонта (или реконструкции) tj , ближайшего к
концу срока tH ;
- если промежуток времени между сроком, в течение которого
необходимо ввести в охраняемый объект конструктивные меры за-
щиты, и началом проводимого в этот срок ближайшего к его окон-
чанию капитального ремонта оказывается меныие 20 лет, т.е.
д t = tH - t3 < 20 , (6.4)
то ввод конструктивных мер приурочивают к этому капитальному
ремонту (или реконструкции), т.е. принимают t *= t,
** J
- если At > 20 лет, то в качестве целесообразного срока
ввода конструктивных мер при составлении проекта мер охраны
подрабатываемого объекта принимают
*ц = *н “ 5 лет. (6.5)
I.6.5. Минимально необходимый комплекс конструктивных мер
защиты для проектируемых зданий и сооружений
I.6.5.1. Минимально необходимый комплекс мер зещиты для npt
вотируемых гражданских здании:
- разделение здания на отсеки путем устройства деформацион-
I
I
I
I - ’ •
I
I
Г
- 131 -
инх швов о постановкой парных стен;
- устройство между фундаментом и первым^ отажом шва скольже-
жжя.
1.6.5.1.1. При разделении зданий деформационными швами необ-
ходима выполнять следующие требования:
~о деформационные швы должны разделять смежные отоеки по всей
высоте, включая фундамент и кровлю;
- длина отоеков в зданиях, размещающихся на территориях
1 I-ТУ групп (табл.Т.б.З) ие должна превышать: 60, на территориях
. I-П групп - 40 м;
- ширина деформационного шва в фундаменте
(б.б),
где 4 - расстояние между центральными осями смежных отоеков ,
Пе ,пк - коэффициенты перегрузки (см.табл. 1.3.2);
в кровле ав i(mtn£e < пк %-) , W.7)
где коэффициенты условий работы (см.табл.1.5.2) ;£ иЯ-
горизонтальные деформации и радиус кривизны; Нд - высота зда-
ния от подошвы фундамента (или шва скольжения) до карниза или
верха кровли.
Таблица Х.б.З
Распределение подрабатываемых территорий по группам
в зависимости от величии ожидаемых деформация
земной поверхности
Группа территория Прогнозируемые деформации
относительные горизонтальные деформации растяжения-сжа- тия _ , e-ICT® (или £ , мм/м) радиус кривизны R, КМ наклон 1*10
рад ( мм/м) или 1,
I 12>f> 8 R 3 202 1 > 10
П а><5> 5 3- Rz~7 10 * 1 > 7
0 * 3 7< R<I2 7 * 1 >5;
1У з>г > о 12< 5г 1 > 0
- 132 -
Примечание. При величинах 1, н > 20 и 1<3 меры защите
здании и сооружений, как правило, не требуется; исключение о
отавляют железобетонные емкости для жидкостей.
Х.б.5.2. Минимально необходимый комплекс мер защиты для ж
актируемых промышленных каркасных зданий включает в себя раз,
ление зданий на отсеки путем устройства деформационных швов с
постановкой парных колени и ферм (балок).
1.6.5.3. Минимально необходимый комплекс мер защиты для 1
ектируемых оанитарно-технических сетей:
- укладка труб с большей толщиной отенок;
- ограничение объемов закрытых резервуаров 6000 м®;
- прокладка самотечных канализационных сетей с таким рас
том, чтобы движение горных работ было противоположным напре.
ниюдвижения жидкости;
- укладка подземных газопроводов выше всех пересекаемых
муникаций.
Примечание. Усилия, возникающие в подрабатываемых зданиях ж
сооружениях, определяют согласно работам /25,26,29,30/.
1.6.6. Дополнительный комплекс конструктивных мер
защиты для проектируемых зданий и сооружений
1.6.6.1. Дополнительный комплекс мер защиты для проектируе-
мых зданий и сооружений разделяется на две группы.
А, Конструктивные меры, вводимые при условии выполнения
п .1.6.1 Л в здания и сооружения при их строительстве и рассчи-
танные на восприятие тех деформаций земной поверхности, для ко
торых минимально необходимого комплекса оказывается недостаточ-
но.
Б. 0тдепьные(обязательные длянведения при строительстве) эле
менты тех конструктивных мер, которые будут применены в Изданиях
и сооружениях ко времени превышения деформациями земной поверх-
ности допустимых эвачений.
1.6.6.2. Дополнительный комплекс конструктивных мер защиты
для проектируемых гражданских зданий включает следующее.
Для группы А:
-устройство цимольного монолитного железобетонного пояса:
Г ™ -
*<,- 133
- устройство песчаной подушки толщиной не менее 30-40 см
при наличии под фундаментами несжимаемых или трудна сжимаемых
грунтов;
- устройство под продольными и поперечными стенами монолит-
ной распределительной балки, укладываемой на два слоя толя;
- устройство монолитной железобетонной плиты с анкеровкой
ее с существующими фундаментами;
- усиление зданий предварительно напряженными металлическими
тяжами.
Примечание. Железобетонные пояса должны располагаться на од-
ном уровне и не иметь разрывов.
Для группы Б:
- установка закладных деталей, оставление отверстий и штраб
для последующего введения мер защиты перед воздействием на зда-
ние деформаций основания;
- установка распределительных балок и гнезд для последующего
выправления здания домкратами.
1.6.6.3. Дополнительный комплекс конструктивных мер защиты
для проектируемых промышленных каркасных зданий включает в себя
следующее.
Лля группы А:
- устройство пояса под стенами путем приварки фундаментных
балок к фундаментам колонн;
- устройство под зданием гибкой железобетонной плиты;
- устройство связей-распорок;
- устройство диагональных связей-раопорок;
- усиление зданий и сооружений предварительно напряженными
металлическими тяжами.
Для группы Б:
- устройство узлов для последующей приварки овязей-распорок;
- то же, что и для группы Б гражданских зданий (ом.п.1.6.6,2),
если по конструктивной схеме они аналогичны.
Примечание. В дополнительный комплекс защиты для сохранения
нормальной работы технологического' оборудования могут быть вклю-
чены следующие меры: I) для группы А - упругие связи между блоч-
ками оборудования и агрегатами; 2) для группы Б - оставление ниц
- 13** -
для домкратов или устройство иных приспособлений для выравнива-
ния положения оборудования в вертикальной и горизонтальной пла
кости.
1.6.6.4. Дополнительный комплекс конструктивных мер защиты
для проектируемых санитарно-техниче.оких сетей вклсчает в себя:
- установку компенсаторов на водопроводах, газопроводах,
теплопроводах;
- устройство колодцев для запорной арматуры;
- устройство кольцевой линии для трубопроводов.
1.6.7. Основные конструктивные меры защиты
екбплуатируемых зданий и сооружений
I.6.7.1. Основные конструктивные меры защиты эксплуатируемых
гражданских зданий (и промышленных зданий о жесткой конструк-
тивной схемой):
I) разрезка н«₽ отсеки в соответствии о размерами зданий,
формой в плане, конструктивными особенностями и особенностями •'
Внутренней планировки путем установки парных стен по всей их
высоте, включая фундаменты и кровлю; поддомкрачивание отдель-
ных частей зданий (отсеков) с целью выравнивая их надземной ча-«
сти с предварительным подведением распределительных балок и по-
следующим заполнением образованных зазоров; 3) обжатие здания
(отсека) с помощью металлических предварительно напряженных тя-
жей или железобетонных поясов; 4) подведение под здание жесткой
железобетонной плиты по грунту в подвальной части и анкеровка
плиты о существующим фундаментом; 5) устройство связей-распорок
между фундаментами, стенами или колоннами; 6) увеличение коли-
чества анкерных устройств для панелей-настилов в междуетажных
перекрытиях со стенами; 7) заделка (временная) оконных проемов
кирпичной кладкой или их усилие; 8) устройство компенсационных
траншей вблизи охраняемых зданий по направлению перпендикулярно-
му пастягивающим деформациям земной поверхности.
1.6.7.2. Основные конструктивные меры защиты эксплуатируемых
производственных зданий с гибкой конструктивной схемой: I). раз-
резка зданий на отсеки путем устройства деформационных швов
(ввод парных колонн, стен, пилястр и др.); 2) увеличение подат-
\r 135 -
живости зданий за очет ослабления связей между несущими элемен-
тами конструкций (при условии обеспечения прочности и простран-
ственной устойчивости зданий); 3) преобразование жестких узлов
в шарнирные; 4) устройство связей распорок в фундаментной чаотк
зданий; 5) введение дополнительных крестовых связей между колон-
нами; 6) выправление положения колонн в вертикальной плоскости
с помощью домкратов; 7) усиление отдельных перегруженных эле-
ментов каркаса; 8) увеоичение площади опирания балок и плит.
I.6.7.3. Основные конструктивные меры защиты эксплуатируе-
мых санитарно-технических сетей: I) установка компенсаторов на
водопроводах, газопроводах и теплопроводах; 2) устройство ко-'
лодцев для дополнительной запорной арматуры; 3) устройство
. кольцевой линии для трубопроводов.
Примечание (к разделу 1.6.7). Более подробные сведения о кон-
структивных мерах защиты эксплуатируемых зданий и сооружении и
их проектировании, расчете и практическом осуществлении приве-
дены в работах [27,28,30,3^] . -
1.7. Охрана водозащитной толщи
Т.7.1. Общие положения
I.7.I.I. Проникновение воды в выработанные пространства кп>-
лийных рудников из вышележащих водоносных горизонтов или с По-
верхности недопустимо, так как оно вызывает раотворение соле-
носных вмещающих и рудосодержащих пррод, и как следствие - про-
грессирующие водопритоки по трещинам и через зоны обрушения,
возникающие в районе образующихся при этом каротов и оолабле.:- ;
ных растворением междукамерных целиков, что в итоге может при- ।
вести к неуправляемому процессу сдвижения земной поверхности во>
врмени и пространстве. '
1.7.1.2. Одной из основных причин проникновения вод в выра-
ботанное пространство калийных рудников является нарушение водо-
защитных свойств породных отложении^ выполняющих функции водоеа-
ЩИТНОЙ ТОЛЩИ.
1.7.1.3. В породных отложениях, который могут выполнять функ^
ции водозащитной толщи, выделяют ооленосные и глиниюто-иергвлио-
st-
- 136 -
тые. Соленосные отложения (с.о.) относят к основным водозащит-
ным отложениям, поскольку они лишены трещин и обладают наиболь-
шее пластичностью при деформировании.
Примечание. Поскольку водоносные, фильтрационные и деформа-
ционные свойства глинисто-мергелистых отложений изучены пока
недостаточно, в качестве водозащитной толщи в настоящее время
’’ринимаются только соленосные отложения.
I.7.I.4. При применении камерных систем раэргботки со сте-
пенью нагружения междукамерных целиков С >1 водозащитные соле-
носные отлоиения охраняются в основном от возникновения в них
под влиянием растягивающих деформация системы водопроводящих
трещин. Поскольку зоны существенных растягивающих деформаций
возникают вблизи постоянных границ выработанного пространства
(и временных, если оседания на в.г.к.ч. за время их остановки
достигают допустимых значений), то необходимость охраны водоза-
щитной толщи (в;®.т.) при камерных системах, когда С > I во-
зникает только в краевых частях пластовых и суммарной мульд г
сдвижения.
Примечание, При жестких целиках С < 0,4 водозащитные отложе-
ния, если их мощность составляет h.<- 5 т.#А<2 а ( лп - высота,
камер, а - их ширина), охраняются еще и от местных обрушений
, пород в камерах. Основной мерой охраны водозащитной толщи в этой
случае является закладка выработанного пространства, осуществля-
емая до начала потери породами кровли своей несущей способности.
1.7.1.5. При применении систем разработки с полным обрушени-
ем кровли (а также камерных систем со степенью нагружения между-
камерных целиков С >1) водозащитные отложения охраняются как
от возникновения в них трещин под влиянием растягивающих дефор-
маций, так и от распространения от выработанного пространства
в сторону земной поверхности зон обрушения и трещинообраэования,
возникающих в связи со способностью пород расслаиваться, проги-
баться и обрубаться под действием собственного веса в сторону
пустот. Поскольку указанные зоны развиваются над всем вырабо-
танным пространством, то меры охраны, ограничивающие их распро-
стра..ение по высоте, должны вводиться всюду, где применяют сис-
темы с обрушением кровли и системы с весьма податливыми целика-
ми (С>1).
- 137 -
I.7.I.б. Для сохранения водозащитных свойств водозащитных
отложений необходимо и достаточно, чтобы сохранилась сплошность
хотя бы их верхней части, называемой водозащитной потолочиной,
"од водозащитной потолочиной имеется ввиду верхняя часть водо-
защитных отложений мощностью, м (рис.I.7.1):
|h вп| ~ 5 + Л}1 вг* (7.1)
где hвг - погрешность определения верхней границы соленосных
отложений (в сторону ее увеличения); (ь вл] ~ РЙСчетная мощ-
иоств водозащитной потолочины.
1.7.2. Определение допустимых условий подработки
водозащитной толщи
1.7.2.I. В качестве критерия’ оценки опасности нарушения
сплошности водозащитных отложений, расположенных за пределами
возможных зон обрушения, принимается их кривизна, поскольку до
возникновения трещин разрыва она пропорциональна горизонталь-
иым деформациям.
1.7.2.2. В условиях калийных месторождений с изученным про-
цессом сдвижения земной поверхности в качестве допустимой кри-
визны в настоящее время принимается:
- на Старобинском месторождении - наибольшая величина из до-
стигнутых водозащитной толщей при наиболее неблагоприятных гор-
вотехнических условиях (отработка двух калийных горизонтов при
совмещении в плане границ выработанного в них пространства и
применении на верхнем горизонте системы с обрушением или камер-
ной системы с весьма податливыми целиками С>1);
- на Верхнекамском месторождении - наибольшие значения из
достигнутых водозащитной потолочиной на участках ускоренного
оседания земной поверхности и толщи;
- на Калуш-Голынском месторождении - наибольшие величины из
достигнутых водозащитной потолочиной в краевых частях мульд
сдвижения, примыкающих к участкам выработанного пространства с
наибольшими оседаниями при отсутствии поблизости водолроявления.
Допустимые значения кривизны [к] , полученные с использова-
нием приведенных выше критериев по методике, описанной д прило-
Рис.1.7.1. Схема к определению
пояснения водозащитной потолочины
и ее мощности.
h - расстояние до верхней гра-
ницывводозап1итной толщи, м; «Hi -
п огре шность -опред ел ен и я верх ней вг
границы водозащитной толщи, м;
с‘вп/ - мощность водозащитной по-
толочины, м.
- 139 -
ении 7, приведены в табл.I.7.1.
Таблица I.7.I
Допустимая кривизна водозащитных отложений
на калийных месторождениях
Месторождение К. 1/м
Старобинское ff.IO"4
Верхнекамское 10-Ю"4
Калуш-Голынское 24 «10
1.7.2.3. Оценка возможности подработки водозащитной потоло-
жиим без специальных горнотехнических мер, уменьшающих ее де-
формации, производится следующим образом:
- по формуле (7.1) с использованием данных табл.(I.7.2), в
жоторой приведены погрешность определения верхней границы водо
защитных отложений на калийных месторождениях с изученным про-
цессом сдвижения, определяют расчетную мощность водозащитной
потолочины 1ьвп1.»
- из мощности водозащитной толщи на рассматриваемом участке
месторождения hBT вычитают (h^n] и определяют нижнюю границу
водозащитной потолочины
h нвп = hBT - /ьвп) '
- по методике, описанной в приложении 7 , определяют кривиз
ну на ^уделении от выработанного пространства hHBn для оседа-
ния, достигаемого за то время, в течение которого на рассматри-
ваемом руднике необходимо сохранять водозащитную толщу.
Таблица 1.7.2
Погрешность определения верхней границы водозащитных
отложениях (солевого зеркала) на.калийных месторождеимяа
Месторождение Мвг, и
Старобинское 15
Верхнекамское 10
Калуш-Голынское 5
- 140 -
Примечание. Если водозащитную толщу необходимо сохранять
до конца процесса сдвижения, то расчеты ведут для конечного
оседания.
- ожидаемое значение кривизны сравнивают с допустимым. Ес-
ли ожидаемая кривизна меньше допустимой,то в применении мер с*
раны водозащитной толщи нет необходимости, а если больше, то
для уменьшения ее ожидаемых деформаций следует предусмотреть
горнотехнические меры из числа приведенных в разделе 1.7.3 и
определить их техническую эффективность согласно изложенному
в соответствующих пунктах раздела 1.3: найти ожидаемое распре-
деление оседаний на h нвп и путем его двойного гра^в
ческого дифференцирования определить распределение кривизны и
максимальное значение последней. Если полученное значение кри-
визны па нижней границе водозащитной потолочины вновь окаметси
больше допустимого, то следует считать, что предусмотренных
горных мер недостаточно и необходимо их изменить или дополнить,
после чего оценку достаточности горних мер следует повторить.
1.7.3. Нери охраны водозащитной толщи
Т.7.3.1. Меры охраны водозащитных отложений делятся на две
группы:
- меры, применяющиеся для уменьшения растягивающих деформа-
ций (и кривизны) водозащитных отлокеиий вблизи границ с разны-
ми системами разработки и параметрами этих систем, а также в
постоянных краевых частях мульд сдвижения (.или временных, если
за промежуток времени, равный длительности остановки границ вы-
работанного пространства, кривизна водозащитной потолочины в
течение срока, который она должна охраняться, может превысить
допустимое значение) ;
~ меры охраны, применяющиеся для предотвращении распростра-
нения зон обрушения и трещинообразоьания над выработанным про-
странством до водозащитной потолочины.
1.7.3.2. Основными горними мерами, применяющимися для умень-
шения растягивающих деформаций в водозащитных отложенных, явля-
ются:
- вблизи постоянных границ выработанного пространства - зини
Ш -
смягчения, создаваемые за счет: уменьшения извлечения полезно-
го ископаемого' (отработка пласта не на вег мощность, отработка
части пластов, увеличение ширины целиков, уменьшение ширины ка-
мер), заполнения выработанного пространства закладкой, сдвига
во времени и пространстве отработки отдельных пластов;
- вблизи временных границ - уменьшение длительности их оста-
новки;
- вблизи границ с разными системами и параметрами систем
разработки - уменьшение разницы в извлечении, в степени нагру-
жения и в коэффициенте формы целиков.
Примечание. Оценка технической эффективности указанных мер
проводится согласно соответствующим пунктам раздела J.3, по ме-
тодам определения ожидаемых деформаций земной поверхности, опи-
санным в разделе 1.2, и методике определения ожидаемой кривиз-
ны в слоях водозащитной толщи, приведенной в разделе 1.7.2 и
приложении П.7.
1.7.3.3. Основные горные меры, уменьшающие высоту распрост-
ранения зон обрушения и трещинообразования: I) применение ка-
мерной системы разработки со степенью нагружения целиков С < 1;
2) ограничение выемочной мощности при системах с обрушением
кровли; 3) ограничение ширины камер и их высоты при камерной
системе разработки; 4) закладка выработанного пространства в
камерах, если расстояние до водозащитной потолочины h •= 5«-ч
или 2а> h ( ш - высота камер, а - их ширина); 5) сдвиг во
времени и пространстве отработки отдельных пластов по отноше-
нию друг к другу.
1.8. Рекомендации по экономической оценке вариантов
мер защиты подрабатываемых объектов
1^8.1, Общие положения
I.8.I.I. Псе объекты, подлежащие охране от вредного влияния
подработки, за исключением тех, которые определяют безопасность
эксплуатации самих рудников, могут защищаться как горными так
и конструктивными мерами, восстанавливаться при потере ими
эксплуатационных качеств в связи с подработкой или сноситься и
- 142 -
переноситься на новые территории. Выбор экономически целесооб-
разного пути решения этой задачи сводится к рассмотрению ряда
возможных-вариантов защиты.
I.8.1.2. К объектам, которые определяют безопасность экс-
плуатации самих рудников, относятся: шахтные стволы с подъем-
ными машинами, геологоразведочные скважины и водозащитная тсл!Е.
1.6.1.3. Шахтные стволы и геологоразведочные скважины всег-
да охраняются предохранительными целиками, а водозащитные отло-
жения различными горными мерами.
Примечании: I. Размеры предохранительных околоствольных це-
ликов выбирают в соответствии с методикой, изложенной в разде-
ле 1.3.2. - 2. Горные меры, применяющиеся для охраны водозащит-
ных отложений, и методы оценки их технической эффективности
описаны в разделах Т.7.2 и 1.7.3.
1.8.1.4. Критерием выбора экономически обоснованного вари-
анта мер защиты йодрабатываемых объектов принимается минимум
приведенных суммарных затрат, связанных с- применением конст-
руктивных и горных мер защиты и с ущербом от роста потерь раз-
веданных и подготовленных к извлечение запасов калийных руд на
промышленных пластах (представленным в денежном выражении),
найденный с учетом влияния фактора времени.
1.8.1.5. Учет влияния фактора времени сводится к выбору про-
должительности периода оптимизации Т, fero начала и величины ко-
эффициента проведения разновременных затрат Енп.
1.8.1.6. За качало периода оптимизации принимается текущий
год, т.е. год проведения сравнительной оценки вариантов мер ох-
раны (или год начала осуществления первой по времени меры защи-
ты из числа предусмотренных этими вариантами, но после проведе-
ния их сравнительной оценки).
I.8.1.7. За продолжительность периода оптимизации принимают
наибольший из следующих сроков, отсчитываемых от начала перио-
да •HiTiiHiisaniin: а) срок погашения запасов шахтного поля;
б) срок действия вредных последствий подработки на все объекты,
учитываемые при выборе мер охраны в рассматриваемых условиях.
I.-.1.8. Значения коэффициента приведения разновременных за-
трат Г, выбирают в зависимости от продолжительности периода
ли
* - 143 -
• У
оптимизации по графику рис.1.8.1.
1.8.1.9. Исходные технические и экономические показатели
для экономической оценки горных мер охраны подрабатываемых объ-
ектов принимают по проектным и отчетным материалам соответству-
ющих калийных предприятий (или предприятий» работающих в анало-
гичных горно-геологических и технологических условиях).
I.8.1.10. Стоимости конструктивных мер защиты и восстанови-
тельных ремонтов определяются на основании соответствующих
сметно-финансовых расчетов, составляемых в- соответствии с мест-
ными единичными расценками на строительно-монтажные работы, а
при их отсутствии - по обобщенным показателям, формулам и гра-
фикам, приведенным в приложениях Ш.6 и П.8’.
I.8.1.II. В качестве базового варианта, в сравнении с кото-
рым производится экономическая оценка разработанных мер защиты
для объектов, подрабатываемых на калийных месторождениях, при-
нимается вариант применения только горных мер защиты, обеспечи-
вающих в рассматриваемых условиях безопасность эксплуатации '
рудника (по условиям затопления) в сочетании с периодическими
неплановыми восстановительными ремонтами всех объектов, суще-
ствующих, строящихся и запроектированных по плану перспектив-
ного строительства.
1.8.2. Методика экономической оценки вариантов
мер защиты подрабатываемых объектов
(не связанных с безопасностью эксплуатируемых рудников)
1.8.2.1. При рассмотрении вариантов рассматриваемых мер за-
щиты подрабатываемых объектов должны учитываться [28] :
- ущерб от роста потерь разведанных и подготовленных к изв-
лечению запасов калийных руд, связанный с применением горных
мер защиты, по отношению к базовому варианту;
- единовременные и текущие затраты, связанные о применегнем
закладки и других горных мер защиты, не приводящих к увеличе-
нию потерь калийных руд (если эти меры не предусмотрены для ох-
раны рудников от^затопления), включая и затраты на разработку и
согласование проекта этих мер, а также затраты на привлечение
других организаций для проведения исследовании по определению
Рис.I.8.1. Зависимость коэффициента
приведения разновременных затрат от про-
должительности периода активизации.
- 145 -
г технической эффективности и для наблюдений за сдвижением
Ж-т-юг поверхности - Зд и Зг;
- единовременные и текущие затраты на конструктивные меры
Кинты подрабатываемых объектов и на их неплановые восстанови-
» .ные ремонты, включая и затраты на разработку и согласова-
I е таких мер, затраты на привлечение других организации для
«поведения исследований по определению их технической эффек-
тивности и для проведения инструментальных наблюдении за де-
сриированиями подрабатываемых объектов и действующими в них
«глрякениями - 3R и 3^;
е - единовременные и текущие затраты на снос и строительство
Ьовых здания и сооруиений того ие назначения, включая и затра-
п на переселение людей - 3fl.
и Примечания; I. Учету подлежат только предстоящие затраты и
предстоящий ущерб (считая от начала периода оптимизации). -
I- 2. Все ранее осуществленные затраты и ущерб, возникший от
lyie применяемых мер охраны, считаются одинаковыми для всех рас-
сматриваемых вариантов и из рассмотрения исключаются. - 3. Из
рассмотрения исключаются все затраты и ущерб, связанные с осу-
|иествлением горных мер защиты, обеспечивающих безопасность экс-
|1луатации рудника, а также со всеми плановыми ремонтами подра-
батываемых зданий и сооружений, независимо от срока их осущест-
вления. - 4. В базовом варианте учету подлежат только затраты,
(связанные с неплановыми восстановительными ремонтами подрабаты-
раемых зданий и соорупений. - 5. Ущерб из-за уменьшения плодсь-
родия сельскохозяйственных угодий и леса, возникающий в связи
|с подработкой, считается в первом приблркении одинаковым при
всех вариантах и из рассмотрения исключается.
Т.8.2.2. Ущерб от роста потерь в Недрах разведанных и подго-
товленных к выемке запасов калийных руд на промышленных пластах,
приведенный к началу периода оптимизации, руб.
у . <и з. аэ ) , «.о
Р в„„ ,
где и _ ценность I т неиэвлеченннх балансовых запасов, руб;
- 146 -
3 -.среднегодовые запасы, оставляемые в недрах в связи с рос»
потерь, вызванным применением горных мер для уменьшения деффЛ
маций земной поверхности, т; а Эр - среднегодовое увеличениеI
эксплуатационных расходов по добыче руды (затраты на трансп tJ
проветривание, поддержание горных выработок и т.п.), вызвана»
ростом протяженности горных выработок, кроме затрат на горно-1
подготовительные работы, руб. i
Примечание. Изменения затрат на горноподготовительные рабо-1
ты по вариантам учитывает при определении ценности неизвлече»!
ных запасов Ип. ।
1.8.2.3. Ценность одной тонны неизвлченных балансовых зап*-1
сов, руб.
UH = U6 W - Сб, (8.2) I
где 11б - валовая ценность I т балансовых запасов, руб.; у/ - J
эффициент извлечения полезного компонента в процессе обогаще»
руды; Cjj - суммарные затраты на добычу и переработку I т руды I
с балансовым содержанием за вычетом затрат на горноподготови- I
тельные работы и потонной ставки амортизации основных фондов, I
РУб.
При наличии утвержденных замыкающих затрат, руб.
при отсутствии утвержденных замыкающих затрат, руб.
«0--V2— ' .«•*’
где CQ - содержание полезного компонента в балансовых запасах,;
- замыкающие затраты на I т конечной продукции, руб. ; fl' -
содержание полезного' вещества в конечной продукции, %; Ц - оп-
товая цена на единицу конечной продукции, руб.
1.8.2.4. Затраты на добычу и переработку I т руды с балансо-
вым содержанием, руб.
р
сб = , (8.5).
*чс
- 147
гае Стов - затраты на добычу и переработку I т руды с содержа-
аем полезного вещества в добытой руде а0 (с учетом разубо-
ивания при добыче), руб.; Кк - коэффициент изменения качества
?УДЫ-
ап
Кк ’ -Л" - (8.6)
Lo
Примечания: I. Если для определения используют замыкаю-
иие затраты, то величину Сб находят как сумму приведенных зат-
рат на добычу и переработку I т руды. - 2. Если для определе-
ния Цп используют оптовые цены, то при подсчете Сб учитывают
только эксплуатационные затраты.
1.8’.2.5. Годовые запасы, оставляемые в недрах в связи с осу-
ществлением мер по охране подрабатываемых объектов,
3 = Ej (со^ -«>{), (8.7)
где Б - балансовые запасы, подлежащие погашению в 1-й-год пе-
риода оптимизации, ; wei - коэффициент извлечения запасов
нз недр в 1-й год п-ч варианту разработки, учитывающему только
охрану рудников от затопления; щ - коэффициент извлечения
запасов из недр в i -й год с учетом мероприятий по охране под-
рабатываемых объектов.
Т.В’.г.б. Среднегодовое увеличение эксплуатационных расходов
иа транспорт, вентиляцию и поддержание горных выработок на дей-
ствующих рудниках учитывают только при прямом порядке отработ-
ки шахтного поля, а на проектируемых рудниках - независимо от
порядка отработки, и определяют по формуле, руб.
Л эр ' Э Jfa J . (8.0)
где Э - среднегодовые расходы на транспорт, проветривание и
поддержание горных выработок, руб.
1.8.2.7. Затраты, связанные с применением закладки вырабо-
танного пространства (как одна из горных мер уменьшения вред-
ных последствий подработки), приведенные к началу периода опти-
мизации, руб.
^зк!
uaw**1
. s П,/;1
8 ®НП^1+ЕНП^ Т’' ’
(а.?)
- 148 -
где1з»тз- срок до первого и до последнего года строительства
закладочного комплекса, считая от начала периода оптимизации,
лет; Кзк1 - капитальное вложения в 1-й год строительства хм
кладочного комплекса (t3 $ 1 ^ ), руб. • аэ “ среднегодо-
вые эксплуатационные затраты на ведение закладочных работ,руи
J - период ведения закладочных работ, лет; 7^ - срок до икя
чания ведения закладочных работ (считая от начала периода ося
мизации), лет.
Примечания: I. На калийных месторождениях в качестве заклй
ки используют солеотходы, что уменьшает вредное влияние rop>ud
работ на подрабатываемые объекты, снижает засоление территорч
освобождает их от солеотвалов, в которых остается около 70$ я
бытой рудной массы, уменьшает конечные оседания земной поверх-
ностй. Все эти' факторы данной методикой не учитываются, хотя
дают дополнительный народнохозяйственный эффект. - 2. Вариант
применения закладки выработанного пространства в качестве го>
нои меры, не предусмотренной для предотвращения затопления рл
ников, следует рассматривать только в случае, если необходимо
уменьшить вредное влияние подработки на большую группу зданий
и сооружений (а также, если необходимо освободить территорию
от солевых отходов
1.8.2.8. Затрать на осуществление какдой горной меры, умен
шающеи деформации земной поверхности, не связанные с дополни-
тельным оставлением руд и применением закладки (например, на
изменение порядка отработки шахтного поля или его участков,
на изменение очередности отработки пластов, увеличение скоро-
сти подвигания фронтов очистных работ и т.п.) определяют по
формуле, руб
тг-т
з - Е _____!L_
г tr-i
(8.10)
где tr и Тг - срок до первого и до последнего года осуществле-
ния затрат на рссматриваеыые горные меры зашиты, считая от на-
чала периода оптимизации, лет; - затраты в 1-й год осущест-
вления горных мер защиты (1^ 1 Т^), руб.
• - 149 -
1.8.2.9. Затраты на ввод в охраняемые объекты конструктив-
ных мер защиты определяют с учетом их приведения к началу пе-
риода оптимизации по формуле, руб.
к!
(8.II)
гдеЪк , тк - срок до первого и до последнего года производст-
ва затрат на конструктивные меры зашиты, считая от начала пе-
риода оптимизации, лет; - затраты в 1-и год осуществле-
ния конструктивных мер защиты подрабатываемых объектов
*ТК), РУб.
Примечания; I. Определение капитальных вложения, связанных
с вводом конструктивных мер защиты в проектируемые здания, про-
водится с учетом приложения П.6, а в эксплуатируемые здания и
сооружения - приложения П.Ь. - 2. Затраты на разработку мер
охраны существующих здануй и сооружений принимают равными 3-
5% от их стоимости,
1.8.2.10. Суммарные затраты, связанные.с восстановительны-
ми ремонтами зданий и сооружений, вызванными влиянием Подработ-
ки, определяют с учетом приведения к началу периода оптимиза-
ции по формуле, руб.
Р.
Зр * F., )1-’
vp f ни
(8.12)
где Ьр, - срок до первого и до последнего года осуществле-
ния затрат на неплановые восстановительные ремонты, считая от
начала периода оптимизации, лет; - затраты на неплановые
восстановительные ремонты в i-й год (tp* Т ), руб.
Примечание. Затраты, связанный с ремонтом эксплуатируемых
зданий ьследствии их подработки определяют в соответствии о
приложением П.8.
1.8.2.II. Суммарные затраты на снос эксплуатируемых зданий
И сооружений вследствие потерь ими своих эксплуатационных ка-
1еств под влиянием предельных деформаций и на строительство но-
- 150 -
вых того же назначения (включая и переселение людей) определя-
ют с учетом
муле, руб.
их приведения
к началу периода оптимизации по фор-
То-1
3° - F-1
то
КС1
(8.13)
где: tc,To - срок до первого и до последнего года осуществления
затрат на снос повревденных вследствие подработки зданий и на
строительство новых, считая от начала периода оптимизации,лет;
К • - капитальные вложения на строительство новых зданий и со-
оружений в случае сноса старых того же назначения, определяе-
мые по восстановительной стоимости оносимых, в i-Л год (tt£i^
<?с) в сумме с затратами на снос и переселение лодей, определя-
емыми по приложению П .8’, руб.
I.8.2.13. Общие приведенные затраты на осуществление каждо-
го рассматриваемого варианта мер защиты подрабатываемых объек-
тов с учетом ущерба от роста потерь полезных ископаемых опреде-
ляются как сумма приведенных затрат, подсчитываемых по форму-
лам (8.1),(8.9),(8.10),(8.II),(8.12) и (8.1Э). Конечная форму-’
ла для оценки в стоимостном выражении каждого’ рассматриваемого
'варианта мер охраны подрабатываемых объектов' имеет вид
Д = У ♦ З3 +13г + £3К + ХЗр + ЕЗС, (8.14)
где £3Г, £SK, ЕЗр и £3С - суммы приведенных затрат .соот-
ветственно на все вводимые горные меры защиты, на все вводимые
конструктивные меры защиты, на все неплановые ремонты зданий и
соорунекий, вызванные подработкой, на снос и новое строительст-
во всех тех зданий и сооружений, дальнейшая эксплуатация кото-
рых из-за вредных последствий подработки становится нецелесооб-
разной.
Примечание. При рассмотрении каждого варианта те слагаемые
в формуле (8.14), которые характеризуют виды затрат и ущерба,
отсутствующие в данном варианта, обращаются в нули.
- 151
Ц. ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение I. Основные понятия и термины
I. Сдвижение горных пород и земной поверхности - это про-
цесс перемещения и деформирования горных пород и земной по-
верхности в результате^нарушения их равновесия под влиянием
горних разработок.
2. Мульда сдвижения земной поверхности - участок земной
поверхности, подвергшийся сдвижению.
3. Границы мульды сдвиже;шя - линия, ограничивающая на
земной поверхности зону влияния горных разработок.
4. Главные сечения мульды сдвижения - вертикальные сече-
ния мульды по простиранию и вкрест простирания пласта, прохо-
дящие через точки с максимальным оседанием земной поверхности.
Примечание. При горизонтальном залегаши главные сечения
цульды сдвижения - это ее вертикальные сечения, проходящие че-
рез точку с максимальным оседанием вдоль линий наибольшего и
наименьшего линейных размеров выработанного пространства в
плане.
5. Пластовая мульда сдвижения - мульда, образованная от-
работкой одного калийного пласта.
6.. Суммарная мульда сдвижения - мульда, образованная отра-
боткой всех калийных пластов.
7. Зона полной подрабртки мульды сдвижения •• участок зем-
ной поверхности, под которым точки выработанного пространства -
находятся под воздействием веса всей вышележащей толщи.
8. Плоское дно пластовой мульды - часть зоны полной под-
работки, в пределах которой ожидаемые (и фактические) верти-
кальные и горизсгтальные деформации земной поверхности практи-
чески равны нулю (не превосходят значений, равных к 1,6-10~3,
К«0,8-Ю“4 I, 6= 2.5-I0"3):
м
- в течение всего процесса сдвижения - текущее плоское
дно;
- к окончанию процесса сдвижения - конечное плоское дне.
9. Неполная подработка - условия, при которых в пластовой
152 -
мульде сдвижения не наделяется зона полной подработки.
10. Коэффициент подработанности земной поверхности -
отношение фактической длине выработанного пространства к ми-
нимальной ее длине, вызывавшей полную подработку земной по-
верхности. При полной подработке земной поверхности коэффици-
ент подработанности п равен или больше единицы. Различают
коэффициент подработанности по линии падения п' и по линии
простирания н" (при горизонтальном и пологом залегании -
вдоль наибольшего и наименьшего линейных размеров выработанно-
го пространства в плане).
II. Граничные углы - внешние относительно выработанного
пространства утлы, образованные на вертикальных разрезах по
главным сечениям мульды горизонтальной линией и прямыми, со-
единяющими границы выработанного пространства с границами
цульды сдвижения земной поверхности.
Различают граничные углы у границ отработки: а) со сто-
роны нижней границы (падения) , б) со стороны верхней гра- '
ницы (восстания) , в) по простиранию <Г.
12. Углы полных сдвижений - углы, образованные на верти-
кальных разрезах по главным сечениям мульды плоскостью пласта'
и линиями, соедияякцимл границы вырабэташюго пространства с
границами зоны полной подработки ( У„ ).
Различают угты полных сдвижений: а) у нижней границы
разработки (со стороны падения) у, , б) у верхней границы раз-
работки (со стороны восстания) У , в) у границы разработки по
простиранию У, .
13. Краевая часть пластовой мульды сдвижения (полумуль-
да) - участок земной поверхности, расположенный между грани-
цей мульды и зоной полной подработьи (при полной подработке)
или точкой с максимальным оседанием (при неполной попработке).
14. Постоянная краевая часть мульды сдвижения - та ее
краевая часть, которая примыкает к постоянной границе вырабо-
танного пространства.
15. Временная краевая часть мульды сдвижения - та ее
краевая часть, которая примыкает к временной границе вырабо-
танного пространства.
- 153 -
16. Движущаяся краевая часть мульдн сдвижения - та ее
краевая часть, которая примыкает к движущейся границе выра-
ботанного пространства.
17. ' Внутренняя граница краевой части пластовой мульды
сдвижения - это линия в плоскости пласта (или точка на верти-
кальном разрезе), вдоль которой оседание земной поверхности в
краевой части мульды сдвижения является максимальным.(в.г.к.ч.).
18. Зона полной подработки суммарной мульдн сдвижения -
участок земной поверхности, подверженный влиянию горных работ
и расположенный за пределами ближайшей к ее границе краевой
части пластовой мульды сдвижения.
19. Начальная стадия процесса сдвижения - часть процесса
с начала влияния подработки на точки земной поверхности до мо-
мента ускоренного их оседания (при камерных системах' разработ-
ки-до возникновения в целиках критических деформаций).
20. Активная стадия процесса сдвижения - часть процесса,
в течение которой происходят резкое ускорение, а затем резкое
замедление скорости 'оседания, вызванные соответственно поте-
рей устойчивости пачек пород вышележащей толщи и их опускани-
ем на обрушенные породы (при применении систем с обрушением
кровли), возникновением критических деформаций в целик" (со-
провождающемся потерей их несущей способности) и реализацией
в прогибе потенциальной энергии находящихся под действием бо-
кового распора пачек вышележащих пород (при применении ка-
мерных систем разработки).
21. Стадия затухания процесса сдвижения - часть процесса,
в течение которой происходит уплотнение обрушенных пород (при
системах с обрушением кровли) и восстановление несущей способ-
ности целиков в связи с постепенным изменением коэффициента
их формы и уменьшением степени нагружения.
22. Расчетная продолжительность процесса сдвижения -
часть процесса, в течение которой скорость оседания точек зем-
ной поверхности в стадии затухания становится меньше .5 мм/год.
23. Текущие деформации земной поверхности - деформации в
любой момент в течение расчетной продолжительности процесса
сдвижения.
- 154 -
24. Конечные деформации земной поверхности - деформации. I
возникающие к концу расчетной продолжительности процесса сдам
женин.
25. График нарастания оседания точек пластовой мульды г
сдвижения - график роста оседания во времени точки земной по- I
верхности, попадающей в зону полной подработки пластовой мул>1
ды сдвижения, 'от начала влияния подработки до окончания рас- I
четной продолжительности процесса сдвижения. I
26. Угол максимального оседания в (со стороны падения |
пласта) - угол, образованный на вертикальном разрезе в главведа
сечении мульды вкрест простирания пласта горизонтальной линке
и линией, соединяющей середину выработанного пространства с I
точкой наибольшего оседания при неполной подработке земной nJ
верхности. При горизонтальном залегании пласта угол максимум
кого оседания принимается равным 90°.
27. Углами сдвижения (в коренных породах) называются втсда
ние относительно выработанного пространства углы, образованный
на вертикальных разрезах, проходящих через точки с максималь- I
ним оседанием, горизонтальными линиями и линиями, соединяющие!
границы выработанного пространства с точками мульды, в которых!
1 =4-10“3, К =2-10“4, Е =2-10“3.
28. Зона омягчения - участок выработанного пространства, I
примыкающий к постоянней или временной его границе, в пределап
которого применяются специальные горнотехнические мероприятия
по уменьшению текущих и конечных деформаций толки и земной по-1
верхности до заданных значений. '
29. Вертикальные деформации земной поверхности (наклон,
кривизна)деформации земной поверхности в вертикальной плос-;
кости, вызванные неравномерностью вертикальных сдвижений.
30. Наклон в цульде сдвижения - отношение разнести оседа-
ний двух точек мульды к расстоянию между ними. Наклон характе-
ризует неравномерность распределения оседаний в сечении мульда
сдвижения.
31. Кривизна в мульде сдвижения - отношение разности на-
клонов двух точек мульды сдвижения, к расстоянию между ними,
.выраженное в I-I0- I/м. Кривизна характеризует неравномер-
- 155 -
ость распределения наклонов в сечении мульды сдвижения.
32. Радиус кривизны мульды сдвижения - величина, обрат-
ен кривизне мульды сдвижения, выраженная в км.
33. Допустимые деформации земной поверхности - деформа-
яи, при которых охраняемое здание или сооружение может полу-
ют? повреждения, не вызывающие нарушения его эксплуатации по
прямому назначению при проведении текущих ремонтов и наладоч-
шх работ.
34. Предельные деформации земной поверхности - деформа-
ции, при превышении которых объекты могут получать поврежде-
ия, приводящие к аварийному состоянию их несущих конструкций
[ к возникновению опасности для жизни людей.
35. Срок службы здания и сооружения - срок, в течение
которого, несмотря на принимаемые меры, здание под воздейотви-
м сил природы и в результате его эксплуатации изнашивается и
приходит в состояние, при котором дальнейшая его эксплуатация
становится невозможней, а ремонт и восстановление - экономиче-
ки нецелесообразны?
36. Степень нагружения целиков - отношение величины, на-
грузки, действующей на целик, к его несущей споообнооти.
37. Коэффициент формы целиков - отношение их шир”ны к
высоте
38. Сближенные пласты - пласты, отрабатываемые совместно
или независимо друг от друга и разделенные таким меадупласть-
ем, устойчивость которого эа период процесса сдвижения нару-
шается.
39. Зона замедления - участок мульды сдвижения, на кото-
рый распространяется сдерживающее влияние неотработанной час-
ти калийного пласта.
Приложение 2. Основные условные обозначения
tj, rj' - оседание и скорость оседания земной поверхности;
7/ntfx Утах ~ максимальное оседание и максимальная скорость
оседания земной поверхности;
ft) I ft)
у - текущее оседание n текущее скорость оседания
земной поверхности;
fi? J, [i/'J - допустимое оседание и допустимая скорость осе-
дания земной поверхности;
1, V - наклон и скорость изменения наклона земной по-
верхности;
“ текущий и максимальный наклоны земной поверх-
ности ;
[1] - допустимый наклон земной поверхности;
к,к' - кривизна и скорость изменения кривизны земной
поверхности;
Kft),Кюах- текущая и максимальная кривизна земной поверх-
ности ;
[!] - допустимая кривизна земной поверхности;
f, 6' - горизонтальные дефор.лации и скорость горизон-
тальных деформаций земной поверхности;
- текущие и максимальные горизонтальные деформа-
ции землей поверхности;
[t| - допустимые горизонтальные деформации земной по-
верхности ;
R, |н| - радикс кривизны и допустимый радиус кривизны
земной поверхности;
с - степень нагружения целиков;
1/Л - козффициент формы целиков;
6 - ширина целиков;
ш - высота целиков исчмер), выемочная мощность пла-
ста;
а - ширина камер;
Уд - скорость подвигания фронта очистных работ;
н - глубина ведения работ;
- длина краевой части мульды сдвижения (нолумуль-
ди) после и до возникновения зоны полной подра-
ботки;
У - угол полных сдвижений;
*)» - граничный угол по простиранию текущий и конеч-
ный; -
- 1t>7 -
fi0 - граничный угол по падению;
- граничный угол по восстанию;
8 - площадь поперечного сечения камеры;
1 - расстояние между продольными осями смежных
камер;
п',п" - степени подработанности в направлении наиболь-
шего ^наименьшего (из взаимно перпендикуляр-
ных направлений) размеров выработанного про-
странства в плане;
в1,п2 - наибольший и наименьший размеры выработанного
пространства го двум взаимно перпендикулярным.
направлениям;
А - коэффициент заполнения камер закладкой;
в - коэффициент усадки закладки;
т - расчетная длительность процесса сдвижения зем-
ной поверхности;
tj - текущий момент в процессе одвижения земной по-
верхности;
tp - заданный (расчетный) момент времени;
- периоды процесса сдвижения;
“ стад1Ц1 процесса сдвижения;
w - коэффициент извлечения;
в.г.к.ч. - внутренняя граница краевой части мульды сдви-
жения;
s(z)безразмерные распределения ооеданий, наклонов
и кривизны в краевой частя мульды сдвижения;
z - безразмерное расстояние точки краевой части
мульды сдвижения от в.г.к.ч.;
х - размерное расстояние точки краевой части муль-
ды сдвижения от в.г.к.ч.;
е - переходный коэффициент от кривизны к горизон-
тальным деформациям в мульде сдвижения;
t0CT - время остановки границы выработанного проотран
ства;
ЛЧ - разность оседаний отдельных точек мульды сдви-
жения;
- 158 -
1О - длина зоны сдерживапцего влияния подработав-
ного участка пласта;
во - ширина неотработанноуо участка пласта (в рао-
t " сматриваемом сечении);
х» - размерное и безразмерное расстояния от сере-
дины неотработанного участка пласта до рас-
сматриваемой точки воны его сдерживапцего
влияния;
- безразмерная ширина неотработанного участка
пласта;
м - безразмерный коэффициент сдерживапцего влия-
ния неотработанного участка пласта;
и - ширина предохранительной бермы;
Г - минимально допустимая ширина ступени воны
„смягчения;
D’nmin“ число ступеней и минимально допустимое число
ступеней зоны смягчения;
в - число отрабатываемых пластов;
^н»^ “ необходимый и целесообразный срок введения
конструктивных мер защиты в подрабатываемое
здание (сооружение);
Л1, М>л] - показатели суммарных деформаций - расчетный.
допустимый, предельный;
[CjJ _ показатель допустимых деформаций для промыш-
ленных зданий с гибкой конструктивной схемой;
Ну - безопасная глубина ведения работ для подраба-
тываемых объектов;
me »mk - коэффициенты условий работы;
1* - длина отсека (здания) ;
L* - ширина общественного здания;
ih - расчетная высота уступа;
nk,ne,n1 - коэффициенты перегрузки;
d
1,
- размер зоны повреждения в районе уступа;
- расстояние от середины здания (от температур-
ного блока), связовой панели или жесткой при-
стройки до крайних его фундаментов;
, - 159 -
[Си] - показатель предельных деформаций для промыш-
ленных зданий с гибкой конструктивной схемой;
15 ,впл - длина и высота фундаментной плиты;
KQ - коэффициент допустимых оседаний для транспорт-
ных сооружений;
^8^- раскрытие трещин и удельное раскрытие трещин;
Q - нагрузку действующая на целик;
Р - несущая способность целика;
- объемный вес пород;
1ц - длина целика;
бсж ~ предел прочнеет;: пород, слагающих целик, при
одноосном сжатии;
а' - ширина просека (в целике):
Cj - затраты на восполнение ущерба от необратимого
износа здания;
Cj - затраты на последеформационный ремонт зданий
без конструктивных мер защиты;
С1' - восстановительная стоимость здания до подработ-
ки пс инвентаризации;
(f - балансовая стоимость здания;
Cg - затраты на последеформационный ремонт зданий р
конструктивными мерами защиты; ’’ ч
Cg - стоимость устройства деформационного шва;
С3 - дополнительные затраты на переселение людей и
временное выключение здания из експлуатации;
Сп - расходы на переселение лвдей;
С4 - дополнительные затраты, связанные о ущербом ос
оноса здания;
Св - возвратная отсимсоть материалов после разборки
здания;
- процент износа здания к моменту оноса;
Efl - нормативный коэффициент эффективности;
Ц, - ширина здания в месте устройства деформационно-
го шва (расстояние между осями смежных отсеков);
пэ - число этажей здания; '
160 -
H3
z2
p
Пл
aK
№ ВГ
h
ВГ
hHBT
b
3.° Д.
41» 41
Д n
h
2(4?^ (24) 1-
- высота здания от подошвы фундамента до верж
карниза;
- количестве прорезываемых деформационным пм»
капитальных стен здания;
- дополнительные затраты, связанные с ремонтов
здания, в которое конструктивные меры запит»
заложены при проектировании;
- периметр усиливаемого здания;
- число отоеков в здании;
- затраты на ввод конструктивных мер защиты в
здание;
- расчетная мощность водозащитной потолочины;
- погрешность определения верхней границы оо-
леносных отложений;
- мощность водозащитных отложений;
- расстояние до нижней границы водозащитных от-
ложений (по вертикали) от кровли отрабатывае-
мого пласта;
- ширина зоны опорного давленья;
- длина краевой части мульды сдвижения на зем-
ной поверхности и на высоте ь от отрабатыва-
емого пласта;
площади безразмерных распределений оседаний
на удалении от отрабатываемого пласта равной
Н и h ;
- сжатие калийного пласта на его кромке;
- расстояние до рассматриваемого слоя толщи от
выработанного пространства (по вертикали);
- безразмерные абсциссы точки земной поверхнос-
ти и толщи на высоте h от выработанного про
странства с экстремальным значением кривизны
в выпуклой части мульды сдвижения;
- безразмерные абсциссы точки земной поверхнос-
ти и толщи на высоте h от выработанного про
странства с экстремальным значением кривизны
в вогнутей части мульды сдвижения;
- 161 -
Приложение 3. Методика определения степени нагружения
меддукамерных целиков
При составлении мер охраны объектов, расположенных на
«щрабатываемых и подлежащих подработке территориях,во многих
иучнях не представляется возможным производить расчеты меж-
щкмерных целиков точными методами по причине отсутствия в
гот период (как правило, предшествующий ведению горных ра-
ст) необходимых исходных данных. Кроме того, в атом нет и
жобходимости, поскольку все закладываемые в проекты парамет-
дм камер и целиков имеют ориентировочные еначения, уточняете
в ходе экспериментальных работ.
В етой связи для оценки степени нагружения меддукамерных
ников при составлении мер охраны допустимо пользоваться
приближенными расчетными методами.
Методика приближенной оценки степени нагружения межцука-
ерных целиков сводится к следующему.
I. Определяется*максимально возможная в рассматриваемых
условиях (на рассматриваемом участке шахтного поля) нагрузка
а целики Q .
При горизонтальном залегании нагрузка Q
по следующим формулам:
при
определяется
ленточных целиках, т/м
Ц - J Н(а + в);
отолбчатых целиках, т
Q = f Н(а+В)(а +1Ц) ,
(П.3.1)
при
(П.3.2)
- средний объемный вео пород налегающей толщи, т/м9;
где /
Н - глубина ведения работ, м; а ~ ширина камер, м; в - ширина
целиков; а - ширина просек; 1 ц - длина целиков.
При наклонном залегании или неровном рельефе земной по-
верхности вместо Н подставляется средняя глубина Нс„ для
площади, заключенной в круге, описанном радиусом r во-
круг центра охраняемого объекта (Н - расстояние до кровли от-
рабатываемого пласта под охраняемым объектом).
- 162 -
2. Определяется несущая способность целиков; для ленточ-
ных целиков используется выражение, т/м
а для столбчатых^целиков формула, т
I р
^б<ЩВ1цУтГ Г, (П.3.4)
где <5СЖ - предел прочности рудосодержащих пород при одноос-
ном сжатии (среднее значение, т/n^); ш - высота целика, м;
У' - коэффициент учета влияния глинистых прослойков; V -
коэффициент учета упрочнения ленточного целика за счет суще-
ствупцего в ней распора в продольном направлении (I «V 1;3).
Примечания; I. При переменной мощности пласта (рудного
тела) вместо т подставляется среднее значение мощности «Ср
на участке, заключенном в круге радиусом В = Ц . - 2. В ка-
честве ориентировочных значений коэффициента у следует при-
нимать при мощности наибольшего по толщине глинистого про-
слойка, расположенного в пределах выемочной мощности, равн<
а) “1 < 2 см, J ; 2 см < а, < 5 см, Г = чД=~ ;
в) > 5 см, у =g^Q - - 3. В качестве ориентировочного зна-
чения коэффициента V следует принимать V = 1,15.
3. Значение степени нагружения целиков находится по фор-
муле
с = • (П.3.5)
В формулы (П.3.3, и П.3.4.) подставляется средневзвешен-
ное по выемочной мощности значение предела прочности при од-
ноосном сжатии
“1 ЙСЖ +ш2 °сж ?+- • -+,пп<3сх
сСж' А ’ (П.3.6)
3=1 И3
где и j, “ 2 ’ • “п ~ мощности слоев отрабатываемого пласта
в пределах высоты камеры; <УСКд- • • с сжп ~ пРе^елы проч-
ности на одноосное сжатие слоев отрабатываемого пласта.
- 163 -
Значения пределов кубиковой прочности слоев, составля-
пцих отрабатываемые пласты, найденные при испытании породных
призм на одноосное сжатие, приведены в табл.П.3.1.
Таблица Л.3.1а
Расчетные вначения пределов прочности на одноосное
'сжатие (в кгс/см* 2) рудосодержащих пород Верхнекамского
месторождения по данным испытания породных призм*
Калийные пласты Слои Северная часть (Соликам- ские рудники) Западная часть (БКРУ-1) Восточ- ная часть (ЕКРУ-2) Южная часть (БКРУ-3)
I 2
I * — 262 314 —
2 — — 213- 262 —
3 * — — 254 —
Кр.-П 4 348 335 181 246 174
5 — 320 — 279 217
6 — — 182 247 223
7 - - 302 271 -
А 220 — 176 220 138
АБ Б 299 - 207' 246 186
в 5 190 — - - -
6 160 — — —
* По данным И.Х.Габдрахимова.
Примечание. Для Западной части (БКРУ-1) значения пре-
делов прочности приведены пс данным испытаний: I - натурных,
2 - лабораторных.
- 164 -
Таблица П.3.16
Расчетные значения пределов прочности на одноосное
сжатие (в кгс/см^) рудосодержащих пород отрабатыва-
емых шахтных полей Старобинского месторождения по
данным испытания породных призыв
Калийные пласты Слои 1-й рудник 3-й РУДНИК
Второй I 295 196
1-П 280 188,5
П 310 202
п 280 224
п-ш 205 164
Третий ш 209 168
Ш-1У 152 160,5
1У 213 171,5
* По данным Б.Н.Яворского.
Примечание. Сведения о прочности рудосодержащих пород
калийных месторождений в массиве, но без указания участков,
которым они соответствуют, приведены в работе /37/.
Приложение 4. Определение процента износа каменных
(кирпичных, шлакоблочных) стен гражданских зданий
с трещинами при натурном обследовании /I/
I. Износ стен здания (в %) при отсутствии в них заметны:
(более 3 мм) трещин определяется как отношение времени зкспл;
атации здания к расчетному его сроку службы.
2. При наличии трещин с раскрытием белее 3 мм в наружны:
стенах здания износ стен определяется,по величине раскрытия
трещин. Величина раскрытия трещин ( ) определяется визуал:
но по трем горизонтальным сечениям: в уровне цоколя, карниза
и в среднем уровне здания.
165 -
Износ здания определяется следующим образом.
I. Суммируются величины раскрытия трещин по горизонталь-
ным сечениям Г4.Г8,' , ESj и вычисляется ( Г8 )ftp, мм
2. Определяется показатель удельного раскрытия трещин,
мм/м
где Р' - периметр здания, м.
3. По графику рис.П.4.1. по значению 8^ определяется
износ стен (в %).
Износ стен
Рис.П.4.1. Зависимость износа стен от показателя
удельного раскрытия трещин 8 уд.
- 166 -
Приложение 5. Ожидаемые повреждения конструкций
гражданских еданий в зависимости от показателя
суммарных деформаций /I/
Значения показателей сум- марных деформаций (мм) при этажности зданий Величина макси- мального раскры- тия наиболь- шей трещины мм Характер
1-3 4-5 отены
Износ отен^ до 25% Износ стен более 25% Износ отен до 2э% Изноо отен более 25%
0-30 0-10 0-60 у' 0-20 0-3 Трещины вертикальные и ко- сые в междуэтажных поясах и частично в простенках, 70% всех трещин раскрытием до 1,5 мм
30-60 10-20 60-90 20-70 3-6 Трещины вертикальные и ко- сые в междуэтажных поясах и частично в простенках. 7Q% всех трещин раскрытием до 2,0 мм. Отход капиталь- ных стен от перегородок о образованием щелей дс 8-10 мм 1
Таблица П.5.1
повреждений элементов зданий
перегородки — q „ —. - перекрытия (потолки и несущие конструкции) полы окна и двери
Небольшие (до 3 мм)тре- щины в местах примыкания к капитальным стенам. Не- большое (до 10% от общей площади всех перегородок) появление диагональных трещин шири- ной до 3 мм Трещины шириною до 2 мм по контуру потолков в меоте при- мыкания их к отенам и перего- родкам с шелушением и осыпа- нием побелки (в 20% от общего количества помещений в здании) - • ** Небольшие перекосы окон и две- рей в 15% от общего их количе- ства
Характер тре- щин сохраня- ется (см.пре- дыдущую ста- дию). Трещины шириной до 3-4 мм Кроме трещин по контуру потол- ков (до 3 мм), возникают тре- щины в местах стыков длит или щитов перекрытия с ссыпанием побелки, а также косые волос- ные трещины в штукатурке (в 30% ст общего количества поме- щений в здании). В случае большого намета и плохого ка- чества штукатурных работ воз- можно, в рэдких случаях, от- слоение штукатурки вдоль тре- щин ' Небольшие перекооы окон и две- рей в 2Ь% от общего их количе- ства
Значения показателей суммарных деформаций (мм) при втажности зданий Величина макси- мального раскры- тия Характер
1-3 4-5 отены
Износ стен до 25% Изноо стен более 25% Износ отен до 25% Изноо отен более 25% наиболь- шей трещины мм
60-120 20-80 90-150 70-110 6-12 Трещины вертикальные | и косые в междуэтажие пояоах и частично в | простенках, 70% воех I трещин раскрытием до 1 4 мм. Вдоль трещин I возможны сколы некачы отвенной штукатурки ь
»
120-150 80-150 150-190 110-170 12-18 Новых трещин по срав- нению о предыдущей стадией почти не по- является, 70% воех трещин раскрытием до 5 мм
Продолжение табл.П.5.I
повреждений элементов зданий
ве^городки перекрытия (потолки и несущие конструкции) полы окиа и двери
Трещины в местах р> 1И к ка- нительным отекам *о 15 мм. Пример- но в 20$ общего количества поме- щении перегород- ки поражены косы- ми трещинами 3-4 мм. По трещи- нам наблюдаются сколы некачествен- ной штукатурки Трещины до 10 мм по когту- ру потолков и в стыках плит 1ли щ 'ов перекрытий о отслоением штукатурки. Косые (диагональные; тре- щины раскрытием 5-6 мм. В редких случаях наблюдаются отслоения штукатурки пло- щадью до I м< Поражены трещинами потолки в 80% от общего количества помеще- нпй 'В мес- тах примы- кания к капи- тальные стенам возни- кают щели. Отста- вание плинту- сов Перекос окон и дверей в 35% общего их количе- ства
Характер трещин не изменяется в сравнении с пре- дыдущей стадией, ширина трещин на примыкании к капитальным сте- нам может до- стигнуть 25 мм / В 30$ от общего количест- ва помещений может наблю- даться расстройство по- толков с отслоенном шту- катурки. В остальных ком- натах раскрытие трещин до 3 мм о шелушением поделоч- ных слоев и редкими случа- ями вывалов штукатурки вдоль трещин • t Может иметь место отход капи- таль- ных степ d»°MM. В неко- торых помеще- ниях наблю- дается рас- ' отрой- отво и пучение полов ' Возможны перекосы окон и Ж общего их коли- чества
Значения показателей суммарных деформаций (мм) при этажности зданий Величина макси- мального раскры- тия наиболь- шей трещины мм Характер
1-3 4-5 •
Изноо стен до 25% Изноо стен более 25% Износ отен до 25% Износ стен W отсны
150-170 150-170 190-220 170-220 18-24 Новых трещин почти м! возникает, 70% воех 1 трещин раскрытием до I 5-6 мм. Вывалы штукэ-1 турки вдоль оамых шы роких трещин
170-180 170-180 220-240 7“ 220-240 24-30 Характер трещин оста-1 ется аналогичным прс-1 дыдущей стадии, 70% всех трещин раскрыт»-! ем до 6-8 мм
Окончание табл.П.5.I
повреждений элементов вданий
1 Перегородки перекрытия (потол- ки и несущие конструкции) Г полы окна и двери
Характер не изменя- ется. Ширина трещин жа примыкании к ка- питальным стенам В 50$ от общего количества помеще- ний сильное рас- стройство потолков о массовым обруше- нием штукатурки. В остальных помещени- ях трещины раскры- тием до 3 км, с ше- лушением побелоч- ных слоев и редки- ми случаями выва- лов штукатурки вдоль трещин Раоотрсйство и пучение полов. Отход капитальных отсн до 50 мм Сильные перекосы окон и дверей в 80$ обще- го их количества
Характер поврежде- нии остается преж- няя. Ширина трещин на примыкании к капитальным стенам достигает 50 мм Характер поврежде- нии потолков оста- ется прежним. Мас- совые обвалы шту- катурки. Возможны обрушения несущих конструкций: щи- тов, наката, плит перекрытий Отход плин- тусов от капитальных стен до 80 юл. Сильное расстройст- во и пуче- ние полов Характер поврежде- ний остается прежним
I
- 172 -
Приложение 6. Определение дополнительных затрат,
связанных с вводом конструктивных мер защиты
в проектируемые здания
I. Определение дополнительных затрат на ввод конструктив-
ных мер защиты различных типов жилых зданий при их проектиро-
вании на подрабатываемых территориях Ск (в рублях на I м^ об-
щей площади) может производиться в функции от длины 1 и чис-
ла отсеков п3 здания или ширины здания£'(для общественных зда-
ний) при различных значениях ожидаемых за срок его службы го-
ризонтальных деформаций земной поверхности € и различных ра-
диусах кривизны R по графикам, приведенным на рис.П.6.1-
П.6.15 /35,36/.
2. Дополнительные затраты, связанные с ремонтом зданий,
имеющих конструктивные мероприятия, могут быть ориентировочно
определены, исходя их следующих зависимостей, полученных ста-
тистическими методами на основе фактических данных /23/:
а) для кирпичных зданий серии 228
*2 = 0,44-ТП+ 0,03 в + 0,13, (П.6.1)
где 2? - стоимость ремонта, в % от сметной стоимости дома;
R и С- расчетный радиус кривизны (в км) и расчетная гори-
зонтальная относительная деформация (в мм/м);
б) для зданий серии 1-438 при радиусе кривизны в преде-
лах от 5 дс 20 км
в2 = П,6 - 0.4R . (П.6.2)
Рис.П.6.I. Графики для определения дополнительных
затрат на конструктивные мероприятия в крупнопанель-
ных 5-зтажных зданиях с поперечными и продольными
несущими стенами: по надземной части (жесткая схема)
- затраты на дополнительную межотоечнуо стену (внут-
ренние панели) деформационного ива: по нулевому цик-
лу (податливая схема) - на цокольный монолитный желе-
зобетонный пояс, дополнительный ряд фундаментных бло-
ков деформационного шва.
Рио.П.б.2. Графики для определения дополнительных
затрат на конструктивные мероприятия в крупнопанель-
ных 5-этажных зданиях о поперечными и продольными
несущими стенами.
Рис.П.6.3. Графики для определения дополнительных
затрат на конструктивные мероприятия в крупнопанель-
ных 5-ти этажных зданиях о продольными несущими ст»-
И4ННГ
Рис.П.б.4. Графикж для определения дополнительных
затрат иа конструктивные мероприятия в крупнопанель-
ных 9-зтажных зданиях с поперечными и продольными
стенами.
с* (пв/^1)
Рис П.6.5. Графики для определения дополнительных
затрат на конструктивные мероприятия в крупноблочных
3-зтажиых зданиях с продольным^ нес/нимн стенами.
Рис.П.6.б. Графики для определения дополнительных
затрат на конструктивные мероприятия в кирпичных
5-этажиых зданиях о продольными несущими стенам*.
Рис.П.б.7. График» для определепя дополимтёлыпа
затрат ва кыютрутвхяп» мероприятия в кирпичных
9-этажмнх зданиях о поперечными весу»»» стела».
Рис.П.б.8. Графики для определения дополнительных затрет на
конструктивные мероприятия защиты 3-этажных каркасно-панельных
общественных здании, выполненных из конструкций сер.МИ-20: по
надземной части - затраты на дополнительный ряд колонн и риге-
лей с устройством межотсечной кирпичной стены деформационного
ива, на дополнительное армирование колонн и ригелей; по нуле-
вому циклу - на фундаментные овязи-распорки и швы скольжения.
3-этажные блоки с подвалами с сеткой колонн: I - бхб м и
9x6 и (имрина м); 2 - бхб и 12хб и ( Ь' «=3б м).
Рис.П.6.9. Графики для определения дополнительных затрат иа
конструктивные мероприятия в 4~этажнцх кирпичных вданиях о про-
дольными несущими стенами учебного назначения: по надземной ча-
сти - затраты на дополнительную межотсечную кирпичную стену де-
формационного шва и поэтапные армированные железобетонные поя-
са ; по нулевому циклу - на цокольный и фундаментный железобе-
тонные пояса, на дополнительный ряд фундаментных блоков дефор-
мационного ива. “,г
4-зтакные учебные блоки без подвала: I - шириной L* «15м:
И - со смешанным каркасом, Г «=15 и.
Рис.П.6.10. Графики для определения дополнительных затрат
на конструктивные мероприятия в 3-этажных кирпичных зданиях о
продольными несуиимй стенами учебного назначения: по надземной
части - затраты на дополнительную меиотсечную кирпичную стену
деформационного шва и на поэтажные армированные железобетснные
пояса; по нулевому циклу - на цокольный ш фундаментный иелеэо-
бетонные пояоа, на дополнительный ряд фундаментных блоков де-
формационного шва.
3-^тажкый учебный блок без подвала: I - ширина ъ' “12 м;
Рис.П.б.П. Графики для определения дополнительных затрат
на конструктивные мероприятия в 2-этажных кирпичных зданиях с
продольными несущими отеками учебного назначения! конструктив-
ные мероприятия учитывают: по подземной части - затраты на ди-
полнительнув меиотсечную кирпичную стену деформационного шва и
поэтажные армированные келеэобетонные пояса; по нулевому циклу ~
- на цокольный и фундаментный иелезобетонные пояоа, на дополни-
тельный рад фундаментных блоков деформационного ива,
2-этажные учебные блоки: I - <--------------
П - без подвала, 1 «12 и; И - о подвалом,
ный спортивный блок без подвала, Г -24 М.
о подвалом, ширина
• 1$два|<
Ь'-12 И»
1У - 2-Мдж-
Рис.П.б.12. Графики для определения дополнительных затрат
на конструктивные мероприятия в 2-4-этажннх кирпичных зданиях
с продольными неоущими стенами учебного назначении: по подзем-
ной части - затраты на дополнительную межотоечную кирпичную
отену деформационного шва и поетажные армированные иелезобетон-
иые пояса; по нулевому циклу - на цокольный и фундаментный же-
лезобетонные пояса, на дополнительный ряд фундаментных блоков
деформационного шва.
I - 2-этажный блок шириной 1' “12 м о подвалом; П - 2-этаи-
иый. В - 3-этажный и 1У - 4-эталный блоки без подвала, шириной
I! -12 м.
Рис.П.6.13. Графики для определения дополнительных затрат
на конструктивные мероприятия в 2-4-эталнмх каркасно-панельных
зданиях учебного назначения, выполненных в конструкциях саржи
Ии-04: по надземной части - затраты на дополнительный попереч-
ный ряд колонн и ригелей, на увеличение армирования колонн и
ригелей, на усиление узлов крепления стеновых панелей и покры-
тий; по нулевому циклу - на фундаментные связи-распорки, ивы
скольжения.
Блоюг без подвалах I - 2-этажный, ширина7 I/ -12 и £ ГГ - 8-еяА-
ный, 1-12 м; Ш - 4-этажный, 1 -12 м.
Рис.П.6.14. Графики для определения дополнительных затрат
на конструктивные мероприятия в кирпичных 8-этажных зданиях с
поперечными несущими стенами: по подземной части - затраты на
дополнительную межотсечную кирпичную стену деформационного шва
и на поэтажные армированные железобетонные пояса; по нулевому
циклу - на цокольный н фундаментный железобетонные пояса, на
дополнительный ряд фундаментных блоков деформационного шва.
I - 8-атажный блок (лечебное учреждение} с подвалом, ширина
V -14 м; П - 8-этажный блок коммунально-бытовой, без подвала
L -13 м.
Рис.П.6.15. Графики для определения дополнительных затрат
ва конструктивные мероприятия в 5-этажных кирпичных зданиях -
административного и коммунально-бытового назначения: о продоль-
ными несущими стенами: по надземной части - затраты на допол-
нительную межотсечную кирпичную стену деформационного шва и на
поэтажные армированные железобетонные пояса; по нулевому циклу
- на цокольный и фундаментный железобетонные пояса, иа дополни-
тельный ряд фундаментных блоков деформационного шва. ,
5-этажный блок о подвалом: I - ширина 1>' -13 и; П - 1.-14,2й{
р _ If -13 м.
- 108 -
Приложение 7. Определение кривизны в слоях
водозащитных отложений
Определение кривизны в слоях водозащитных отложений в
пределах краевой части мульды сдвижения сводится к отысканию
распределения оседаний участка толщи, расположенного на зчдав-
ном удалении от выработанного пространствами к нахождению маи-
симальных значений вторых производных этого распределения.
Приведенное ниже решение поставленной задачи получено,ио-
ходя ив следупцих положений (рис.П.7.1):
I. В вертикальном сечении подработанного участка толщи
кривизна изменяется на площади, ограниченной со стороны выра-
ботанного пространства вертикальной прямой I, выходящей на
земной поверхности из в.г.к.ч. мульды сдвижения, а со сторонв
массива - наклонной прямой П, выходящей на земной поверхности
из наружной границы мульды и пересекающей отрабатываемый ка-
лийный пласт на удалении от границы выработанного пространст-
ва, равном ширине зоны опорного давления.
2. В качестве ширины эоны опорного давления принимается
участок массива, примыкающий к границе выработанного простра»
отва, в пределах которого в отдельных выработках не наблвдде»
ся приращений деформаций, вызванных приближением очистных р*
бот или их влиянием. На основании результатов инструментами
наблюдений, проводимых на калийных (и угольных) местороядеши
ширина эоны опорного давления с приемлемой для рассматривай©
го вопроса точностью принимается равной
LSBi = 0,2В. (П.7.1)
3. При применении камерных систем разработки с междука-
мерными целиками, поддерживающими в процессе своего деформтр»
вадая всю вышележащую толщу и действующими на нее с реакцией,
равной ее весу, площадь вертикального сечения краевой части
мульды сдвижения (или объем ее одного погонного метра) на лю-
бом удалении от земной поверхности является величиной постши
ной для заданного момента времени и равной
L/fan (i),
(П.7.2)
Рис.П.7.I. К расчету кривизны в слоях
водозащитных отложений.
а - схема к определению области суще-
ственных изменений кривизны: б - схема к
нахождению положения характерных точек в
краевой части мулвды сдвижения слоев во-
дозащитных отложений и деформация в этих
точках. Характерные точки: 1Н-5Н - на зем
ной поверхности; г“-5ш - на уровне кровля
отрабатываемого пласта.
- 190 -
где - площадь безразмерного распределения оседаний
на удалении Н от выработанного пространства (на земной поверх-
ности); L, i}majc (i)H - соответственно, длина краевой па-
сти мульды и оседание на в.г.к.ч. в заданный момент времени.
Примечание. При применении систем разработки о обрушени-
ем кровли это положение выполняется только за пределами зоны
обрушения и лишь в конце процесса сдвижения. Поэтому описыва-
емым методом при системах с обрушением кровли следует пользо-
ваться только для определения конечных значений кривизны. Эти
конечные значения и следует закладывать в расчеты, поскольку
процесс сдвижения при таких системах заканчивается намного
раньше, чем отпадает необходимость в охране оплошности водоза-
щитных отложений.
4. Величина на любом удалении от выработанного
пространства итлерт вдоль отрезка прямой I одинаковые значения»
определяемые для заданного момента времени t по графикам на-
раотания оседаний, построение которых производится в соответ-
ствии с положениями разделов 1.2.3 и 1.2.4.
5. Безразмерное распределение оседаний имеет в пределах
краевой части мульды на любом удалении от выработанного про-
странства тот же характер изменения, что и на земной поверхно-
сти, т.е. сохраняет свою монотонность, непрерывность и число
характерных точек: точку перегиба 3 - в которой первая произ-
водная S(z) равна максимуму, и точки экстремального изменения
кривизны 2 и 4, расположенные по обе стороны от точки перегиба
(см.рис.П.7.1б), в то время как положение этих точек и значе-
ние их ординат изменяются;
6. Абсциссы точек, расположенных на различном удалении
от разрабатываемого пласта, в которых кривизна имеет экстре-
мальное значение на выпуклом участке кривой оседания, лежат
на кривой Ш, соединяющей границу выработанного пространства и
точлу земной поверхности, с указанным экстремальным значением
второй производной кривой оседания.
7. Оседания точек, лежащих на прямой Ш (см.рис.П.7.16)'
пропорциональны оседанию соответствующей точки земной поверх-
ности и удалению от выработанного пространства.
. - 191 -
8. Сжатие калийного пласта на его кромке составляет
д,«0,05 , где - оседание земной поверхно-
сти на в.г.к.ч. в заданный момент времени.
9. Безразмерные оседания точек, лежащих на прямой Ш
(см.рис.П.7.16), изменяются от значения =0,05 до
значения , соответствующего точке мульды сдвижения
на земной поверхности, в которой кривизна в выпуклой части
имеет экстремальное значение S“,ux (гг)„ • и прямо пропорци-
ональны их удалению от выработанного пространства.
10. Точка с максимальной кривизной в вогнутой части муль-
ды сдвижения в соответствии с результатами инструментальных
наблюдений эа деформациями целиков и опусканиями кровли на
калийных месторождениях, а также с данными измерений, прове-
денных с помощью глубинных реперов при отработке угольных •
пластов, находится на уровне кровли отрабатываемого пласта от
границы выработанного пространства, на расстоянии равном
30—40 м.
Примечание. Для систем с обрушением кровли и для камер-
ной системы со степенью нагружения целиков С> I это положение
правомерно на высоте от выработанного пространства равном
h^IOm .
II. Геометрическое место точек, в которых кривизна >на
вогнутом участке мульды сдвижения в толще имеет экстремальное»
значение, близко к прямой 1У (см.рис.П.7.16), соединяющей со-
ответствующие точки на земной поверхности и на уровне кровли
отрабатываемого пласта.
. При сформулированных положениях решение поставленной за-
дачи может быть сведено к следующему.
I. Определяют длину краевой части мульды в толще на уда-
лении от выработанного пространства равном h
Lh=H(c^ VfWh(ctjSe-o,2), (П.7.3)
где ¥, и Se - угол полных сдвижений и граничный угол, выби-
раемые по табл.I.2.1.
2. Безразмерное значение абсцисоы той точки рассматрива-
емой мульды, которая лежит на прямой Ш (см.рио.П.7.1б) находят
- 192 -
по формуле
_ +ci93B) - hct9 К (П.7.4)
где (zt)y - безразмерная абсцисса точки земной поверхности
с экстремальным значением кривизны в выпуклой части мульда
сдвижения.
3. Находят бевраэмерное оседание в точке (иЛ
S(2t)fl*S(zJil,*lj(ill)l S(zz)„,] л } (П.7.5)
где - бевраэмерное оседание в точке земной поверх-
ности о экстремальным значением кривизны в выпуклой части
мульды сдвижение
4. Находят безразмерное значение абсциссы той точки рас-
пределения оседаний на удалении от выработанного пространства,
равном А. , которое лежит на прямой 1У (см.рис.П.7.16)
/7 ) Hci* -&-)
где (Zf)M - безразмерная абсцисса точки земной поверхности
о экстремальным вначением кривизны в вогнутой части мульды
сдвижения.
5. В координатах S(z), г строят безразмерный график
распределения оседаний для земной поверхности S{z}^ и нахо-
дят площадь образованной им эпюры f(z)„ .
. 6. Определяют площадь безразмерного распределения оседа-
ний на рассматриваемом удалении от выработанного пространства
(П.7.7)
где Lf, , L„ - длина краевых частей л^ульд сдвижения, соответ-
ствс.шо, на удалении от выработанного пространства равном
h и Н ; Н - глубина ведения работ.
- 193 -
7. В координатах S(z> и г откладывают значения А ,
(z4/f! , 5(ггц и путем двух-трех приближений подбирают про-
ходящую через эти значения эпюру безразмерного распределения
оседаний на рассматриваемом удалении Л , площадь которой рав-
на значению £р;Л , найденному по формуле (П.7.7).
° 8. Для отысканий безразмерного распределения кривизны
5*(х)Л дважды графически дифференцируют найденное распреде-
ление S(z)h , после чего проверяют, совпадают ли абсциссы
максимумов распределения кривизны о и и, если
не совпадают, изменяют распределение оседаний S(z)/, , остав-
ляя неизменным его площадь f(t)h
9. Определяют максимальное размерное значение кривизны
на рассматриваемом удалении от выработанного пространства в
заданный момент времени
УА= ^л,ах- (t/lss’ijz.lb. , (П.7.8)
где - оседгние на в.г.к.ч., определяемое для за-
данного момента времени по графику нарастания оседаний;
- максимальное значение безразмерного распределе-
ния кривизны на удалении л от выработанного пространства.
Примечание. Позиции 1-7 могут быть выполнены чисто графи-
чески (рио.П.7.1б): а) на вертикальном разрезе толщи отроят в
определенном масштабе распределение оседаний для рассматривае-
мой краевой части цульды сдвижения на земной поверхности;
б) откладывают на уровне отрабатываемого калийного пласта от
границы выработанного пространства отрезки 0,2Н и 30 м и про-
водят прямые 1,П,Ш и 1У в характерные точки этого распределе-
ния; в) на высоте Л проводят прямую параллельную отрабатывае-
мому налийноцу пласту и на ее пересечении о прямыми 1,П,Ш и 1У
находят положение характерных точек для распределения оседаний
на нижней границе водозащитной потолочины; г) из характерной
точки 2 откладывают в принятом масштабе значение , най-
денное по формуле (П.7.4), и путем двух-трех приближений под-
бирают такое распределение оседаний для водозащитной потолочи-
ны, площадь которого равна площади распределения оседаллй для
- 194 -
земной поверхности. Затем выполняют позиции 8 и 9.
Приложение 8. Определение дополнительных затрат,
связанных с повревдением эксплуатируемых зданий
вследствие их подработки и с вводом в них
конструктивных мер защиты Л/
I. Дополнительные затраты, связанные с повревдением зда-
ний под влиянием деформаций земной поверхности, определяются
условиями подработки, которые разделяются на 4 группы, приве-
денные в табл.П.8.1.
Таблица П.8.1.
Связь элементов затрат с условиями подработки зияний
Номер группы Условия подработки Элементы затрат
I 1л1♦1Л1) , конструктивные
меры защиты не применяются С1 + С1
2 , конструк- тивные меры защиты применя- ются С2 + С21
3 [д1л| , временно прекращается эксплуатация зданий и сооружении ....;. °1 + cII+ v' с3
4 , здание подле- жит сносу с3 гС4
Примечание. 41 - показатель суммарных деформаций, опре-
деляемый в соответствии с пунктами раздела J.5; [Al) ц
(Л1л1 - допустимое и предельное значения показателя суммарных
деформаций, определяемые по табл.1.5.1; V1 - коэффициент,учи-
тывавдий вероятность необходимости прекращения эксплуатации
зданий и сооружений
1л1л1-1лИ ,
(П.8.1)
- 195 -
2. Дополнительными затратами, связанными с повревдением
зксплуатируемых зданий, в которые не вносятся конструктивные
меры защиты (группа I в табл.П.8.1), являются:
- затраты на восполнение ущерба от необратимого износа
здания:
° для зданий в 1-3 этаже, руб.
Ci .0,09 л fa- ; (П.8.2)
для зданий в 4-5 этажей, руб.
Ci = °-08 Л1 Т&- ’ (п’8 —
где Си - восстановительная стоимость здания по Инвентаризации,^
руб.
— затраты на последеформационный ремонт, руб.
СтТ= 0,02 41 -2— . (П.8.4)
1 100
дце С° - балансовая .стоимость, руб.
Примечания: I. Для первого восстановительного (последе-
формационного) ремонта С * принимается по данным инвентариза-
ции, выполненной до подработки, а для последукщих - по данным
инвентаризаций, проводимых после выполнения предыдущего вос-
становительного ремонта. - 2. Если восстановительная стоимость
принимается не по данным инвентаризации, а прогнозируется на
тот или иной срок вперед, то она подсчитывается по формуле
Си=_£о- %-i), (П.8.41)
Т
°
где Т - проектный срок службы здания, принимаемый по табл.
1.6.1° t - срок, на который прогнозируется значение восста-
новительной стоимости (от момента ввода здания в эксплуатацию).
- 3. Если естественный износ стен в сумме с износом, вызван-
ным подработкой, превышает 40%, восстановительный ремонт ока-
зывается нецелесообразным. _ '
3. Дополнительными затратами при ввоДе конструктивных ме-
роприятий в эксплуатируемые здания (группа 2 в табл.П.8.1),
являются:
I) стоимость последеформационного ремонта, принимаемая в
этом случае равной
С21 = 0,01С"; (П.8.5)
2) затраты на осуществление конструктивных мер защиты :
а) устройство деформационного шва, стоимость которого для
гражданских зданий подсчитывается по формуле, руб.
---(П.8.6)
где U - ширина здания в месте устройства деформационного
ва, м; л, - число этажей; Нд - высота здания от Нола 1-го
этажа до карниза; Кд - количество перерезаемых деформационным
.швом капитальных стен;
б) устройство металлического тяжа для усиления стен зда-
ния на одном уровне, стоимость которого равна, руб.
С2 = 6,7 К1 Р1, (П.8.7)
где К1 = 1,0 - для зданий (и отсеков) простой конфигурации;
К1 = 1,5 - для зданий сложной конфигурации; - периметр уси-
ливаемого здания (отсека), м;
в) устройство железобетонного пояса для усиления стен зда-
ния, стоимость которого принимается в 1,5 раза больше стоимос-
ти отельных пояоов;
г) устройство гибкой железобетонной плиты по грунту и фун-
даментных пояоов, стоимость которых для 4-этажных зданий при-
нимается равной, руб.
для плиты С2 = 005 С*; (П.8.8)
для пояоов С2 = 0,03 С*. (П.8.9)
4. Дополнительные затраты на переселение лвдей и времен-
ное выключение зданий из эксплуатации (группа 3 в табл.П.8.1)
определяются по формуле, руб.
, (П.8.10)
где Ец = 0,1 - нормативный коэффициент эффективности; t -
период времени, в течение которого прекращается эксплуатация
здания, лет; Сц - расходы на переселение ладей, руб.; И -
процент износа отен к моменту переселения,
5. Дополнительные затраты, связанные о ущербом от сноса
зданий (группа 4 в табл.П.в.1).определяются по формуле, руб.
. (П.8.П)
где Я, - износ здания к моменту сноса, %; — возвратная
стоимость материалов после разборки здания, руб.
- 198 -
Щ. ПРИМЕРЫ
В настоящем разделе приведены примеры, иллюстрирующие,,
порядок и ход выполнения расчетов при определении ожидаемых
деформаций земной, поверхности в различных частях мульд сдвиже-
ния на заданный промежуток времени. Для этого выбирались ре-
альные и, как правило, сложные горнотехнические условия, в
которых определение деформаций земной поверхности связано с
необходимостью использования сочетаний нескольких проотых ре-
шений ц применени.’: положений нескольких параграфов раздела
J.2. Результаты расчетов сравниваются с фактическими данными.
Представлены также расчеты по оценке возможности безопас-
ной подработки ооляных водозащитных отложений с заданными па-
раметрами системы разработки.
Даны примеры выбора мер защиты подрабатываемых объектов е
в условиях характерных для горнотехнической обстановки на
отрабатываемых калийных месторождениях, а также примеры эконо- '
мической оценки вариантов таких мер..
Специальные методы учета малых скоростей оседания земной
поверхности (характерных для калийных месторождений) при выбо-*
ре конструктивных мер защиты охраняемых объектов и оценка эф-
'фективности такого .учета в настоящем разделе не отражены, по-
скольку эти вопросы еще находятся в стадии разработки.
Ш.1. Примеры определения ожидаемых оседаний
и деформаций земной поверхности
Ш.1.1. Примеры определения оседаний земной поверхности
в заданный момент времени на внутренней границе
краевой части мульды сдвижения
Ш.1.1.1. Пример I. Определение оседаний на в.г.к.ч.
в в.' данный момент в условиях, для которых имеются графики на-
растания оседаний во времени.
Задание. Определить сседание земной поверхности на
в.г.к.ч. ко времени окончания срока эксплуатации подрабатывае-
мого объекта (обогатительная фабрика), равного 50 годам, при
- 199 -
« • •»
заданных исходных условиях.
Исходные условия. Раэраоатываются камерной оиотемой два
неоближенных калийных пласта Верхнекамского месторождения:
сильвинитовый пласт Кр.-П' без закладки и карналлитовый пласт
В с закладкой на 80% высоты камер.
Параметры камер и целиков на пласте Кр.-П; ширина, соот-
ветственно, 16 и 10 м, высота 7 м. На пласте В: ширина, соот-
ветственно, 8 и 19 м,’’высота 10 м, закладка производится в
течение года после отработки камер, коэффициент усадки заклад-
ки В = 0,25,
Решение. Для рассматриваемых горнотехнических условий
графики нарастания оседаний получены и представлены в полубез-
размерной форме на рис.J.2.2. Чтобы воспользоваться ими опре-
деляем конечные оседания, вызванные отработкой каждого пласта,
по формуле (2.3)* для пласта В и по форлуле (2.3)^ для плаота
Кр.-П:
7шахВ ’ —J—(1-А+АВ) / n^n"' = -l^-d-0,8+0,e-0,25)-1 ,25 М;
7тахКр*Ц ' "Т" n'n" = ’ 4*’3 "•
Находим оседания, вызванные отработкой каждого из укаэан-
ных пластов, через t = 50 лет по рис.J.2.2. г
Для пласта В, как следует из графика I. безразмерное осе-
дание достигнет максимума.
7а <♦₽> = VmaxB -
Для пласта Кр.-П безразмерное оседание в соответствии с
графиком 10 через 50 лет составит 0,25 от максимума
?КрЛ<*р> = °’25 UxKpdJ = °»25-*»3 = 1,1 и.
Таким образом, искомое оседание земной поверхности на
в.г.к.ч. через 50 лет в рассматриваемых условиях составит
7 = ?а (tp)+ 7крЛ<*р5 ° 1’25+Ы -= 2,35 и.
- 200 -
Ш.1.1.2. Пример 2. Определение оседаний на в.г.к.ч.
в заданный момент в условиях, для которых график нарастания
оседаний во времени необходимо отроить, руководствуясь соот-
ветствующей методикой.
Задание. Определить оседание земной поверхности для точ-
ки внутренней границы краевой чаоти одльды сдвижения эа пери-
од равный 15 годам при разработке залежи на Калуш-Голынском
месторождении при заданных исходных условиях.
Исходные условия. Разрабатывается сильвинитсвая залежь о
двух горизонтов с различными параметрами; ширина целиков на
верхнем горизонте Bj = 5 м, а на нижнем горизонте в2 « 7 м,
ширина камер на обоих горизонтах а = II м, средняя вынимаемая
мощность залежи m Ср = 10 м, коэффициент извлечения по площа-
ди (о учетом сколопггрековых и сколоокважинных целиков)
w = 0,50, глубина разработки под рассматриваемой точкой
И = 290 м, угол падения залежи tf = 15°.
Половина залежи в пределах зоны влияния (круг радиусом
а = 145 м) разрабатывается в течение 4 лет с верхнего гори-
зонта, затем горные работы в течение 2 лет ведутся за преде-
лами зоны влияния, и остальная площадь в пределах зоны влия-
ния разрабатывается в течение 4 лет.
Решение. Для решения воспользуемся методикой, изложенной
в разделе J-2.4.6.
Определяем коэффициент нагрузки целиков в соответствии
с формулой (2.1 4):
при ширине целиков Bj = 5 м
с I _ гя-ф- . г'1 29°-
<5°»Йг 33°°Ут§-
при ширине целиков в2 = 7 м
= 0,57 ;
„ т 2,1-290 • -Д1±.г-
С/ = —________ -___» 0,84 .
ззоо у jJ—
Походим средневзвешенное значение коэффициента нагрузки.
При одинаковом соотношении площадей, отрабатываемых с целика-
ми 5 м и 7 м средневзвешенный коэффициент нагрузки целиков ра-
- 201
С1 = 0,70.
Определяем величину оседания рассматриваемой точки зен-
й поверхности к моменту достижения максимальной скорости
едания (конец третьего периода) по формуле (2.15), выбрав
табл.X-2.4а для найденного коэффициента нагрузки С1 значе-
ереформации целиков, равное Е = 7,5%:
л л о = = 0,075-10 = 0,75 м .
В качестве длительности протекания этой части процесса
вижения выбираем в соответствии с методикой t q_3 = 10 лет.
инимаем за длительность первого периода процесса сдвижения
одолжительность отработки целиков' шириной 5 м, равной
1 = 4 годам.
Определяем величину оседания рассматриваемой точки зем-
й поверхности за первый период процесса ес сдвижения по
рмуле (2.16), приняв в соответствии с табл.1.2.46 значение
) = °,4.
t] = Уо-з з(^) = 750-0,16 = 120 мм .
Определяем величину оседания рассматриваемой точки эем-
1 поверхности за второй период процесса ее сдвижения по
тмуле (2.18) 7 * * * * * * * * * * * * *
7 1-2 = 0,02 m - у о-1 ~ 200 ~ 120 ~ 80 мм •
Определяем скорость оседания земной поверхности во вто-
ром периоде процесса сдвижения по табл.X.2.4а для степени на-
гружения целиков,, найденной по формуле (2.14) с учетом коэф-
фициента их нагружения С^. Для этого в связи о тем, что рас-
сматриваемые условия относятся к варианту "в> вместо значения
п. подставляем в формулу (2.14) отношение 3 площади выра-
ботанного пространства с 5~метровыми междукамерными целиками
в пределах крута радиуса R ко всей площади этого круга So
С = б' Ccs d = 0,7-0,5 0,96 = 0,34,
МО
тогда v2 = 35 мм/год. -
Определяем ту же скорость по формуле (2.16), воспользо-
вавшись типовым распределением, представленным в табл J 2.46.
- 202
При = 0,4 искомая скорость будет равна
' V = fj 0_3 s'(Et) = 750’0,07 = 52 мм/год.
Из найденных двух значений скорооти оседания земной по-
верхности во втором периоде процесса сдвижения выбираем с
округлением большее, т.е. V =50 ми/год.
Уточняем продолжительность второго периода процесса
сдвижения по формуле (2.19)
«2 = = -22- = 1,6 года .
v2 . I 50
Определяем величину оседания, достигнутую к окончанию
четвертого периода процесса сдвижения, по формуле (2,20)
7 0-4 = 0(4 в ш С = °.4-Ю-0,5-0,67 = 1,33 м,
где С = |fn'n'z сое <* = 0,7-1«0,96 = 0,67 .
Продолжительность четвертого периода принимается в соот-
ветствии о рекомендациями методики равной t 4 = 8 годам.
По найденным значениям у и t отроим искомую часть гра-
фика нарастания оседания (рис.Ш.1).
Примечание. Для сравнения на том же рисунке в виде от-
дельных точек приведены фактические данные об оседаниях зем-
ной поверхности при исходных условиях.
На оси абсцисс полученного графика откладываем период,
для которого необходимо было найти ооедание на в.г.к.ч.
(t = 15 лет), восстанавливаем перпендикуляр до"йересечения
с самим графиком, и ординату точки пересечения принимаем за
искомое оседание. В данном случае тп (t ) 1200.
- 203 -
Рис.Ш.1. График нарастания оседаний земной
поверхности на внутренней границе краевой части
Мульда сдвижения (для условий примера 2).
Данные: I - расчетные, 2 - фактические.
Ш.1.2. Примеры определения деформаций земной поверхности
в заданный момент времени в постоянных
краевых частях мульд сдвижения
Ш.1.2.1. Пример 3. Построение мульды оседания вемной по-
верхности, вызванной отработкой калийной залежи сложной формы
в условиях Калуш-Голынского месторождения.
Задание. Определить деформации вемной поверхности в пре-
делах краевых частей мульды, образованной отработкой калийной
залежи, на 15-й год о начала ведения Горных работ при ведан-
ных исходных условиях. Выполнение настоящего задания произво-
дится в 2 этапа: I) построение мульды оседания, на веданный
- 204 -
срок, 2) двойное графическое дифференцирование этой мульды
для определения ожидаемых за заданный срок наклонов и кривиз-
ны земной поверхности и отыскание с применением формулы (2.2?)
деформаций растяжения-сжатия. Второй этап в силу простоты его
выполнения ниже опускается.
Исходные условия. Рассматриваемая калийная залежь распо-
лагается на Калуш-Голынском месторождении, имеет угол падения,
изменякщейся в пределах 20° и выемочную мощность, изме-
няющуюся в пределах 7« пк12,5 (рис.III.2).
Рис.Ш.2. Распе поженив и размеры калийной залежи (за-
штрихованная область),от отработки которой определяется ожи-
даемая мульда ооедания (пример 3).
а - расчетное, б - фактическое (измеренное) оседание.
Наклонная часть залежи отработана при следующих условиях:
глубина залегания Н„гч=220 м, вынимаемая мощность m -12,5 м,
г"
ширина целиков в =5 м, ширина камер а=П м, коэффициент из-
влечения по площади w =0,50. Наименьший размер залежи (на
разрезе) 215 м.
Горизонтальная часть залежи отработана при условиях:
глубина разработки Н=260 м, вынимаемая мощность и =7 м, шири-
на целиков в=5 м, ширина камер а=П м, коэффициент извлече-
ния по площади ш =0,50. Размер залежи (на разрезе) 360 м.
Отработка обеих частей залежи производилась и была закон-
чена в одни годы.
- 205 •
Решение. Используя значения граничних углов, взятые для
рассматриваемых условий по табл.I.2.1, находим эоны влияния
и определяем местоположение точек с максимальным опусканием
отдельно для наклонной и горизонтальной частей залежи.
На рис.Ш.2 для наклонной части залежи точка с максималь-
ным оседанием А находится около репера 7/Ш, а для горизонталь-
ной - между реперами J/Ш и 2/111 (точка Б).
По известным размерам залежи, используя формулу (2.5),
определяем коэффициенты подработанности точек с максимальным
оседанием:
для наклонной части
п‘ = 0,7 А- = 0.7-215 . , 0>7;
II 220
для горизонтальной части
п = 0,7 = Qi7’350 £ 0<
Н 260
Коэффициент подработанности в направлении, перпендикуляр-
ном приведенному разрезу, и"=1, следовательно, соблвдается ус-
ловие полной подработки.
Определяем коэффициент нагрузки целиков с\ используя .•
формулу (2.14)
для наклонной части залежи
дня горизонтальной части залежи
2,1*260
С./ = ..............5----- = 0,62 .
3300 у_5_
Определяем оседания точек с максимальным оседанием за
расчетный период. Поскольку t р=10 и t о_д=10, то иокомш
оседанием будет 0_3. Воспользовавшись табл.1.2.4а, опре-
делим деформацию целиков при найденном коэффициенте нагрузки,
•• 206 -
а по формуле (2.15) - оседание точек А и Б, вызванное располо-
женными под ними отработанными частями залежи:
для точки А
при Cj = 0,72; С = 0,08; У Q-3 = 0,08-12,5 = 1,00 м;
для точки Б
при С2 = 0,62; £ = 0,055; 7q_3 = 0,055-7 = 0,375 м.
Определяем дополнительное влияние соседних участков зале-
жи на оседание. Найдем сначала влияние отработки горизонталь-
ной части за"ежи на оседание в точке А. Для этого определим
длину нолумульды от разработки горизонтальной части залежи по
формуле (2.24)
Ь = Н (Ctg 45° +Ctg55°) = 260-1,7 = 430 м.
Точка А находится на расстоянии 280 м от точки с макси-
мальным оседанием Б, равном в безразмерной форме
0 в = -i- = 36Q- = 0,7
L 430
В соответствии о табл.1.2.6 при а =0, = - - > 2 и
п =1 безразмерное оседание этой точки составит 8(в) =0,24.
Следовательно, размерное оседание &т] д_д для точки А будет
равно
4 7 0-3 = 7 мах = 375*0,24 = 90 мм .
Найдем влияние отработки наклонной части залежи на осе-
дание точки Б. Длина полумульды, образованной разработкой на-
клонной части залежи, найденная по формуле (2.24), равна
L=450 м, расстояние х=280 м, z = = - — = 0,6,
1 450
Siz)= 0,26. Следовательно, дополнительное оседание точки Б,
вызванное разработкой наклонной части залежи составит:
&Г/ ° 7 mayS(z) ~ 1000'0»26 = 260 ми •
Определим суммарное оседание точек А и Б за время t Q_g:
для точки A 0—3 = 1000 + 90 = 1090 мм;
для точки Б у 0—3 = 375 + 260 = 635 мм.
Найдем для у q_3 распределение оседаний в пределах
краевых частей мульд, образованных отработкой каждой из час-
- 207 -
тей залежи, воспользовавшись типовым распределением, представ-
ленным для рассматриваемых условий в, табл.X.2.6 и формулой
(2.28). Ревультати расчетов сведем в табл.Ш.1.
Нанесем табличные данные в ввде графиков распределения
оседаний и,суммируя их, получим расчетную кривую (кривая а
на рис.Ш.2).
Примечание. Для сравнения на рио.Ш.2 с помощью кривой б
представлены фактические данные, полученные в рассматриваемых
условиях еа тот же промежуток времени.
Таблица Ш.1
Исходные данные и результаты расчетов по определению
ожидаемых оседаний земной поверхности
для условий, Указанных в примере 3
11 и Ч =0, n =I,i>20 ч>0, n < I, -|~>10
по простиранию по восстанию по падению
3(c) 7, мм 3(e) 7 , мм S(Z) 7 , мм
0,0 1,00 375 1,00 1000 1,00 IOQO
0,1 0,96 360 0,88 880 0,89 890
0,2 0,87 326 0,74 740 0,79 790 j
0,3 0,74 277 0,58 580 0,65 650^
0,4 0,60 225 0,42 420 0,52 520
0,5 0,46 172 0,29 290 0,38 380
0,6 0,35 131 0,19 190 0,26 260
0,7 0,24 90 0,13 130 0,18 180
0,8 0,15 56 0,07 70 0,12 120
0,9 0,08 30 0,03 30 0,06 60
1.0 0,00 0 0,00 0 0,00 0
208 -
Ш.1.2.2. Пример 4. Определение деформаций земной поверх-
ности в постоянной краевой части мульды сдвижения, вызванной
отработкой двух калийных пластов Старобинского месторождения.
Задание. Определить деформаций земной поверхности в по-
стоянной краевой части мульды сдвижения, образованной отработ-
кой калийных пластов Старобинского месторождения, на пятый год
после подработки при заданных исходных условиях.
Исходные условия. Калийные пласты' отрабатываются камерны-
ми системами разработки с извлечением w = 0,5 - на Втором
плаоте и и) = 0,45 - на Третьем калийном пласте. Выемочная
мощность (высота камер) на каждом пласте составляет 3,0 м. На
рассматриваемом участке шахтного поля (участок примыкает к его
границе) границы отработки на пластах совпадают по вертикали
(рис.Ш.З). Глубина ведения работ на Втором калийном пласте со-
ставляет Н = 520^м, на Третьем - 710. г
На Втором калийном пласте отработка проведена в 1971, на
Третьем - в 1972 г. На примыкающем к рассматриваемой границе
выработанного пространства участке земной поверхности созданы
условия полной подработки. Необходимо'определить деформации
' на середину 1975 г.
Решение.. Для рассматриваемых условий имеются графики на-
'растения оседаний земной поверхности во времени, представлен-
ные на рис.1.2.26,в кривыми 1,4, воспользовавшись которыми
найдем ожидаемое оседание на в.г.к.ч. каждой из пластовых
Мульд (через t= 5 лет для Второго калийного пласта и через
t щ = 4 года для Третьего калийного пласта).
Для этого определим сначала по формуле (2.3)^ соответст-
вующие конечные оседания
7шахП = m w V n‘ п" = 3*0,5’I = 1,5 м;
пиахШ = m w = 3-0,45-1 = 1,35 M.
f LilcaJk ш
Для определения оседаний на в.г.к.ч. в заданные момен-
ты времени умножим найденные конечные оседания земной поверх-
ност; на соответствующие безразмерные оседания, взятые с гра-
фиков рис.1.2.26,в
7 (*)- = 1-5'0’9 = х’35 м;
7 Ctn>7niax«^nW = 1.35-0,1 = 0,135 м.
Рис.Ш.3. Расчетная схема и Результаты
определения оседаний земной поверхности (для
условий примера 4).
I - расположение отрабатываемых пластов,
П - расчетные и фактические оседания земной по-
верхности. Расчетные оседания от отработки ка-
лийных пластов: а - Третьего; б “ Бурого,
с - Второго и Третьего; d - измеР^н5®
ния от отработки Второго и Третьего пластов.
- 210 -
По формуле (2.24) для углов сдвижения, выбранных по
табл.I.2.1, определим длину полумульды сдвижения для каждого
из пластов
La=HB(ctg $+ctg£) = 520-1,28 = 670 м;
1,-IIj/ctg <T+Ctgl£) = 710-1,28 = 910 м
По формулам (2.25)-(2.28) вычислим оседание и деформации
в краевой части каждой пластовой мульды. При этом для вычисле-
ний, выполняемых применительно ко Второму пласту, воспользуем-
ся значениями распределений оседаний, наклонов и кривизны, со-
ответствующими приведенным данным на рисД.2.8, при
2t = -j- = 5 дет 0>56 ,
о 9 лет
для вычислений, выполняемых применительно к Третьему пласту пре
(где То - длительность процесса сдвижения), а при определении
горизонтальных деформаций найдем переходный коэффициент из
табл.1.2.8. -
Результаты вычислений представлены в табл.Ш.2, по этим
данным на рис.Ш.З построены пластовые мульды оседаний (кривые
а и б) и их сумма (кривая с). Для сравнения здесь же приведе-
на фактическая мульда, полученная- на ту же дату ко результатам
измерений (кривая d ).
Ш.1.2.3. Пример 5. Построение мульды оседания земной по-
верхности, вызванной отработкой двух сильвипитовых пластов на
ограниченном участке шахтного поля Первого Берез1шковского руд-
ника.
Задание. Построить распределение оседаний земной поверх-
ности на участке мульды, образованной отработкой двух сильви-
нитовых пластов к началу строительства охраняемого объекта.
Исходные условия. Рассматриваемый участок мульды распола-
гается на территории шахтного поля Первого Березниковского руд-
Таблица Ш.2
Исходные данные и результата расчетов по определению
ожидаемых оседаний и деформаций земной поверхности'
от каждого из отрабатываемых пластов для условий примера 4
з М 0‘1 о о о о о о о о о о о о о о
0,9 8 а £ 8 8 § 8 8 S 8 8 8 о о* о’ н о* о’ о О О О Н4 о о о о
0,8 3Й 8 8 18 8 й 8 S8 * * * * * * * О О м о О © О OOI-4OOOO + + + + + +
о* 8 8 3 й 8 8 8 8 8 8 о 8 § й О* О* N О О О Н О О N о о о о + + + + + +
0,5 0,6 а а аз а 8s о ЬЧ СО О ЬЧ о ьч й₽18 8Й §Е О О СО о о о о + + +
1 1 О Ь4 tn О С4 о м L_ •L_ t I S2S8ЙS8 О i-Г 1О о о о о + 4- 4-
<# о* 1 О* и" cj О п О а 8 S о 8 Й S 8 О t-4 с£ О О О О
0,3 qsssfcss I о” И <^’о'(П о о с Й S 8 8.9 8 8 о’ м" о" с" о’ с о + + +
0,2 СО Г4- Ч" СО СО S t-4 CD СЧ СЧ 00 04 О Ф ь н N й « н со сю со >-4 сч о tn О* н N И W ty tfl О 1-4 О О О О Су
0,1 % $ Ч я. о’ о’ с^" н о cj ’j1 <0 <м о о ьч м со tn t> СО t-4 и о о о су о о о Cj> * О 1-4 ьч о о о о <о о
О о 8 1 ьч о о й о о о
Параметр процесса ' сдвижения 5 - +’+’*• *? z+’/_+’^+’ 7 Т "7 'Т? 'ы' 'ы' Я О ° ° 3 ? ° ° — • О- • • • W " * • W и -н Ы «о 03 й. -и М <М
- 212 -
ника и подрабатывается пластами АБ и Кр.-П со следующими пара-
метрами: а) на пл.АБ ширина камер и целиков соответственно 14-
и 12 м, а их высота 3,5 м; б) на пл.Кр.-П ширина камер и цели-
ков, соответственно, 16 и 10 м, а их высота 7 м.
На большей части шахтного поля отрабатывается только один
из названных пластов, а на рассматриваемом участке шириной
325 м оба. Отработка ведется без закладки. Пласт АБ отрабатыва-
ется в данном районе с 1956 г., пласт Кр.-П - с I960 г. Строи-
тельство охраняемого объекта начинается в 1974 г. Глубина отра-
ботки пласта АБ = 260 м, пласта Кр.-П НКр _п = 275 м. По-
ложение пластов и годы их отработки нанесены на рис.Ш.4.
Рис.Ш.4. Расчетная схема и результаты определения
оседаний земной поверхности (для условий примера 5).
Расчетные оседания от отработки калийных пластов:
а - Кр.-П, б - АБ, с - Кр.-П и АБ; d - измеренные осе-
дания от отработки пластов Кр.-П и АБ.
- 213 -
Решение. В связи с тем, что при применяемых'параметрах
камер и целиков последние имеют сравнительно большую жест-
кость пренебрегем деформациями, вызываемыми частичной подра-
боткой рассматриваемого участка земной поверхности и будем
принимать в расчетах, что весь этот участок был подработан
пластом АБ к концу в 1957 г., а пластом Кр.-П - к концу 1961 г.
В таком случае расчетный период времени для оседаний,вы-
званных отработкой пласта АБ, будет t = 17 лет, а отра-
боткой пласта Кр.-П t = 13 лет.
Определим по формул?' (2.24) длину краевой части муль-
ды, вызванной отработкой каждого пласта, и сориентировав их
на ее рассматриваемом сечении, найдем в.г.к.ч. для каждой
пластовой мульды:
ЬдБ = 260 (Ctg 45° +Ctg 50°) = 400 м;
X Кр -П = 2?3 (Ctg45° +Ctg50°) = 520 м.
По формуле (2.3) определим конечные оседания земной по-
верхности, вызываемые отработкой каждого из пластов
„ S «ОТ? 14-3,5 т „
%ахАБ “ Т~ I n п = -----~---- = 1«9 м!
== 4,3 м*
По графикам 8 и 10, представленным на рис.1*2.2а нахоДий
величины оседаний на в.г.к.ч., вызванных отработкой кавдого
из пластов за расчетные периоды
?АВ <tp)=S(t) 7mai = 0,07-1,9 = 0,135 м;
Vmax = °.°°9*4.3 = °.039 м-
По формуле (2.28) вычисляем оседания в точках краевых ча-
стей каждой пластовой мульды на рассматриваемую дату, восполь-
зовавшись для этого распределением оседаний, помещенным в
табл.Т.2.7 при С<0,4. Результаты вычислений оводам в
табл.Ш.З.
- 2-U -
Таблица Ш.З Исходные данные и результаты расчетов по определению ожидаемых оседаний земной поверхности от кавдого из отрабатываемых пластов для условий примера 5
z (X) o.l 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
S (z) 0,96 0,86 0,68 0,50 0,32 0,20 0,12 0,05 0,03 0,0
7аб» ™ 130 116 92 68 43 27 16 7 4 0
VKp.-n*”” 38 34 27 20 13 8 4,8 2 I 0
Затем откладываем найденные значения оседаний на соответ-
ствующих краевых частях Пластовых мульд и суммируем.
На рис.111.4 помещены результаты определения оседаний зем-
ной поверхности, вызванных отработкой кавдого пласта (кривые
а и б), их сумма3(кривая с) и для сравнения - фактическая
кривая оседаний, полученная за рассматриваемый период в ходе
инструментальных наблюдений (кривая d ).
Примечание. При необходимости определения деформаций
земной поверхности, вызванных полученным оседанием, могут
быть использованы два пути: а) определение по формулам (2.25)-
-(2.27) деформаций, вызванных отработкой каждого пласта и их
последующее суммирование; б) графическое дифференцирование по-
- лученной суммарной мульды оседания.
Ш.1.3. Примеры определения деформаций земной поверхности
в заданный момент времени в зоне полной подработки
Ш.1.3.1. Пример 6. Построение на заданный орок мульды
оседания, вызванной разновременной отработкой участков с раз-
ным извлечением.
Задание. Построить мульду оседания земной поверхности
на середину 1975 г. над двумя отработанными калийными пласта-
ми Старобинского месторождения по сечению, перпендикулярному
к дв„.ч временно остановленным границам выработанного простран-
ства, к одной из которых на верхнем пласте примыкают участки
215 -
с одинаковым, а ко второй - о разним извлечением руд.
Moxquhhq условия» Расположение пластов по отношению
друг к другу и к земной поверхности, а также порядок их отра-
ботки с указанием достигнутого извлечения на отдельных участ-
ках выработанного пространства, для которых необходимо по-
строить мульду оседания, приведены на рис.Ш.5 (схема I)..
9
19U пп
-АЯ<_____________liti ___-
f- —
второй
пласт
Третий
пласт
/ о * 1?°" 'У , Ф * \ Репер1»1
гн
не
Н,м
uz
ел
26
Ы
to
п
t.i
tc
ft
2.0
гг
2Л
26
Рис.Ш.5. Расчетная схема и результаты
определения оседаний земной поверхности (для
условий примера 6).
I - расположение и условия отработки калий-
ных пластов ;ЦД- расчетные схемы и оседания
земной поверхности от отработки калийных плас-
тов: а - Второго, б - Третьего, в - Второго и
Третьего; d - измеренные оседания от отработ-
ки Второго и Третьего пластов.
- 216 -
Рис.Ш.5 (продолжение.
Третий калийный пласт отработан на рассматриваемом участ-
ке на глубине Н = 600 м в период с 1971 по 1974 г. двумя ста-
диями (см.рис.Ш.5, схема I).
Первая стадия (участок длиной = 600 м) отработана в
1971 г., причем на части ее протяженностью 1 = 350 м вы-
емочная мощность и извлечение составляли щ = 4,5 м и ш= 0,5
а на остальной длине ш = 5,25 м и ш = 0,52. Вторая стадия
(участок длиной 1 2 = м отрабатывалась в 1974 г. при
ы = 4,5 м и а? = 0,48.
Второй калийный пласт отрабатывался на рассматриваемом
участке с 1963 по 1974 г. тремя стадиями.
Первая стадия (участок длиной 450 м) отработана в 1968 г.
с извлечением w = 0,5 при высоте камер го = 3 м, вторая стадия
(участок длиной 250 м) - в 1972 г. с извлечением ш =0,75 при
/П- 2,7 м и третья стадия (участок длиной 400 м) - в 1974 г.
при ш = 0,75 и ш = 2,7 м. Глубина ведения работ Е = 450 м.
Решение. Условия задачи относятся к случаю, рассмотрен-
ному в II.2.7.12.3, осложненному неодинаковым извлечением и
17 -
отработкой двух пластов. Поэтому ее решение разделим на сле-
дующие этапы: построение мульды ооедания от верхнего пласта,
построение мульды оседания от нижнего пласта и их оуммирова-
вие.
Для построения мульды оседания от верхнего (Второго ка-
лиййого) пласта построим график нараотания оседаний во време-
ни для середин кавдого отработанного участка.
I. Для построения графика нараотания оседаний земной по-
верхности над серединой первого участка (точка А на рио.Ш.5, /
охема I) примем в качестве базового графика кривую 2 на
рио.1.2.26, перестроив ее для удобства последующих действий
в обычные (вместо логарифмических) координаты.
Найдем значения коэффициентов подработаннооти точки А
по формуле (2.4).
п'д = IS = 0.8 (-Д- - 0,2) = 0,8 ( _ о,2) = 0,64,
А А И 450
Определим ординату искомого графика, соответствующую
времени остановки первой границы
1 OOTJ 3 4 года
?A(t ост/ 3 7 (t ост/ РГ< = 0,95’0,8 = 0 76 м,
где 7 %от ~ °Р^та'га базового графика при t оот^« равная
0,95 м.
Найдем ординату графика нарастаний ооедания ко времени
окончания остановки второй границы t = t0QT^ + t ocTg3® лет
без учета повышенного извлечения на втором учаотке.
Дтя этого сдвинем базовый график, начиная с ординаты
7= 7 д(t оот ) на 4 г1 • кото₽ая. как видно из рио.Ш.6а,
равна л -t.j я I год. На сдвинутой части найдем ординату, со-
ответствующую t = 6 годам, 7 (t + t 00Тг) = I и умножим
ее на iTSTi? s(zl) , где п' и п* - коэффициенты подра-
ботанности середин выработанного пространства, образованного
отработкой I и П участков, равные в данном случае
Рис.Ш.6. Построение графиков нарастания оседаний
характерных течек земной поверхности во времени (для
условий примера 6). а - для точки А под влиянием отра-
ботки Второго калийного пласта, б - для точек Би В
под влиянием отработки Второго калийного пласта, в -
для течек А , Би В под влиянием отработки Третье-
го калийного пласта: г - совмещение графиков нараста-
ния оседаний точек АБ и В о учетом сроков их подработ-
ки.
Баэ.- базовый график.
- 219 -
и 2 =п 2 = I» “ безразмерное оседание точки А о учетом
ее расположения по отношению к середине образованного вырабо-
танного пространства, которая в данном случае попадает в зону
полной подработки
Hctg Г - 45octg 55° _ 225
в'А --------------6— --------------«--------- = 0,17.
1 450 (ctg 55° +Ctg 60°)
По графикам, представленным на рис.1.2.8а, для времени
t= 6 лет, равному в долях от всего процесса сдвижения 0,4,
Находим для ед = 0,17, в(ед) = 0,95. В таком случае-орди-
ната графика нарастания, соответствующая окончанию остановки
второй временной границы оказывается равной
7а (t 00Tj + гост2) = 1,0.0,95 = 0,95 м,
Найдем теперь положение остальной части искомого графика.
Поскольку после окончания остановки первой временной границы
на земной поверхности создаются условия полной подрабдтки и
точка А сохраняет свое положение по отношению к в.г.к.ч., то
положение остальной части искомого графика будет опредстено
путем одвига базового графика на д-^ -+ at2 =1,7 года
(ом.рио.Ш.ба) и умножения ординат его сдвинутой части на
S(z') = 0,95.
2. Построим теперь график нараотания оседаний для точки
земной поверхности, расположенной над серединой второго участ-
ка (точки Б на рис.Ш.5, схема I).
, Поскольку второй участок отрабатчвался о большим извлече-
нием,- то при построении для него графика нарастания оседаний
можно до окончания t оот^ в качестве базового графика исполь-
зовать график, построенный для точки А.
Ордината искомого графика для
чае равна
t 00Т^ будет в этом слу-
t
= 0,75.0,06 = 0,04 м Я» О,
7Б^оот^ =7а(*оот1>
- 220 -
где S(zg') - значение безразмерного оседания точки Б, от-
стоящей ст точки А на расстояние zg , равное
е' - Х1 +1П = *1 * г!1 = 450 + 250 = 0>72
Б 2L1 2( И- + HCtg,?) 2(225+450-0,8)
S (0,72) =0,06 2
Для определения оседаний точки Б после окончания t QCT ,
построгал базовый график, соответствующий извлечению w = 0,75Б
воспользовавшись методикой, изложенной в разделе 1.2.4.9. С
этой целью определим координаты его характерных точек.
Определим сначала координаты последней точки базового
графика: длительность процесса сдвижения т , конечное осе-
дание у гаах. Найдем длительность процесса сдвижения при Н =
= 450 м для ш ~ 0,5 по графику рис.I.2.5a (Tw_q 5 = 15 лет)
и.умножим его на коэффициент Кт, учитывающий влияние извлече-
ния, взятый с рис.1.2.56
Тц>=0,75 = L=0,5 Кт = 15'°‘45 = G-75 года-
Конечное оседание, определим по формуле (2.3)Б
— d п'п"_ 13,2 м2 _ 2,0 м
1 6,6 м
и учтем коэффициентом Кт/ влияние глубины на оседание, при-
нимаемое за конец процесса сдвижения (см.рис.1.2.56)
„ - = 2,0-0,93 = 1,85 м ,
7тах(Н=450)
Определим теперь координаты точки базового графика, ха-
рактеризующие окончание активной стадии процесса сдвижения.
Абсциссу этой точки для ш = 0,5 найдем по кривой на
рис.1.2.6: 3(w -Q 5) = 2,8 года. Затем умножим ее на коэф-
фициент К^, учитывающий влияние извлечения (см.рис.1.2.5в)
г3(о) =0,75) 3 г3(от =0,5) Kt3 3 2«8,°>85 = 2»3 года,
Ординату данной точки графика найдем по формуле (2.22),
в которой коэффициент К^э выбирем из графиков рис.1.2.5г
73 = Ку и = 0,6-2,7 = 1,6 м .
Ушах
- 22? -
Определим координаты точки базового графика, соответству-
ющие максимальной скорости оседания земной поверхности. Абс-
циссу этой точки t2 для ш = 0,5 найдем по графику рис.1.2.6,
а затем умножим ее на коэффициент , взятый с рио.1.2.5в:
t2 = 1,75’0,85 = 1,5 года.
Ординату г) 2 определим по формуле (2.23), а входящий в
нее коэффициент К>/2 которым учитывается влияние извлечения,
по графику рис.1.2.5г; >/2 = Kq гт~ 0,3’2,7 = 0,8 м.
Найдем координаты точки базового графика,соответствующей
началу активной стадии процесса сдвижения. Абсциссу при
ш = 0,5 найдем по кривой рис.1.2.6, а затем умножим ее на ко-
эффициент Ktl, учитывающий влияние извлечения (см.рис.1.2.5в)
1ц = 0,9*0,5 = 0,45 гола.
Ордината начала активной стадии процесса принимается
равней 1,5% m , т. е. - 0,015’2,7 = 0,04 м. Базовый гра-
фик, построенный по найденным координатам характерных точек,
приведен на рис.111.66.
В таком случае оседание, которое получит точка Б к момен-
ту окончания остановки второй временной границы t = t OcT +
+ tocT ’ найДется D соответствии с п.1.2.7.12.3 путем *
умножения ординаты построенного базового графика при „(
t = t
OOTj
расстояние
+ * ост^ на з(вр ) , где z'g - безразмерное
от точки Б до ближайшей в.г.к.ч., равное в данном
случае
HCtg Г -
гБ = ' 1
450’0,7 - 1,25
580
где S(z'p) - значение безразмерного оседания, взятое для
z'p по табл.1.2.5 и равное в данном случае S (0,33) = 0,52;
при этом 7б (t + t ) = 1,1» 0,52 = 0,55 м.
X
Поскольку после окончания . t оот точка Б попадает в зону
полней подработки, оставшуюся часть2 графика нараотания осе-
даний для нее построим путем сдвига части базового графика,
начиная о ординаты 7 = 0,55,на at1 , равную, как видно из
рис.Ш. 66, Пр 0,75 года. Полученный в итоге график и^обра-
- 222 -
жен в виде кривой Б на рис.Ш.66.
3. Построим график нарастания оседаний для точки В.
В качестве базового в этом случае может служить базовый грат
фик, построенный на рис.111.66.
Найдем сначала ординату искомого графика для t ,
умножив для этого ординату базового графика при t оот на
s(zy , где (ид ) безразмерное расстояние от точки В до
ближайшей в.г.к.ч., равное в данном случае
I
z- = HCtgT^ + 2Q0 * '
в Ь '580
Тогда з (zg ) в соответствии с табл.1.2.5
3 (0,9) = 0,1 , и т] (t ___ ) = 1,1-0,1 = 0,1 м ..
' В ост2
Найдем ординату указанного графика на момент, для кото-
рого делается расчет. Время пребывания точки В под влиянием
подработки третьим участком составляет t ост =2,0 года.
Сдвинем часть базового графика с ординатами .. 3 t) > 0,1 на
л-t которое,как видно из рис.Ш.66, равно = I год. Най-
дем на сдвинутой части ординату для точки с абсциссой
1 = " 0СТ2 + * ост3 = 2 + 2 = 4 года,
т.е. 7^остт + 1 ост?) =1»45 м,
X
и умножим ее на. s (z^ ), где z^ - безразмерное расстояние
от точки В до ближайшей в.г.к.ч., соответствующее отработке
всех трех участков и равное
HCtgT-Jj.
z‘‘ = --=—£- = 450-0,7 - 2QQ = 0.2 -
. Б 1 580
Безразмерное оседание, соответствующее z = 0,2, найдется
по табл*1.2.э и будет равно з (0,2) = 0,85. В таком случае
'/в ООТ2 + » ост3> ' 1.®-0,В5 « 1,25 «.
4. Построим теперь ожидаемую мульду оседания от отработки
второго калийного пласта. С этой целью совместим построенные
- 223 -
для точек А,Б;В графики нарастания оседаний во времени на од-
ном чертеже, и отсечем на них ординаты, ооответствугацие рас-
четному сроку t р = 8 лет (ом.рис.Ш.бг).
Тогда оседание точки А без учета повышенного извлечения
на учаотке 2 будет равно *р) = 1Д м» оседание точки Б
составит T/g(tp) = 1,75 м, оседание точки В без учета более
ранней отработки участка 2 будет равно г/ B(t ) = 1,2 м.
Затем построим наружную краевую часть мульды оседания,
вызванной .отработкой первого участка, воспользовавшись без-
размерным распределением, приведенным в табл.1.2.5 для^з 0,5
и учитывая, что 7maxA= V Р°3Ультатц расчетов по опреде-
лению распределения оседаний на участке 0А приведены в табл.
Ш.4 (строка 2).
Таким же образом построил распределение оседаний для
участка ДВ с учетом величины у тахВ= I»2 и безразмерного
распределения представленного в табл.1.2.5 для ш = 0,7-0,9
.( резул вдетырасчетов приведены в табл.Ш.4, строка 4).
Далее для разностей оседаний точек А и Б, В и Д, равных
4^БА 3 0,65 и = 0,55, найдем распределения оседаний
на участках между точкой Б и реперами 160 и 145, представля-
ющими собой границы зон влияния ббльшего извлечения (для уча-
стка БА) и большего срока оседания (для учаотка БВ). Результа-
ты расчетов приведены в табл.Ш.4 (отроки 6 и 7). Результаты “
построения, выполненного по приведенным в табл.Ш.4 данным,
представлены на рис.Ш.5, схема П (кривая а).
5. Учтём теперь оседания, вызванные отработкой Третьего
калийного пласта.
Для этого будем попользовать в качестве базового графика
нарастания оседаний земной поверхности на в.г.к.ч. кривую 2
на рис.1.2.2в, пренебрегая таким образом в известной мере раз-
личиями в извлечении в параметрах многоходовых камер и в сте-
пени нагружения междукамерных целиков, имевшими место при от-
работке Третьего калийного пласта и обусловливающими некоторую
разницу между расчетными скоростями и величинами оседаний ^от-
дельных- точек мульды и фактическими их значениями.
- 225 -
<0
Нанесем базовый график в размерных осях координатной
(см.рис.Ш.бв) и построим на его оонове графики нарастания осе-
дания во времени для точек а\ и В^, являющихся серединами
участков, отработанных на Третьем пласте с различной выемоч-
ной мощностью.
•Для построения указанного графика для точки А1 найдем по
формуле (2.4) коэффициенты подработанности середины участка,
отработанного в первой стадии
п' э 0,8 ( J&L - 0,2) = 0,8 (-S52- _ о,2) = 0j72; n"r = I .
1 H 600 1
Затем по распределению, приведенному->в табл. 1.2.5 для
отработки Третьего плаота с извлечением и = 0,5-0,51, найдем
для безразмерного расстояния от этой середины до точки А1,
равного
1'.
ZA
1
2 2 _ 300 +175 ~
HC-tg (L + _1|_ egg 0,2 ,
значение s(zp , и определим величину оседания точки А1 ко
времени окончания первой остановки границы выработанного про-
странства гсот = 3 года (1971—1974 гг.);
7 /* сстр = 7 0CT2 fiS? S <4> ' = 0,7-0,85-0,92=0,55^
где n ( ) - ооедание, взятое о базового графика при
t = 3 года.
OCTj
Отложим на оси ординат (рио.Ш.бв) значение t ост )
при абсциссе * оот , и сдвинем точки базового графика 1 с
ординатами у (t ) > 7А( t00T ) на Л tA, равную, как видно
из рис.Ш.бв, &£ = 0,5 года? Теперь найдем ординату искомо-
го графика душ конца расчетного периода, т.е. на конец 1975 г.
Для этого ординату сдвинутой части базового графика при
tp = 4 года умножим на s ( zA), где «*А - безразмерное рас-
стояние от точки до в.г.к.ч. (к 1975 г. над выработанным
пространством Третьего пласта уже образовалась зона полней
подработки), равное
= HCtg У ~ "Г1 = 600 cig 55° - 175
H(ctgF+cte^) 600 (С^55о + с^бО0)
S(z") = 3 (0,2?) = 0,85 .
Тогда ~ 0,74-0,85 = 0,63,
Для построения графика нарастания оседаний точки Б^ орди-
нату базового графика при t (
умнодшл на V »! п>! = 0,85 и
размерное расстояние от точки
пространства, образованного в
“Г
COTj’ Р°ввдю 7 ( 1 OCTj) = °’7 “•
I на s ( z!g), где z'g - без-
I до середины выработанного
1 период первой стадии, равное
300 +
= 0,35; £(0,35) = 0,77.
650
Тогда ^j( *ост ) = 0,7-0,85-0,77 = 0,46, Затем одви-
нем точки базового I графика с ординатами Т] (t ) > 0,46
на расстояние лt
atg = 0,8 года;
точки с абсциссой
4 =
j., равное, как видно из рис.Ш.бв,
найдем на сдвинутой части базового графика
t - 4 года
7б1(* р* = °’7 •
Для построения графика нарастания оседаний для точки В*
определим сначала оседание за t ост . йдя этого умножим
ординату базового графика при t ост 1 на s ( z в), где
2Zg - безразмерное расстояние от * точки до серидинн уча-
стка, отработанного в первой стадии, равное
11
4 = —т
300 + 250., = 0 ь5 «’(о й5) = 0,05
650
Тогда т/в1 ( t0QT^) = 0,7-0,05=0,035 i'0,05.
Затем сдвинем точки базового графика с ординатами
t) > 0,05 на равное, как видно из рис.Ш.бв,
AtBI = 1,8 года, и найдем на сдвинутой части ординату- при
tp = 4 года ij Bi(tp) = о,45 м.
Но найденным оседаниям точек Л^, Б*, В1 и безразмерным
распределениям оседаний в наружных (и внутренних) краевых
частях мульды, заимствованным из табл. 1.2.5.. и приведенным. в
отроке 8 табл.Ш.4,определим безразмерные их значения. Резуль-
таты расчетов помещены в табл.Ш.4 (строки 9-12). Построенная
по этим результатам мульда оседания приведена на рис.Ш.5, схе-
ма Ш (кривая б).
Суммируя кривые а и б, представленные на рис.Ш.5 (схемы
П и Ш), получим расчетную кривую ожидаемого ооедания земной
поверхности для условий рассмотренного примера (кривая в).
Для сравнения на рио.Ш.5 (схема II) приведены в виде кривей d
измеренные ооедания в этих же условиях на ту же дату.
Ш.1.3.2. Пример 7. Построение на заданный срок мульды
ооедак*ля при оставлении в выработанном пространстве нестрабо-
танной части рудного тела.
Задание. Йострсить мульду оседания земной поверхности на
середину 1975 г. над двумя отработанными калийными пластами
при оставлении на верхнем из них зоны замещения.
Исходные .условия. Расположение пластов по отношению друг
к другу и к земной поверхности, а также порядок их отработки
во времени о указанием извлечения и расположения зоны замеще-
ния приведены на рис.Ш.7 (схема I). Отработка верхнего (Вто-
рого калийного) пласта на рассматриваемом участке шахтного
поля проводится с 1972 г. на глубине Н » 450 м при выемочной
мощности ш' = 3 м и извлечении w='0,45. Отработка нижнего
(Третьего калийного) пласта проводится на глубине Н = 600 м
с 1970 г. при выемочной мощности»» 4,5 м и извлечении
w= 0,43. Зона замещения шириной В = 80 м, в пределах которой
Второй пласт не отработан, расположена на нем в 350 м от гра-
ницы выработанного пространства. г
Рис.Ш.7. Расчетная схема и результаты
определения оседаний земной поверхности (для
условий примера 7).
I - расположение и условия отработки
калийных плаотов; Ц - расчетные и фактические
оседания земной поверхности. Расчетные оседа-
ния от отработки калийных пластов: а - Второго
(без учета влияния неотработанного участка зо-
ны замещения); б - Третьего, а - Второго и
Третьего (с учетом влияния неотработанного
участка); с - кривая сдерживающего влияния не-
отработанного участка; 6 - измеренные оседа-
ния ст отработки- Второго и Третьего калийных
пластов, Нр - репер.
- 229 -
Решение. Строим мульды ооедания от кавдого отработанно-
го пласта в соответствии о методиками, изложенными в разделах
1.2.5 и 1.2.7, в предположении отсутствия зоны замещения. По-
строение аналогично приведенному в примере 6, поэтому оно опу-
скается. Результаты построения представлены на рис.Ш.7, схе-
ма П (кривая а для Второго калийного пласта, кривая б для
Третьего калийного пласта).
. Учет одерживающего влияния зоны замещения на мульду осе-
дания, вызванную отработкой Второго калийного пласта, прово-
дим по методике, изложенной в разделе 1.2.10. Для этого сна-
чала найдем по формуле (2.43) значение безразмерной ширины не-
отраббтанного учаотка пласта (зоны замещения)
N =------Ус-------------— - 0,Т5 ,
° 2 HCtgS 2* 450-0,58
и по графику, представленному на рис.1.2.19, - значение коэф-
фициента М, характеризующего сдерживаемое влияние зоны заме-
щения на оседание земной поверхности над ее центром
(М = 0,23).
Затем найдем максимальное уменьшение оседания, вызванное
данной зоной замещения, по формуле (2.44), в которую подста-
вим значение Ч ( z ), соответствующее оседанию точки земной е
поверхности, расположенной над серединой указанной зоны в
предположении ее отсутствия (см.рис.Ш.7, схема II)
4?тят= М П ( и) = 0,23-0,75 = 0,17 м .
Определим теперь пс формуле (2.45) ширину, на которую
распространяется одерживающее влияние зоны замещения
10 = 2HCtgS₽ - 2-450-0,58 - 80 = 440 м .
Для построения эпюры, сдерживающего влияния зоны замеще-
ния в пределах найденной ширины воспользуемся ее безразмерным
распределением 3(2*), представленным в функции от в' х =
на рис.1.2.20.
Величины уменьшения оседания, найденные с использованием
- 230 -
s ( eJ) по формуле (2.46) a 9 (zO =4» s(zS представлены
в табл.Ш.5. * г
Таблица Ш.5
Исходные данные и результаты расчетов по определению
ожидаемого влияния неотработанного участка пласта
для условий примера 7
4— 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
s(zj) 1,00 0,98 0,93 0,85 0,72 0,56 0,40 0,26 0,15 0,6 0
0,17 0,17 0,16 0,14 0,12 0,10 0,07 0,04 0,03 0,01 0
Вычтя из расчетной кривой а (см.рис.Ш.7, схема П) значе-
ние эпюры сдерживапцего влияния, получим в пределах длины t
участок кривей с.
Затем, суммируя кривые б и а о участком с, получим ожида-
емое распределение оседаний земной поверхности в рассматрива-
емых условиях на заданный срок, представленное на рис.Ш.7
(схема П) кривой d . Для сравнения здесь же помещены резуль-
таты измеренных оседаний на ту же дату (кривая в).
Ш.2. Примеры выбора мер охраны подрабатываемых объектов
Ш.2.1. Примеры выбора горных мер охраны
подрабатываемых объектов
Ш.2.1.1» Пример I. Определение углов сдвижения на задан-
ный период времени.
Задание Определить утлы сдвижения для объекта, срок
службы которого истекает через 30 лет после начала подработ-
ки и который на этот срок охраняется временным предохранитель-
ным целиком.
Исходные условия. Вблизи охраняемого объекта отрабатыва-
ется горизонтально залегающий калийный пласт. Глубина залега-
ния Н = 200 м, выемочная мощность m = 10 м,коэффициент из-
влек ;ния а)0.5, коэффициенты подработанности в.г.к.ч.
п' = ц11 = I,
- 231 -
В рассматриваемых условиях (Калуш-Голынское месторождение)
угол полных сдвижений,в соответствии с табл.1.2.1, •* 55 ,
граничный угол 4 = ^5°. График нарастания оседаний для
в.г.к.у., построенный по методике, приведенной в разделе 1.2.4,
представлен на рис.Ш.8а.
Рис .Ш.8'. Расчетный
оседания земной поверх-
ности (для условий при-
мера I).
а - расчетный гра-
фик нарастания оседа-
нии для внутренней сра~ .
ницы краевой части муль-
ды сдвижения, б - без-
размерные распределения
деформации земной поверх-
ности в краевой части
мульды сдвижения.
- 232 -
Решение. По пасчетному графику находим для £ = 30 лет
ожидаемое оседание в плоокой части мульды сдвижения, которое
оказывается равным
*р) = 4 м.
По формулам (3.1), (3.2) и (3.3) с учетом табл.1.2.8
определяем значения распределений наклонов, кривизны и гори-
зонтальных сдвижений, соответствующие искомому углу сдвижения
Зо'О)= 4‘10~3-200(с/у55° -I- с^45°) = 0 эд.
4
s"(z) = Q.2’I0~3-2002(f-<<?55° + с^450)2 = 5 8.
4 ’ ’
/3 "(z)/ = 2.10~3-200(с/у 65° + cfy450) = j 2
0,15-4
Для выбора распределения деформаций, которым следует
пользоваться в рассматриваемом случае, определяем отношение
=>20. Следовательно, необходимо пользоваться
л 10
табл.1.2.6в и 1.2.66 (девятая графа). Для определения безраз-
мерного распределения горизонтальных деформаций (z)J
значения s"(z) умножим на IO/eL.
Ка основании названных данных строим безразмерные кривые
распределения s'(z), Б" ( z} и/s" ( z /в функции от z
(см. рис. 111.86); на оси ординат откладываем найденные значения
s q( 2 ). s q( z ) и Г s'^( z у и из них проводим горизонтали
до пересечения с кривыми безразмерного распределения s;(z)
и з" (z ) в зоне растяжения. Из рис.111.86 видим, что ординате
6'0(z ) соответствуе1
3"о ' '
за расчетный период и
мого угла.
z (tp)1 = 0,92. Что касается ординат
(z ) и Ls*0(z )] . то их значения оказались выше ожидаемых
следовательно, не определяющими иско-
Подставляя теперь значение z (tp)1 = 0,92 в формулу
(3.4), будем иметь
5(t ) =arota -------_-----------1----------------- =arctg 1,15»
p , ete45° - (I - 0,92)(ctf$55o +Ctg45°)
% 4 9°.
I
- 233 -
Ш.2.1.2. Пример 2. Определение размеров предохранительно-
го околоствольного целика.
Задание. Определить размеры предохранительного около-
ствольного целика с учетом расположения вблизи стволов обога-
тительной фабрики со сроком службы рудника, охрану которой ре-
шено произвести временным предохранительным целиком.
Исходные условия. Вблизи от охраняемых объектов отрабаты-
ваются три калийных пласта: карналлитовый пласт В мощностью
12 м. Сильвинитовый пласт АБ мощностью 5 м и сильвинитсвый
пласт Кр.-П мощностью 7 м. Залегание пластов горизонтальное;
глубина залегания пластов, м: В - 234, АБ - 240 и Кр.П - 267.
Мощность насосов 12 м. Углы сдвижения, найденные в рассматри-
ваемых условиях на срок службы обогатительной фабрики, равны
й = 60°.
Решение. Строим вначале целик для охраны стволов и над-
шахтных зданий в соответствии с пп.1.3.2.2, 1.3.2.4, 1.2.2.5.
С этой целью на плане в масштабе 1:2000 окснтуриваем охраня-
емые объекты прямоугольником абвг и вокруг него откладываем
предохранительную берму шириной 20 м, которая образует охраня-
емую площадь АБВГ (рио.Ш.9).
Предохранительные целики строим методом вертикалы.их раз-
резов, на которых в масштабе плана изображаем разрабатываемые
пласты и земную поверхность.
Па разрезе по линии подъема проектируем точки АБ и ВГ,
ДЕ и ЗЖ контуров охраняемых площадей. На разрезе, перпендику-
лярном первому разрезу, проектируем точки БВ и АГ, ДЖ и ЕЗ
охраняемых площадей.
От указанных точек на разрезах проводим линии под гранич-
ным углом в наносах / = 45° и получаем точки А^, и bV;
А^Г1 и Б~У, от которых проводим под граничными углами, равны-
ми в коренных породах S = ; = /3 = 450 , линии до пересече-
ния на разрезах с разрабатываемыми пластами.
Проверяем достаточность размеров построенного таким обра-
зом предохранительного целика для охраны й обогатительной фаб-
рики. С этой целью проводим от границ предохр; штельного цели-
ка, построенного для охраны.стволов и надшахтных зданий на
jr
Рис.Ш.9. Построение предохранительного околбстволь-
ного целика для условий примера 2 (пояснения в-тексте).
нижнем из пластов, линии под углами сдьикешш, найденными на
срок службы фабрики7и убеждаемся (см.рис. 111.9), что построен-
ный по ним целик оказывается меньше чем требуемый.
Для построения предохранительного целцка, который бы
удовлетворял требованиям, предъявляемым к нему заданием, на
разрезе по линии подъема от точки ДЕ проводим под граничным
углом в наносах у7- 45°линию и получаем точку Д^Е^, от кото-
рой под углами сдвижения, равными в коренных породах с учетом
срока службы обогатительной фабрики д =у = /) = 60°, прово-
_ дим линии до пересечения с разрабатываемым^ пластами.
I
I
к
I
- 235 -
Точки- пересечения этих линий с почвой каждого пласта
проектируем на план. Через полученные точки на каждом пласте
проводим параллельно контуру охраняемой площади линии, кото-
рые, и являются границами предохранительных целиков.
Ш.2.1.3. Пример 3. Проверка необходимости дополнительных
мер*Ьхраны для водоващитных отложений и определение параметров
зоны смягчения вблизи постоянней границы выработанного про-
странства.
Задание. Провести оценку необходимости применения зоны
смягчения для обеспечения сохранности водозащитных отложений
вблизи постоянной границы выработанного пространства и опреде-
лить ее параметры в случае, если такая необходимость существу-
ет.
Исходные условия» Вблизи постоянной границы шахтного поля
располагается три промышленных калийных пласта В, АБ и Кр.-П.
Глубина расположения пластов, выемочная мощность и размеры ка-
мер и целиков, применяемые на пластах, приведены в табл.Ш.6.
" Таблица Ш.6
Параметры камер и целиков, при которых происходит
оседание земной поверхности и водозащитных отложений
в условиях примера 3
Плаот Глубина Н». м Мощность камер а , м Ширина камер а , м Ширина целиков в, м •
В 250 10 8 19
АБ 260 4 15 12
Кр.-П 275 7 16 II
Пласт В отрабатывается с закладкой камер на 80$ от их вы-
соты (А = 0,8), коэффициент усадки которой в * 0,25.
Мощность водозащитной толщи (соленосных отложений) по дан-
ным геологической службы в районе рассматриваемой постоянной
границы выработанного пространства составляет h = 75 м
от кровли верхнего пласта. .
- 236 -
Решение. Решение задачи разделяется на два этапа:
- оценка необходимости зоны смягчения при отработке всех
пластов с исходными параметрами;
- определение параметров зоны смягчения в случае, если
без нее возникает опасность нарушения сплошности соленосных
водозащитных отложений.
I. Оценка необходимости создания зоны смягчения по усло-
виям обеспечения сохранения сплошности водозащитных соленосных
отложений производится в соответствии с разделом 1.7 и методи-
кой, приведенной в приложении 7.
Найдем вначале расчетное положение нижней границы водоза-
щитной потолочины. С этой целью подставим в формулу (7.1) по-
грешность определения верхней границы водозащитных отложений,
отыскиваемую по табл.1.7.2, и определим расчетную мощность не-
дозащитпой потолочины
। “вп1 " 5 ♦ Затем по формуле (7.2) dh = 5 + 10 = 15 м А
найдем значение нижней границы во-
дозащитпой потолочины
h - h НВП ВТ fh 7= 75 - 15 till = 60 м ,
определим теперь кривизну на расстояние от кровли нижнего
пласта, равном 85 м. Для этого найдем длину краевой части
Мульды на высоте h = h + 25 м по формуле (П.7.3), подста-
вив в нее значения углов из табл.I.2.1
1Ъ = Ii(ctfiy + 6,2) + n(ctGf- с,г)*
=275(Ctg5O° + 0,2)+C5(0tg45° - 0,2) * 355 н , '
и на земной поверхности по формуле (2.2)
LH = Il(ctg V +ctg ) = 275(ctg50°+0tg45°) = 505 м •
По формуле (П.7.4) найдем значение ( а., ) , воспользовав-
шись для определения ( z.? )tJ безразмерным распределением кри-
визны и оседаний, приведенными в табл.1.2.7 при Ct 0,4
(z ) = -HCtgl. s-h(zg) (Cig? tCtGA)-hCt,.;y
и n j
- 237 -
275-0,84 + 85-0,6-1,84 - 85-0,84 = 253 р ,
355 355
По формуле (П.7.5) ..определим S(zg)h
s(^h= 0,05 +/b(z2)H - 0 057 JL. = 0,05 - £0,2-0,O^l^rO.L
По формуле (П.7.6) определяем C^^)h
f ч HCtgV +Ь(вД (Ctg¥ +Ctg$ )-h CtgV -ЗС(1-
~ -------------------------------------------------------
hi
85
275-0.84 + 85-0,1-1,84 - 85-0,84 - 30(1 -~) ~
= I . .»' 1 — —.......... = .
355
В координатах z , s (a ) строим. безразмерный график осе-
даний для земной поверхности (рис.Ш.10) пи данным распределе-
ния, приведенного в табл.1.2.7, и определяем площадь образо-
ванной им эпюры по формуле 10
f(a)„ =0,1 Е G(z )
3 = 1 J ’
где s ( ) - ордината безразмерного распределения оседаний
в центре j -й доли всей полумульды. Тогда г (z ) =
= 0,1(0,98 + 0,91 + 0,77+ 0,59 + 0,42 + 0,26 + 0,15 + 0,08 +
+ 0,04 + 0,01) = 0,42.
Определим площадь, которую должна иметь безразмерная
эпюра распределения оседаний на высоте h = 85 м, по формуле
(11.7.7)
f(z)h = f(zY = о,42 о,6 .
н Н hi 355
Подбираем безразмерное распределение 8 (z2 ) таким об-
разом, чтобы оно проходило через точку с координатами
за)
-и
-15
-10
-s
о-
5
lO-
fS-
го-
ло-
S\x)
512),
-40
X
S(x)
Рис.Ш.10. Построение безразмерных
распределений оседаний и деформации водо-
защитной потолочина (пояснения в тексте).
)h = 0,71 и S (z2 )j} =0,1 и чтобы площадь образованной им
.эпюры была равна f ( z )h = 0,6. Затем для проверки правиль-
ности подбора дважды графически дифференцируем подобранное
распределение дтя определения положений точек с максимальной
кривизной s"(z2 )h . Поскольку всем названным требованиям
представленное на рис.Ш.10 распределение S (z2 )h удовлетво-
ряет, принимаем его в качестве расчетного.
Определим по формуле (2.3) суммарное конечное оседание
пр*. выемке всех трех калийных пластов с параметрами, приведен-
ными в исходных условиях. Для этого найдем сначала конечные
оседания хяя. пласта В (пренебрегая оседанием до момента за-
кладки камер)
- 239 -
= 1,2 м;
для пласта АБ
„ ____3______ = 2,2 м;
/ тпахАБ а + В 27
для пласта Кр.-П*
S _ 7-16 . , '
7тахКр-.П а + в ' 27 * М ’
Суммарное оседание = 1,2 + 2,2 + 4,1 = 7,5 м.
Определим теперь максимальное значение кривизны, дости-
гаемое в водозащитной потолочине,при исходных условиях отра-
ботки калийных пластов по формуле (П.7.8), подставив в нее
максимальное значение, взятое из рис.Ш.10
„ umax^zl4Vmax 20-7.5 то тп-4 I
Ч =------= 12'10 тг«
> L h 355г
Сравниваем полученное значение крийизны с допустимым,при-
веденным в табл.I.7.1,и убеждаемся,, что оно превышает допус-
тимое _ —
кп - 12-Ю-44- > Ю-10-41= [К) .
Следовательно,'необходимы дополнительные горные меры
уменьшения деформаций в виде соответствующей зоны смягчения.
2. Определение параметров зоны смягчения.
Применим для уменьшения конечного значения оседания сту-
пенчатую зону смягчения. С этой целью найдем сначала по форму-
ле (3.7) допустимую величину оседания по допустимой кривизне,
приняв в качестве запаса прочности пк = 2
[0,—ЁкА------------ = ^2-_lQ±35,52. = 3,8 м .
' Ч Ц ОЧах 2.20
Разница в ожидаемом и допустимом оседаниях составляет
Aq = 3,7 м. В рассматриваемых условиях наиболее прости' со-
- 240 -
здать эону смягчения путем оставления неотработанным на поло-
се определенной ширины пласта Кр.-П, отработка которого дает
близкое илт) оседание.
Найдем минимально допустимую ширину ступени зоны смягче-
ния (ширину полосы, на которой плас'г Кр.-П не отрабатывается)
по формуле (3.10), выбрав по графику 5’(2 )к , приведенному
на рис.Ш.10, значение m0x = 0,6:
f (I - 0,6).355= 150 m.
-L IXICbJa. XX
Таким образом, в качестве зоны смягчения принимается ос-
тавление вдоль постоянной границы выработанного пространства
полосы шириной 150 м, на которой пласт Кр.-П не отрабатывает-
ся.
Ш.2.2. Примеры выбора конструктивных мер защиты с
подрабатываемых зданий и сооружений
Ш.2.2.1. Пример 4. Определение предельного и целесообраз-
ного сроков ввода конструктивных мер защиты в здание, спроек-
тированное с 'минимальным комплексом таких мер.
Задание. Определить необходимый и целесообразный сроки
ввода конструктивных мер защиты 9-этажного здания, проектиру-
емого на территории залегания калийных руд с минимально необ-
ходимым комплексом таких мер.
Исходные данные. Проектируемое здание является кирпичным
серии 164-80-4. Длина здания 1 = 120 м, высота от подошвы фун-
дамента до верха карниза Нд = 30 м. Здание будет располагать-
ся на территории, которая через 3 года после его возведения
начнет подрабатываться. Здание сориентировано длинной сторо-
ной перпендикулярно к постоянной границе выработанного про-
странства. Один его конец находится на расстоянии Xj - 200, а
второй на расстоянии х2 = 320 м от наружной границы краевой
чаьти мульды сдвижения.
Здание будет подрабатываться двумя калийными пластами -
пластом В с закладкой и пластом АБ с закладкой с параметрами,
приведенными в табл.Ш.7.
- 241
Таблица HI.7
Параметры камер и целиков, при которых происходит
оседание земной поверхности в условиях примера 4
Пласт Ширина камер а, м Высота камер m , м Ширина целиков в, м
В ’ 8 10 19
АБ 15 4 12
Глубина ведения работ от подошвы пласта АБ Н = 250 м. В
качестве минимально необходимого комплекса конструктивных мер
защиты применены: а) разделение здания на 2 отсека длиной
!' = 60 м по всей высоте здания с установкой парных стен;
б) шов скольжения между фундаментом и первым этажом.
Решение. Решение поставленной задачи сводится к:а) пост-
роению графика нарастания оседаний на в.г.к.ч. для рассмат-
риваемых условия; б) уточнению срока службы здания и сроков
между его капитальными ремонтами; в) определению ожидаемых де-
формаций земной поверхности к этим срокам; г) определению до-
пустимых деформаций для здания и сравнению их с ожидаемыми
для выявления предельного срока ввода в здание конструктивных
мер его защиты; д) определению с ориентировкой на сроки между
капитальными ремонтами целесообразного срока ввода в здание
конструктивных мер его защиты.
I. Построим график нарастания оседаний на в.г.к.ч. По-
скольку параметры камер и целиков, предусмотренные к примене-
нию при подработке здания, не отличаю-ся от применяемых в на-
стоящее время на Верхнекамском месторождении, строим график
нарастания оседаний на основе безразмерных графиков, приведен-
ных для отработки с закладкой пластов В и АБ (при С < 0,35)
на рис.1.2.2. На рис.Ш.II приведены эти графики со сдвигом от
начала постройки здания равном t ост -'3 года и их сумма.
2. Уточняем сроки службы здания и србки м^жкапитальных
ремонтов. В соответствии с табл.1.6.1 за расчетный срок слух-
Рис.111.II. Графики нарастания оседаний
земной поверхности для в.г.к.ч. (для условий
примера 4), вызванных отработкой пластов: АБ,
бы рассматриваемого здания принимаем То - 120 лет. Средняя
расчетная периодичность капитальных ремонтов принимается в
соответствии с табл.1.6.2 равной t = 40 лет. Отложив назван-
ные сроки на графике нарастания оседаний земной поверхности,
видим, что ко времени первого планового капитального ремонта
оседание на в.г.к.ч. достигнет - 1,3 н, ко времени вто-
рого I? jj = 1,45 м и к окончанию срока службы здания
7т0= 1,5 м, т.е. что основные деформации здание испытывает ко
времени I-го капитального ремонта.
3. Найдем ожидаемые и расчетные деформации здания ко
времени первого капитального ремонта, воспользовавшись форму-
лами (2.25)-(2.27) и табл.1.6.4 коэффициентов перегрузки.
- 243 -
Для этого вычислим сначала по формуле (2.24) длину крае-
вой части цульда и безразмерные координаты концов здания в ее
пределах, используя для определения граничных углов данные
табл.1.2.1:
1 i H(ctgV +otgjp = 250(otg50o+otg45°) = 4б0м ;
z. > 460 - 200 0 6.
1 460
Z(? a -L-~AL2 . 460 - 2.00 - 120 = 0 3
“ L 460
Ожидаемые деформации земной поверхности ко времени 1-го
капитального ремонта -будут равны
1 =
шах
К
шах
. 1,3-1,96 = 5 5 fo-3
L 460
^з"(в) = 1,3-6 5 = о 4.10-4 I
460* м
Д= -S- = 25 юл ;
К
^так~
= о 15 . 1»3-615_ = 2,7-Ю-3 ’
’ 460
Расчетные деформации, равные произведению ожидаемых на
коэффициент перегрузки, будут равны
1™-гл=п1 *п,пт= I.4-5.5-I0-3 = 7,7-Ю“3;
rnaxj 1 пах * ’ ’
Ko=nv Km = 1,8-0,4.КГ4 I = 0 7.Ю-4 I . я =14 км;
тахр к шах ’ ’ м ’ м ’ '
Cciaxp = nf fnax =» I,4-2,7-I0“3 = 3,8-Ю-3.
4. Определим теперь допустимые деформации для рассматри-
ваемого здания. С этой целью найдем расчетный показатель сум-
марных деформаций ко времени I-го капитального ремонта по фор-
муле (5.3) с использованием коэффициентов условий работы, вы-
бираемых по табл. 1.5.2:___________________,
41 4=1,3 ° Г “f f + и2к а
- 244 -
= 60-10? /(0,6)2-(3,8)2-I0-6 + (0,55)2Л тд ™ъ)2 =
= 60 У 0,36-14,5 + 0,3-4,6 = 150 мм
На основании табл.I.5.1 принимаем допустимое значение
показателя суммарных деформаций равным 1л1] ~ 140 мм. По-
скольку расчетное значение показателя суммарных деформаций
больше допустимого л 1 = 150 > (Д1) = 140, приходим к выво-
ду. что конструктивные меры защиты необходимо вводить в рас-
сматриваемое здание до первого планового капитального ремонта.
5. Определим предельный срок ввода в здание необходимых
конструктивных мер защиты. Поскольку рассматриваемый объект
относится к числу характеризуемых показателем суммарных дефор-
маций (в отличие от ряда сооружений и объектов, характеризуе-
мых допустимыми деформациями отдельных видов), построим гра-
фик зависимости этого показателя от величины оседания, найдя
несколько его точек, например, для » - 0,5 н и - 1,0 м
(для т] - 1,3 м величина л уже подсчитана выше). С этой
целью определим сначала расчетные деформации земной поверх-
ности при названных ее оседаниях на в.г.к.ч, умножив расчет-
ные показатели, найденные при у ~ [,3 гл, па коэффициенты ,
равные при п - 1,0 м Х=-1х2 - 0,7?; при 4 0.5 и
X=0i5_=0'3C. 1,3
1,3
Тогда получим при V = 1,0 м
1тахр --\0,77-7,7-Ю"3 х 5,9- Ю~3:
Ктахр = 0.77-0,7-Ю-4 1 ’ 0,54-10~4 -Г ;
н _ 18 км;
frr,axp = 0,77-3,8-I0"3 . 2,9-10“3;
при у - 0,5 м
Wp - 0,38.7,7.10-3 гДМО'3;
245 -
ктчхп= 0.38-0,7-I0-4-i- = 0,27-I0-4-i-; R = 37 км;
шалр м гл
£maxp = 0,38-3,8-IO-3 = 1,45-IO-3 .
Найдем значения расчетного показателя суммарных деформа-
ций при каждом значении оседания по формуле (5.3). при >j = 1,0м
6 1 = 60\/о,36-2,22 + Q,3-(-|§-)2' = 60^3,0 + 0,8 ‘ = И? мм;
при tj - 0,5 м
61 = 60 Vo,36-1,452 + 0,3-(-22-)2 = 60Vo,76 + 0,2 = 60 мм .
v 37 v
На построенном по этим данным графике (рис,Li. 12) откла-
дываем допустимое значение показателя суммарных деформаций
[61J;. 140 м и находим соответствующее ему оседание
[Ч]~ 120 мм. По графику нарастания оседаний на в.г.к.ч.
(см.рис.Ш.II) откладываем P/J и находил соответствующий ему
срок с момента строительства рассматриваемого объекта
t н - 33 года.
Таким образом, предельно необходимый срок для ввода кон-
структивных мер в данное подрабатываемое здание оказывается
равен t = 33 года. По формуле (6.5) определяем целесообн-
разный срок ввода конструктивных мер с начала его эксплуета-'
ЩЕ1
t ц = t п - 5 лет = 33 - 5 = 28 лет .
Этот срок и принимается в проекте мер защиты здания при
его проектировании с минимальным комплексом конструктивных
мер.
Ш.2.2.2. Пример 5. Проверка необходимости применения
конструктивных мер защиты для промышленного здания.
Задание. Оцепить необходимость ввода конструктивных мер
защити в промышленное здание, построенное эа 10 лет до начала
подработки, со сроком службы 50 лет при известных ожидаемых
деформациях земной поверхности за этот срок.
Рис.Ш.12. Изменение пока-
зателя суммарных деформаций
от оседаний земной поверхно-
сти на в.г.к.ч. для условий
примера 4 (пояснения в тек-
сте).
- 247 -
Исходные условия. Охраняемое здание - многоэтажная обо-
гатительная фабрика с трехсменным режимом работы, каркасного
типа, построенное по гибкой конструктивной схеме. Ожидаемые
деформации земной поверхности на участке, где расположено зда-
ние: наклон 10 = 8,2-Ю-3; кривизна К^ = 0.7-I0”4 1/м
(R 0 = 140 км); горизонтальные деформации растяжения
6 = 0,35-Ю-3. Здание имеет длину 100 м; расстояние от
жесткого блока до крайних фундаментов здания составляет с обе-
их сторон по = 40 м.
Решение. Решение задачи разделяется на следувдие этапы:
а) определение расчетных деформаций земной поверхности на уча-
стке расположения здания; б) определение допустимых деформа-
ций для охраняемого здания; в) сравнение расчетных к допусти-
мых деформаций и выводы в части необходимости в конструктивных
мерах защиты.
I. Для определения расчетных деформаций земной поверхно-
сти умножим ожидаемые ее деформации на коэффициенты перегрузки
выбираемые по табл.1.6.4 для известного положения горных вы-
работок п
lp=ion = 8j2'ICT3-I,4 = II,5-Ю"3;
V = О.’-Ю-4 -I.B = I.25.I0-4-1-1
R = —S— = 80 км;
Р 1{Р
£р = е0 nf = 0,35-Ю~3-1,4 = 0,5-Ю-3
2. Для определения допустимых деформаций найдем сначала
по табл.1.5.3 для рассматриваемого здания показатель допусти-
мых деформаций [Ср.] . В соответствии с изложенным в п. 1.5.3.1,
рассматриваемое здание отнесем ко второму разряду. В таком
случае показатель допустимых деформаций для него будет равен
[С^| 40 мл.
Допустимой деформацией для промышленных зданий рассмат-
риваемого типа, является горизонтальная-, определяемая по
формуле (5.6), при подставке в пее вместо значения, рав-
- 248 -
няе в соответствии с табл.1.5.2 (при 1 = 40 м) m = 0,7
И - -J-»1 _ s -------40------- = if4.io"3 .
€ 4 0,7-40-1000
3. При сравнении величины допустимой деформации с расчет-
ной убёадаемся, что первая более второй почти в 3 раза. Отсю-
да следует, что конструктивных мер защиты от вредного влияния
подработки рассматриваемое здание не требует.
Ш.2.2.3. Пример 6. Оценка необходимости применения и вы-
бор конструктивных мер охраны для магистрального водовода и
высоковольтной линии электропередач.
Задание. Оценить необходимость ввода конструктивных мер
охраны для подземного магистрального водовода и высоковольт-
ной линии электропередач, построенных до начала разработки ка-
лийных солей, при условии, что орок эксплуатации указанных со-*
оружений превышает длительность процесса сдвижения земной по-
верхности.
Исходные условия. Стальной магистральный водовод диамет-
ром 800 мм и высоковольтная линия электропередач напряжением
110 кВ на участке протяженностью 1000 м попадают в зону влия-
ния горных работ. Две части этого участка длиной L = 340 мм
каждая расположены в краевых частях мульды сдвижения и одна
часть длиной 320 м попадает в зону полной подработки. Распре-
деление ожидаемых оседаний и деформаций земной поверхности в
краевых частях мульды сдвижения, найденные по методикам, пз-
ложенныи в разделе J.2, приведены на рис.Ш.13. Конечные макси-
мальные ожидаемые оседания и деформации в этой части мульды в
соответствии с расчетом составляют: оседания *10 - 5 м; на-
клон i0 = 20.6-I0"3; кривизна Ко = -2,3.10"^ 1/м (в - 4 к?л);
горизонтальные деформации £0 = -П,9-10~3.
Максимально возможный перепад температур во время эксплу-
атации водовода (по сравнению с температурой в момент его за-
ложения) аТ - 50°С.
- 250 -
Техническая характеристика водовода и физико-механиче-
ские характеристики грунта:
Диаметр водовода наружный Дн, см . .............— . . 80
Толщина стенки трубы 6 , см ........................... I »0
Давление, воды в водоводе Рати> кгс/см2................ 3,0
Глубина заложения верха трубы в, траншее Н3, м .... 1,0
Грунт-глина с объемным весом у , т/м3 _ ............... 1,8
Угол внутреннего трения / (tg/)........................ 0,3с
Сцепление С, кгс/сшг . . .............................. 0,19
Решение. Решение задачи сводится к выполнению следующих
этапов: а) определению максимальных расчетных деформаций в
пределах краевой части мульды сдвижения в в зоне полной под-
работки; б) сравнению максимальных расчетных деформаций с до-
пустимыми; в) выбору и расчету необходимых конструктивных мер
защиты подрабатываемых объектов в случае, если допустимые де-
формации окажутся меньше расчетных.
I. Для определения максимальных расчетных деформаций в
краевых частях мульды сдвижения умножим максимальные ожидае-
мые деформации на коэффициенты перегрузки, взятые по табл.
1.6.4 для неизвестного взаиморасположения объекта и горных вп
работок
'/р - = 5-1,1 =-5,5 и;
i =1 и = 20,6-Ю“3..1,2 = 24,?.Ю"3;
р U ж. '
К_ = К п = -2,3-10"4-1,4 = -3,2-10~? 4-;
р и к М
В п - К _1_ = 4,0 -L. = 3 км;
р 0 пк 1,4
fcp = fo nf = -П,9-10~3-1,2 = -14,3-Ю-3;
Для определения максимальных расчетных’ деформаций земной
поверхности в зоне полной подработки воспользуемся табл.1.6.4
и графиком, приведенным на рис.1.2.10, из которого, в частно-
сти, оледует, что за пределами оседаний, равных 2,5 м, ожида-
емые деформации остаются постоянными и равным! 1-. 1,6-10~3,
К = 0,8-Ю-4 1/м, £ - 2,5-IO-3. Тогда получим
- Z51 -
*р » ni 4вввх = I.2-I.6-I0-3 = 1,9-Ю"3;
Кр=пкКо^ =I.4-0,8.I0-4-^ = I,I-I0-4-l-;
£р = ng = 1,2-2,5-Ю-3 = 3-I0-3.
2. Сравним теперь расчетные деформации земной поверхнос-
ти с допустимыми для охраняемых объектов, которые даны в
табл.1.5.5 и 1.5.7. Все величины деформаций для удобства рас-
смотрения сведем в табл.Ш.8.
Таблица Ш.8
Допустимые деформации для подрабатываемых объектов
и расчетные деформации земной поверхности
для условий примера 6
Объекты,
участок
Величины деформаций.
1-Ю"3 к-10^,4- н , км
€-Ю~3
Допустимые деформации
Водовод
Опоры ЛЭП:
анкерные 12,0 —
промежуточные — —
Расчетные деформации
Краевая часть мульды 24,7 3,2
Зона полной подработки .... 1,9 1,1
- 8,0
7,0
— 10,0
3,0 14,3
9,0 3,0
Из сравнения следует, что расчетное деформации в краевой
части мульды больше допустимых как для водовода, так и для
ЛЭП. Следовательно, для. них необходимо ввести соответствую-
щие конструктивные меры защиты.
3. Выберем необходимые конструктивные меры защиты. Снача-
ла для водовода. С этой целью, согласно n.J.5.2 /29/, найдем
сушу продольных растягивапцих усилий, возникающих в водоводе
при подработке, сравним ее с расчетным сопротивлением сварно-
- 252 -
го стыка, и, если последнее меньше первого, решим вопрос об
охране водовода путем выбора соответствующих компенсаторов.
Сумма продольных растягивающих усилий определяется по
формуле (3.22) /30/
£<*»% + 0,8( +бн + бе),
где Ор - продольное растягивающее напряжение, возникающее
под действием внутреннего давления; - продольное растя-
гивающее напряжение, возникающее при изменении температур;
<sR - продольное растягивающее напряжение, возникающее в свя-
зи с изменением кривизны земной поверхности; б( - продоль-
ное растягивающее напряжение, возникающее в результате гори-
зонтального сдвижения;
°р=Л Е “— =0,3 = 40,5 кгс/см2;
Е = I2-IO"6-2,I-IO6-5O*= 1260 кгс/см2,
где o(t - коэффициент линейного расширения сети (12-10г°);
Е - модуль упругости материала водовода (сталь), равный
2,1-10® ;
= -—-—------ _ 2,1-10®-80-1,4 - 294 кгс/см2,
2 fiomln 2-400000
где л к = 1,4 - коэффициент перегрузки (см.табл.1.6.4);
R Ош1п - минимальный ожидаемый радиус кривизны.^равный соглас-
но исходным условиям. 4 юл;
cS = (1-осs П -1^) = 2QQQ.0 2 - 3250 кгс/см2,
£ Л 3,14-1
где Q - максимальное силовое воздействие грунта на водовод,
определяемое по формуле /29/
Q=K( 1 Н3 tg/+ С) = 1(0,0018-100-0,36 + 0,19) = О.ЗБбкгс/см2
1 - длина растянутой зоны полумульды, равная
1 ° 1,(1340(1 " 0>4) = 200 м’
- 253 -
zlmax_ принимается в соответствии с рис.Ш.13, равным
и1шах= 0,4; 1к - длина участка, расположенного между точ-
кой полумульды 21шах и точкой с критическим сдвижением для
данного грунта,с запасом принимается 1^=1 • В таком случае
£б= 40,5 + 0,8(1260 + 294 + 3250) = 3880 кгс/см2.
Расчетное сопротивление сварного шва (стыка труб) прини-
мается согласно СНиП, П-В.3-62.
d0- ш3вр£# = 1890 кгс/см2,
где ю з - коэффициент условий работы, принимаемый равным
mq = 0,9; В,СЕ - расчетное сопротивление растяжения опарных
соединений трубопровода.
Сравнив бс и!б, бс = 1890 < 3880 = Ed, устанавли-
ваем, что комменсаторы необходимы.
Определим расстояние между компенсаторами
иц-и,! _ гпй°.г_Х-Ш . 4700 см - 47 м. '
Q 0,255
где бр+0,8(* Д1 + dR) = 40,5 + 0,8(1260 +294)^
~1300 кгс/см2.
Найдем компенсирующую способность каждого компенсатора •
S=K(f onf « 0,8(I4,3-I0"3 - 0,3-I0-3)47-I03= 52С M^h
гле f = - Edk _ 1890 - 1300 = О.З’-Ю-3,
Д В ~ 2,I-I0b
К - коэффициент интенсивности горизонтальных деформаций между
компенсаторами, принимаемый равным 0,8.
Для ЛЭП, как для башенной конструкции, определяющими яв-
ляются наклоны. Так как ожидаемый конечный наклон площадки
превышает допустимый наклон для ЛЭП в два раза, то необходимо
в нижней части опор установить устройство, которое дало бы
возможность периодически производить выправление положения
опор. Горизонтальные деформации в краевой части мульда сдвиже-
ния больше допустимых для ЛЭП. Это вызовет ратяжение проводов
и оттяжку опор. Чтобы предотвратить это,-необходимо в период
- 254 -
выправления опер проводить перетяжку проводов.'
111.2.3. Примеры экономической оценки вариантов
мер защиты подрабатываемых объектов
Ш.2.3.1. Пример 7. Экономическая оценка вариантов мер
защиты подрабатываемого участка железной дороги.
Задание. Произвести экономическую оценку возможных вари-
антов мер защиты от вредного влияния подработки участка желез-
ной дороги общего назначения при известном законе развития во
временя деформаций земной поверхности на этом участке.
Исходные условия. Охраняемый участок железной дороги
располагается в условиях Верхнекамского калийного месторожде-
ния над двумя промышленными пластами с выемочной мощностью,
равной: пласт Кр.-П -ш - 3,8 м, пласт АБ - m = 3,2 м.
Отработка шахтного поля, над которым располагается охра- с
няемнй учаоток железной дороги, ведется камерной системой раз-
работки с параметрами, рассчитанными только на обеспечение
оплошности водозащитных отложений. Этими параметрами являются
(в зоне полной подработки) деформирующиеся во времени мевдука-
мерные целики, ширина и степенЬ нагружения которых соответст-4’
веино.составляют: на пласте Кр.-П в - 3,8 м, С = 0,75; на
'пласте АБ в = 5,8 м, С = 0,6. При этом соблюдаются условия:
отставание фронтов очистных работ на смежных панелях не более
2 лет, а скорость их подвигания не менее 100 м/год.
В пределах краевых частей мульды сдвижения у постоянных
п временных (остановленных на срок более 4 лет) границ вырабо-
। . тайного пространства применяются зоны смягчения, благодаря ко-
торым (за счет уменьшения извлечения руд) деформации водозащит-
ных отложений уменьшаются до значений, не превышающих допусти-
мые. Охраняемый участок железной дороги, протяженностью 1,5 км.
примыкает с одной-стороны к междушахтному целику, а с другой -
к существующему выработанному пространству.
Рассмотрим возможные варианты мер охраны рассматриваемо-
го участка железной дороги.
Первый вариант. Конструктивные и профилактические меры
защиты, обеспечивающие нормальную эксплуатацию участка (под-
- 255 •
сыпка полотна, сгонка-разгонка пути, выправление контактной
сети, усиленные инструментальные наЛшодения).
При применении этого варианта максимальные ожидаемые де-
формации земной поверхности достигают: а) в краевой части
Мульдн сдвижения наклон 1 0 = 7-1О-3, кривизна Ко = 0,5-10
I/м, R 0 = 20 км, горизонтальные деформации €0 = 5-I0-d;
б) в зоне полной подработки наклон i0 =’ 3-10~з, кривизна
Кр = 0.2.I0-4 I/м, Ео = 50 км, горизонтальные деформации
£0 = 2-Ю-3; в) в движущейся краевой части мульды сдвижения
наклон 10 = 0,5-Ю-3, кривизна К = 0,1'Ю-4 I/м, горизон-
тальные деформации £0 = 0,^-Ю-*.
График изменения скоростей оседания земной поверхности
во времени на в.г.к.ч. показан на рис.Ш.14, из которого сле-
дует, что активная стадия процесса сдвижения длится на каадом
Подработанном участке железной дороги не более 4 лет (с нача-
ла подработки) и что максимальные скорости оседания, горизон-
тальных деформаций растяжения-сжатия и приращений наклонов
не превосходит в месяц соответственно Q* = 80 мм/мес.,
Е(= 0,56 йм/м-мес., ' 1 = 0,64 мм/м-мес, ,
Суммарные уклоны на всем попадающем в зону влияния гор-
ных работ участке железнодорожного пути (существующие вместе
с создающимися за счет оседания) не превосходят руководящего..
Общая продолжительность процесса сдвижения составляет • '
25-30 лет. Извлечение руд по блоку в этом случае составляет;
на пласте. Кр.-П =-------§--- =---------------- = 50$:
(а+в> (3,8 + 5,2)-3,8
на пласте АБ си0 - -----S----- ------2-------— = 31%.
(а+в)ш (3,2 + 5,8)-3,2
Затраты на реализацию первого варианта мер охраны (по.
счетам, предъявляемым отделением железной дороги производствен-
ному объединению) составляют при достигнутых скоростях оседа-
ния и деформаций земной .поверхности 3,3 тыс.руб. в год на v
I № пути.
Второй вариант. Оставление под подрабатываемыми участка-
- 256 -
ми железной дороги (в пределах частей выработанного простран-
ства, оказывающих влияние на деформации железнодорожного пути)
жестких междукамерных целиков (со степенью нагружения
0^0,3), деформации которых со временем затухают или длятся
с малыми скоростями многие десятки лет; создание вдоль границ
с жесткими целиками эон смягчения, в пределах которых размеры
междукамерных целиксв (и степень их нагружения) изменяются от
проектных до жестких.
Рис.Ш.14. График изменения скоростей оседаний
и деформаций земной поверхности для условий примера 7
(пояснения в тексте).
При этом в зоне смягчения (на переходе от проектных к
жестким целикам) деформации остаются равными тем, которые ожи-
даются в первом варианте. На остальных частях подработанного
участка железной дороги деформации земной поверхности по ве-
личине не будут превосходить точности проводимых замеров, а
скорости оседания 3+-5 мм/год. Общая продолжительность процес-
са сдвижения выходит за пределы 200 лет.
В связи с тем, что разрабатываемые пласты являются сбли-
женными, потолочина, разделяющая отработанные на них камеры
- 257 -
со временем разрушится. По этой причине размеры жестких цели-
ков должны определяться, исходя из высоты, которой достигают
камеры после разрушения потолочин, т.е. М = 10 м. При таком
условии ширина жестких целиков, имеющих степень нагружения
0,3, в соответствии со сделанными расчетами составляет
в =14 м при ширине камер на пласте Кр.-П а = 5,2 м, выбран-
ной по данным практики, исходя из сохранения в них устойчиво-
сти кровли за технологический срок, равный 4-5 месяцам.
При применяющихся на пластах добычных машинах коэффици-
ент извлечения руд при названных параметрах камер и целиков
составляет по блоку в пределах выемочной мощности:
ч 17
на пласте Кр.-П си. = ------------------------------- 23,3%;
(а+в)т (14 + 5,2) 3,8
на пласте АБ-
СУ, ------3--------------9-----
(а+в)ш 19,2-3,2
= 14,6%.
Площадь участка, в
ние, равна
=(A1+Eetg6p)2Hctg
пределах которого будет такое извлече-
но = (1500+300) 600 = I0.8-I05 м2,
где Aj - длина участка железной дороги, подлежащего охране от
вредного влияния подработки, (Aj = 1500), м; И - глубина веде-
ния работ (Н = 300), м; So - граничный угол, равный .60 = 45°
В пределах зон смягчения извлечение руд изменяется ст
си0 до (Mj и может быть принято равным 0»2 = . В тагом
случае оно составит:
на пласте Кр.-П Ш ? = -50_t 23,3 = з^.
на пласте АБ «/.-,= З1. * 74,.5 = 27,7%.
4 2
Площадь учаотка шахтного поля, в пределах которого будет
такое извлечение, составит
?2 = (2АТ + Hotg ) Б = (2-1500 + 300)150 = 5-I05 м2
(Б - ширина зоны смягчения, равная в рассматриваемых услови-
ях 150 м).
- 258 -
Третий вариант. Отработка участков шахтного поля, рас-
положенных под железнодорожным полотном, с проектными парамет-
рами в сочетании с закладкой камер солеотходами на 75-85% их
высоты. Закладка камер уменьшит максимальные и текущие оседа-
ния и деформации земной поверхности в краевых частях мульды
сдвижешгя до величин: наклон 10 = 5-10"^; кривизна
Кд = 0,4-Ю-^ I/м; горизонтальные деформации растяжения-сжатия
f0 = 4* 10"? а также уменьшит в несколько раз максимальные
скорости их нарастания и, тем самым, упростит наблюдения и
профилактические работы по обеспечению нормальных условий экс-
плуатации подрабатываемых участков железной дороги. Общая про-
должительность процесса сдвижения составит около 50-60 лет, а
продолжительность вредного влияния на железную дорогу - 25.лет.
Третий вариант связан в основном с затратами на строительство
закладочного комплекса и расходами на закладку камер.
Объем закладки составляет 85% от объема отработанных ка-
мер с проектными параметрами в пределах площади г т. Произво-
дительность закладочного комплекса принимается равной/
q = 550 тыс.м3 в год. При такой производительности капитало-
вложения (по аналогии с проектом подобного комплекса, выполнен-
ным для условий Второго Соликамского рудника) составят 1,1,
а ежегодные эксплуатационные расходы 0,672 млн.руб; Строитель-
ство закладочного комплекса предусматривается осуществить в
течение одного года после начала подработки рассматриваемого
участка железной дороги.
Решение. Решение поставленной задачи разделяется на сле-
дующие этапы: а) выбор начала периода оптимизации и его про-
должительности; б) расчет затрат в сумме с ущербом для каждо-
го из вариантов; в) сравнение полученных результатов и выбор
наиболее экономичного варианта.
I. Выбор продолжительности периода оптимизации и его на-
чала.
Продолжительность периода оптимизации с учетом длительно-
сти вредного влияния подработки на железную дорогу принимает-
ся равной 25 годам. За начало периода оптимизации с учетом
- 259 -
скорости роста деформаций земной поверхности принимается год
начала подработки железной дороги.
2. Экономическая оценка рассматриваемых вариантов мер
охраны.
Первый вариант. Годовые затраты на осуществление конструк
тивнйх и профилактических мер защиты полуторакилометрового
участка железной дороги принимаем равными сумме ежегодно от-
числяемых горнодобывающим предприятием отделению железной до-
роги по предъявляемым счетам на каадне 1,5 км подработанного
пути, т.е. 3,3-1,5 = 5 тыс.руб.
В таком случае общие затраты на поддержание 1,5 км участ-
ка железной дороги в состоянии, обеспечиванием безопасное про-
ведение всех предусмотренных планами перевозок, при приведении
етих затрат к началу периода оптимизации определяться по фор-
муле (8.II), которая при равных годовых затратах получит вид
3 к W3-'1
ЕнпУ- + Евд) k
где - среднегодовые расходы на поддержание рассматрива-
емого участка железной дороги за счет ремонтно-восстановитель-
ных и профилактических работ, равные 5 тыс.руб.; J- Период
времени, в течение которого будут расходы на ремонтно-восстано-
вительные и профилактические работы, связанные с подработкой
рассматриваемого участка железной дороги (24 года); Гк - год
окончания расходов на ремонтно-восстановительные и профилакти-
ческие работы, считая с момента начала периода оптимизации
(25-й); Ецд - коэффициент приведения разновременных затрат,
равный в соответствии с рис.I.8.1 = 0,08.
Тогда 3=5 (Е + 0>08)24 - I = 53 тыс.руб. « 0,05 млн.руб.
0,08-1,0824
Второй вариант. В економическом отношении второй вариант
отличается от остальных тем, что связан с ущербом от роста
потерь полезного ископаемого в жестких целиках и зонах смяг-
чения. Для оценки этого ущерба определим снач.'та величину до-
- 260 -
волнительных потерь от применения второго варианта мер охра-
ны по формуле
п =ЕТ (со _ ц) ) + Бт ( Ш -Шт ) +
ТАБ °АБ ТАБ 1Крг1Т Кр.-П 1КрН1
+Б3 (си0 -ц>2 )+Е? ( ш _ ),
2АБ °АБ 2АБ 2Кр.-П °Кр>Л Кр.-П
где Ej и Eg - балансовые запасы руд на площадях F1и ?2 •
о>(и шг - извлечение руд во втором варианте на площадях
Р1 и »2 ; соо - извлечение руд на тех же площадях, принятое в
проекте (равное извлечении в первом варианте).
П2 = ] [и1АЬ (ШО0 - “'iAJP+mKp.-n (<х/оКр.-п " "iKP4i^ +
+ *2 7 [">ДВ ~“,2АЬ>+В1Кр.-П -(U'oKp.4i " tU2Kp.-n>] =
= Ю,8-105-2,2-|3,2(0,31 - 0,146) + 3,8(0,5 - 0,233)] +
+ 5-I05-2,2{3,2(0,3I - 0,27?) + 3,8(0,5 - 0,367)] = 4 мян.т.
Ценность одной тонны недоизвлеченных балансовых запасов
определяется по формуле (8.2)
и .. п ы/ _ ьо ^о стов ио
цп " 11б w ьб “ —^т— W------------------ >
где Сб - суммарные затраты на добычу и переработку I т руды
с балансовым содержанием за вычетом затрат на горноподготови-
тельные работы и потонной ставки амортизации основных фондов,
руб.; IV - коэффициент извлечения полезного ископаемого (KOI)
в процессе обогащения (принимается равным 0,786); Ц^ - вало-
вая ценность I т балансовых руд; CQ - содержание полезного
компонента (K0I) в балансовых запасах (на ка-адом пласте) или
расчетное среднее (принимаемое равным 37,5%); Цо - оптовая це-
на на единицу конечной продукции (принимается равной 24), руб.;
- содержание полезного компонента в конечной продукции в %,
принимаемое равным 95%; Стов - затраты на добычу и переработку
I т руды (принимаются равными 4,5), руб., aQ - среднее содержа-
ние KCI в добытой руде (принимается равным 32..'%),
- 261
ц - 3?t5-24_ Q 766 _ 4151'37,5 - 2 j9 _ 22 руб.
n 95 ' 32,2
Увеличение затрат на подготовительные работы, вентиляцию
и прочее (в связи с потерей части запасов) найдется из вираже-
ния (8.8)
Д 3 = ЭП- ,
Р 2
где Э - затраты на подготовительные работа, вентиляцию и про-
чее на I т добываемой руды в базовом варианте (по данным руд-
ника 0,1 руб./I т)
Э - 0,1 руб.-4,1С6 т = 0,4 млн.руб.
Общий ущерб от второго варианта мер охраны подрабатывае-
мого участка железной дороги при условии равномерного погаше-
ния запасов в течение
t= -i-= , ----= 5 дет
Vn 300 ц/год
(где I- - длина подрабатываемого участка железной дороги;
V - скорость подвигания фронта очистных работ) найдется по
формуле (8.1)
у Ц, ”2 дзо Н * Енп><У--1
где ty - период времени,в который происходит рост потерь в
связи с. применением горных мер, лет; Гу - год окончания рос-
та потерь в связи с применением горных мер защиты, считая от
начала периода оптимизации (5-й).
Общий ущерб будет равен
У= -2.2-4.I06 < 0,4'Ю6 (4 + 0,08)5^ I =
5 0,08(1 4 0,08)4
. ----. В.1О6 . 8 шк.рув.
5 0,08-1,36
- гб2 -
Третий вариант. Суммарные затраты на реализацию треть-
его варианта мер защиты участка железной дороги от вредного
влияния подработки в етом случае определятся по формуле (8.9)
Т^—1 1 '
3 ш Г K3ki (1+Енп) -1
3 t„-1 ОЕни)1 *"1 3
где K3ki - капитальные вложения в закладочный комплекс, рав-
ные 1,1 млн.руб. (1 = 1 год); sa -среднегодовые эксплуата-
ционные затраты на введение закладочных работ, равныеО,672 млн.
руб.; Г3- год окончания ведения закладочных работ, очитая от
начала периода оптимизации ( Ts = J + I); j - период ведения
закладочных работ, лет, определяемый по формуле
J “окр.-П -^
q
— о 35 4- 5)10^(3,8*0,5 4- 3,2*0,31) — у лет,
' • ‘550-I03
где А = 0,85 - степень заполнения камер закладной; q = 550 -
годовая производительность закладочного комплекса, тыс.м3/год.
Таким образом, получим
+ 0,672 = 1,1 + 3,5 =
0,08 (1,08)'
= 4,6 млн.руб.
3. Сравнив результаты расчетов трех вариантов, приведен-
ные ниже:-
Вариант I П Ш
Общий ущерб, млн.руб. 0,05 8,0 4,6
видим, что первый вариант мер охраны подрабатываемого участка
железной дороги для народного хозяйства страны в 90 раз эко-
номичнее, чём вариант охраны с применением закладки, и в
160 раз экономичнее варианта охраны о жесткими целиками, по-
этому он и выбирается для применения.
- 263 -
Литература
I. Общие правила охраны сооружений и природных объектов от
вредного влияния подземных горных разработок на угольных место-
рождениях. МУП. ВНИМИ. Л., 1974.
2. Инструкция о порядке утверждения мероприятии по охране
сооружении и природных объектов от вредного влияния горных раз-
работок и о порядке ведения горных работ в предохранительных
целиках. М.» 1955. *
3. Инструкция о порядке согласования подработки железных
дорог на угольных и сланцевых месторождениях СССР. М.» 1955.
4. Сборник руководящих материалов по охране недр. Госгортех-
надзор СССР. "Недра", М.» 1973.
5. Строительные нормы и правила, ч.П, разд.А, гл.14. Здания
и сооружения на подрабатываемых территориях. Нормы проектирова-
ния. М.7 "Стройиздат," 1972.
6. Временные правила охраны сооружений и природных объектов
от вредного влияния подземных разработок на рудных месторожде-
ниях с неизученным процессом сдвижения горных пород. Л., ВНИМИ.
1966.
7. Правила охраны сооружений и природных объектов от'вредно-
го влияния подземных горных разработок в Донецком угольном бас-
сейне. М.7 МУП. 1972.
8. Нестеров М.П., Львова А.В., Аникин Н.Ф. Основные оообен*- .
ности закономерностей деформаций земной поверхности на калий-
ных рудниках. В кн.: Строительные конструкции, НИИСК, вып.23,
Киев, "Будивельник", 1974. . 1
9. Шалушкина Е.А., Львова А.В., Аникин Н.Ф. Некоторые осо-
бенности проявлений горного давления и сдвижения земной поверх-
ности на участках совместной разработки сближенных пластов АБ
и В. В кн.: Совершенствование технологии и механизации очистных
работ на калийных рудниках комбината "Уралкалий". Л., 1974.
ТО. Львова А.В. Основные закономерности сдвижения земной п -
верхности на Калуи-Голынском калийном месторождении. В кн.Ме-
ханика горных пород при разработке месторождений природных со-
лей. Тр.ВНИИГ, выл.67. Л., 1974.
- 264 -
II. Степанов К.А. Угловые параметры сдвижения на Солигор-
ских калийных рудниках. В кя.: Механика горных пород при раз-
работке месторождений природных солей. Тр.ВНИИГ, вып.67. Л.','
1974.
12. Степанов К.А., Васильева Т.Н. Горизонтальные сдвижения
и деформации земной поверхности на Солигорских калийных рудни-
ках. В кн.: Механика горных пород при разработках месторожде-
ний природных солей. Тр.ВНИИГ, вып.67. Л., 1974.
13. Нестеров М.П. Особенности процесса деформирования зем-
ной поверхности на калийных месторождениях и специфика их уче-
та при выборе конструктивных мер защиты подрабатываемых объек-
тов. В кн.: Доклады на международном Симпозиуме по защите ок-
ружающей среды от последствий подземной эксплуатации минераль-
ного сырья. Тузла (Югославия), 1975.
14. Нестеров М.П., Аникин Н.Ф. Основные закономерности де-
формирования земной поверхности на Верхнекамском калийном мес-^
торождении и методы его предрасчета. В кн.: Механика горных '
пород при разработках месторождений природных солей. Тр.ВНИИГ,
вып.67. Л.; 1974.
15. Knoll Р. Beitrag zwa EinfluG der Zeit auf die Vorfor- s
mung und den Bruch von oalzgestein. Freiberger Forschnngshefte.
Leipzig, 1973.
16. Нестеров М.П., Львова A.B. Метод определения ожидаемых
деформаций земной поверхности при разработке Калуш-Голынского1
месторождения калийных солей. В кн.: Труды ВНИИГ, вып.67. Л.’,
т974.
17. Степанов К.А. Применение метода типовых кривых для
предварительного расчета сдвижений земной поверхности при ка-
мерной разработке калийных месторождений. В кн.: Совершенотвое-
вание технологии и механизации очистных работ на калийных руд-
никах комбината "Уралкалий". Л., 1974.
18. ’ Нестеров М.П. Метод определения ожидаемых деформаций
подрабатываемых объектов в функции от скорости подвигания и
продолжительности остановок фронта очистных работ при камерных
системах разработки. В кн.: Механика горных пород при разра-
ботке месторождений природных солей. Тр.ВНИИГ, вып.67. Л.,1974.
- 265 -
19. Нестеров М.П., Подаков В.Ф. Основные горно-технические
меры защиты подрабатываеных объектов на калийных рудниках. В
кн.: Механика горных пород при разработке месторождений при-
родных солей. Тр.ВНИИГ, вып.67, Л., 1974.
20. Нестеров М.П. Оседания земной поверхности при разработ-
ке к^лийиыХ"месторождений и горно-технические меры уменьшения
их вредного влияния. В кн.: Доклады на Ш международном симпо-
зиуме по маркшейдерскому делу. Том 3. Леобен (Австрия), Горный
ун-т, 1976.
21. Нестеров М.П. Метод определения углов сдвижения земной
поверхности иа заданный период времени при отработке калийных
месторождений. В кн.: Механика гврных пород при разработке ме-
сторождении природных солей. Тр.ВНИИГ, вып.67. Л., 1974.
22. Шагалов С.Е._, Муллер Р.А., Марков В.В. и др. Защита и
подработка зданий и сооружений. М., Недра, 1974.
23. Бевлинов Я.И., Блинов В.Ф., Вайнберг А.С. и др. Строи-
тельство и защита зданий на подрабатываемых территориях (под
общ.ред.Я.И.Бейлинова и М.И.Медведева). Киев, "Будивельник",
1973.
24. Рекомендации по расчету зданий и сооружений на горизон-
тальные воздействия подработок. Киев, НИИСК, 1973.
25. Рекомендации по расчету бескаркасных крупнопанельных
зданий на подрабатываемых территориях. Киев, 1971.
26. Рекомендации по расчету крупноблочных зданий на подраба-
тываемых территориях. Киев, НИИСК, 1973.
27. Пособие по проектированию мероприятий для защиты эксплу-
атируемых зданий и сооружений от влияния горнопроходческих ра-
бот при строительстве метрополитена. Л., Стройиздат, 1973.
28. Методические указания по проектированию мер защиты экс-
плуатируемых зданий и сооружений в районах залегания крутопада-
ющих пластов. Л., ВНИМИ, 1973.
29. Руководство по расчету зданий и сооружений, проектируе-
мых на подрабатываемых территориях. Л., Стройиздат, I960.=
30. Рекомендации по проектированию мероприятий для защиты
эксплуатируемых зданий и сооруиении от влияния горных выработок
в основных угольных бассейнах. Л., Стройиздат, 1967.
- 266 -
31. Колотихкин Б.М. Долговечность жилых зданий. М., Изд-во
лит. по стр-ву, 1965.
32. Правила и нормы технической эксплуатации жилого фонда.
М,, Изд-во лит. по стр-ву, 1969.
33, Нестеров М.П. Метод определения срока возможного отста-
вания ввода конструктивных мер защиты зданий и сооружений от
момента их подработки. В ки.: Механика горных пород при разра-
ботке месторождении природных солей. Тр.ВНИИГ, вып.67. Л.-,
1974.
34. Методические рекомендации по проектированию и созданию
в мягких горных породах глубоких компенсационных и защитных
экранов взрывным способом. ВИОГЕМ, Ин-т гидромех. АН УССР, Бел-
город, 1'975.
35. Методические рекомендации по определению экономической
эффективности основных мер защиты жилых зданий на подрабатыва-
емых территориях,. Донецк, Донпронстройниипроект, 1972.
36. Методические рекомендации по определению экономической
эффективности основных мер защиты общественных здании на под-
рабатываемых территориях. Киев, 1976.
37, Проскуряков Н.М., Пермяков Р.С,, Черников А.К. Физико-
механические свойства соляных пород. Л., "Недра", 1973.
г
Содержание
' Стр.
Введение-............................................... 3
। J. Методические указания ,
I.I, Общие принципиальные положения и исходные данные 7
Общие принципиальные положения .............. 7
1^1.2. Условия и область применения методических
указаний ..........................................
1,1.3. Исходные данные для выбора мер охраны ..... II
I.I.4. Порядок и последовательность работ по вы-
бору мер охраны ................................. 13
'1.1,5. Основные факторы, обусловливающие особенно-
сти деформирования земной поверхности на
калийных месторождениях с изученным процес-
сом сдвижения ................................... 15
1.2. Определение деформаций земной поверхности ..... 17
I.2.I. Общие положения......................,..... 17
1.2.2. Исходные данные для определения ожидаемых
деформаций земной поверхности (горно-геоло-
гичеокое обоснование) ........................... 23
1.2.3. Определений' оседаний земной поверхности на
внутренней границе краевой части пластовой
мульды сдвижения в заданный момент времени
tP при применяющихся параметрах и системах
разработки ...................................... 24
1.2.4. Определение оседаний земной поверхности на
внутренней границе краевой частя пластовой
мульды сдвижения в заданный момент времени
для новых параметров и систем разработки .. 27
А. Верхнекамское месторождение ................. 27
Б. Калуш-Голынское месторождение-................. 35
В. Старобинское месторождение :.................. 39
1.2.5. Определение деформаций земной поверхности в
заданный момент времени! в постоянных краевых
частях пластовых мулвд сдвижения ................ 43
1.2.6. Определение максимальных деформации земной
поверхности в движущихся краевых частях пла- ч
стовых мулвд сдвижения .....................).... 54
1.2.7. Определение деформаций земной поверхности в
заданный момент времени в эонах полной под-
. работки пластовых мулвд сдвижения............. 55
А. Общие положения.......;..................... 55
Б. Определение конечных деформаций............. 57
В. Определение текущих деформаций ............. 59
1.2.8. Определение деформаций земной поверхности в
заданный момент времени в зонах полной под-
работки суммарных мульд сдвижения ................
1.2.9. Особенности определения текущих деформации
земной поверхности в зонах полной подработ-
ки суммарных мульд сдвижения при отработке
сближенных калийных пластов ......................
I.2.I0; Учет влияния, оказываемого на деформации
земной поверхности неотработанными участка-
ми пластов .......................................
I.2.II. Определение скоростей деформирования земной
поверхности .....................................
1.3. Горные меры уменьшения деформации земной поверх-
ности ...............................................
I.3.I. Общие положения ..........................
1.3.2. Защита подрабатываемых объектов предохрани-
тельными целиками.................................
1.3.3, Горные меры, уменьшающие конечные оседания
земной поверхности ...............................
1.3.4. Горные меры, уменьшающие оседания и деформа-
ции земной поверхности в зонах полной подра-
ботки ............................................
1.3.5. Горные меры, уменьшающие неравномерности
распределения конечных и текущих деформаций
земной поверхности в краевых частях мулвд
сдвижения ........................................
1.3.6. Горные меры, удлиняющие процесс сдвижения
земной поверхности ...............................
1.3,7. Горные меры, сокращающие длительность про-
цесса сдвижения земной поверхности ...............
1.4. Архитектурно-планировочные меры защиты подрабаты-
ваемых объектов ...-.................................
I.4.I. Архитектурные меры защиты .................
1.4.2. Планировочные меры защиты .................
1.5. Определение допустимых деформаций земной поверх-
ности для подрабатываемых объектов ..................
I.5.I. Общие положения ..........................
1.5.2. Допустимые (и предельные) деформации земной
поверхности для гражданских зданий ...............
1.5.3. Допустимые (и предельные) деформации земной
поверхности для зданий промышленных предпри-
ятий .........................'..................
1.5.4. Допустимые .(и предельные) деформации земной
поверхности для инженерных и транспортных
сооружений, коммуникаций и технологического
оборудования .....................................
74
75
76
80
81
81
84
87
88
89
99
102
103
103
ЮЗ
105
105
106
109
TI4
1.5.5. Допустимые (и предельные) деформации зрмной
поверхности для природных объектов
1.6. Конструктивные меры защиты подрабатываемых зданий .
и сооружений ......................................... 1гч
I.6.I. Общие положения ............................. 12*
1.6.2. Инженерно-строительные обоснования к выбору
конструктивных мер защиты подрабатываемых обь-
ектов .............................................. 125
1.6.3. Определение расчетного срока службы охраняе-
мого объектами периодичности капитальных ре-
монтов ........................................... 126
1.6.4. Определение целесообразного срока ввода конст-
руктивных мер- защиты в эксплуатируемые объек-
ты при их подработке.............................. 126
1.6.5. Минимально необходимый комплекс конструктив-
ных мер защиты для проектируемых зданий и сое-
ружений .......................................... 130
1.6.6. Дополнительный комплекс конструктивных мер за-
щиты для проектируемых зданий и сооружений .. 132
1.6.7. Основные конструктивные меры защиты экоплуати-
\ руемнх зданий и сооружений ........................ 134
1.7, Охрана водозащитной толщи ......................... 135
Т.7.1. Общие положения.............................. 135
1.7.2. Определение допустимых условий подработки во-
дозащитной толщи..................................... 137
1.7.3. Меры охраны водозащитнрй толщи............ 140
Т.8. Рекомендации по экономической оценке вариантов мер
защиты подрабатываемых объектов............. 141
Г.8.1. Общие пояснения .............................. 141
1.8.2. Методика экономической оценки вариантов мер
защиты подрабатываемых объектов (не связанных
с безопасностью эксплуатируемых рудников) ... 143
П. Приложения
Приложение I. Основные понятия и термины ............... 151
Приложение 2. Основные условные обозначения'...........• 155
Приложение 3. Методика определения степени нагружения
междукамерных целиков .................................. 161
Приложение 4. Определение процента износа каменных (кир-
пичных, шлакоблочных) стен гражданских
зданий с трещинами пои натурном обследова-
нии .................................................. 164
’ежлечение 5. Ожидаемые повреждения конструкций граждан-
ских зданий в’зависимости от показателей
суммарных деформаций ................................... 166
Приложение б. Определение дополнительных затрат, свя-
занных 0 вводом конструктивных мер зеациты
в проектируемые здания..................., 172
Приложение 7. Определение кривизны в слоях водозащитных
отложений .............................................. 183
Приложение 8. Определение дополнительных затрат, связан-
ных с повреждением эксплуатируемых зданий
вследствие их подработки и о вводом в них
конструктивных мер защиты .............................. 194
I. Примеры
Ш.1. Примеры определения ожидаемых оседаний и деформа-
ции земной поверхности................................ 198
Ш.1.1. Примеры определения оседаний земной поверхно-
сти в заданный момент времени на внутренней
границе краевой части мульды сдвижения 198
Ш.1.1.1. Пример I. Определение оседаний на в.г.к.ч?
в заданный момент в условиях, для которых
имеется графики нарастания оседаний во вре-
мени ................................................ 198
Ш.1.1.2. Пример 2. Определение оседанйй на в.г.к.ч.э
в заданный момент в условиях, для которых
график нарастания оседаний во времени необхо-
димо' строить, руководствуясь соответствующей
методикой ....................................... 200
Ш.1.2. Примеры определения деформаций земной поверх-'
ности в заданный момент времени в постоянных
краевых частях мульд сдвижения...................... 203
Ш.1.2.1. Пример 3. Построение мульды оседания земной
поверхности, вызванной отработкой калийной
залежи сложной формы в условиях Калуш-Го-
лынского месторождения................................ 203
Ш.1.2.2. Пример 4. Определение' дейоомаций земной по-
верхности в постоянной краевой части мульды
сдвижения, вызванной отработкой двух калий-
ных пластов Огаробинокого месторождения ... 208
Ш.1.2.3. Пример 5. Построение мулвды оседания земной
поверхности, вызванной отработкой двух силь-
винитовых пластов на ограниченном участке
шахтного поля Первого Березниковского рудни-
ка ......................................... 210
lil.1,3; Примеры определения деформаций земной поверх-
ности в заданный момент времени в зоне полной
подработки............................................ 214
Ш.1.3.1. Пример б. Построение на заданный срок мулв-
ды оседания, вызванной разновременной отра-
боткой участков с разным извлечением ...... 214
E.I.3.2. Пример 7. Построение на заданны» срок муль-
ды оседания при оставлении в выработанном
пространстве неотработанной части рудного
тела ............................................. 227
В. 2. Примеры выбора мер охраны подрабатываемых объектов 230
Ш.2.1. Примеры выбора горных мер охраны-подрабатыва-
емых объектов ..................................... 230
Ш.2.1.1. Пример I. Определение углов сдвижения на
заданный период времени ............................ 230
И.2.1.2. Пример 2. Определение размеров предохрани-
тельного окслоствольного целика..................-.. 233
Ш.2.1.3. Пример 3. Проверка необходимости дополни-
тельных мер охраны для водозащитных отлоие-
ний и определение параметров зоны смягчения
вблизи постоянных границ выработанного про- . \
странства ................................. 235
Ш.2.2. Примеры выбора конструктивных мер защиты под-
рабатываемых зданий к сооружений .................... 240
Ш.2.2,1, Пример 4. Определение предельного и целесо-
образного сроков ввода конструктивных мер
защиты в здание, спроектированное с мини-
мальным комплексом таких мер......................... 240
Ш.2,2.2. Пример 5. Проверка необходимости применению
конструктивных мер защиты длят промышленного
здания ...................;...................... ( 245
Ш.2.2.3. Пример б. Оценка необходимости применения и
выбор конструктивных’мер охраны для магист-
рального водовода и высоковольтной линии
электропередач .........................;............ -1248
Ш.2.3. Примеры экономической оценки'вариантов мер , .
защиты подрабатываемых объектов ............ 254
Ш.2.3.1. Пример 7. Экономическая оценка вариантов
мер защиты подрабатываемого участка’ желез-
ной дороги.......................................... 254
Хитература ...................................»......... 263
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ВЫБОРУ МЕР ОХРАНЫ ДЛЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ,
' СТРОЯЩИХСЯ И ПРОЕКТИРУЕМЫХ ОБЪЕКТ®
НА ТЕРРИТОРИЯХ, ПОДРАБАТЫВАЕМЫХ
КАЛИЙНЫМИ РУДНИКАМИ
Ответственный за выпуск В.С.Федоренчо
Редактор Э.В.Морев
Корректор О.И.Соколова-
Подписано к печати 31/ХП 1976 г. M-3O67I
Форма” 60x84 I/I6 Уч.-изд.л. 14,5 Печ.л.15,8
Заказ 80________Тираж 2G0__________________________Цена I руб,
РТ ТИП БИР