Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки

4.2.1. Сдвижения и деформации в главных сечениях мульды (рис. 8).

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru

Рис. 8. Схема распределения сдвижений и деформаций в точках главных сечений мульды сдвижения при закончившемся процессе:

а - на разрезе по простиранию; б - на разрезе вкрест простирания; 1 - оседания;

2 - горизонтальные сдвижения; 3 - наклоны; 4 - кривизна; 5 - горизонтальные деформации; АБ - плоское дно; ВГ - зона обратных уступов; ГД - зона прямых уступов

Максимальное оседание земной поверхности определяется по формуле:

hm = q0mcosaN1N2, (31)

где q0 - относительное максимальное оседание, определяемое по разд. 7 для соответствующих бассейнов и месторождений;

m - вынимаемая мощность пласта, при работе с закладкой используется эффективная мощность (п. 4.1);

a - угол падения пласта;

N1 и N2 - коэффициенты, определяемые по разд. 7.

Оседание земной поверхности в точках главных сечений мульды сдвижения определяется по формуле:

hxy = hmS(z), (32)

где S(z) - функция типовой кривой оседания, определяемая по таблицам 17-23 для соответствующих бассейнов (месторождений) в зависимости от коэффициентов N1 - для точек главного сечения вкрест простирания пластов и N2 - для точек главного сечения по простиранию пластов;

zx = x/L3 для точек, расположенных в главном сечении по простиранию пласта;

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru - для точек, расположенных в главном сечении вкрест простирания пласта в полумульде по падению;

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru - для точек, расположенных и главном сечении вкрест простирания пласта в полумульде по восстанию пласта;

x; y1; y2 - расстояния от точки максимального оседания (начала координат) до рассматриваемой точки, соответственно в полумульдах по простиранию, падению и восстанию;

L1; L2; L3 – длины полумульд (см. рис. 8).

Наклоны в главных сечениях мульды:

а) по простиранию

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ; (33)

б) в сторону обратную простиранию

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ; (34)

в) в полумульде по падению

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ; (35)

г) в полумульде по восстанию

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru , (36)

где S¢(z) - функция типовой кривой наклонов, определяемая по таблицам 17-23 для соответствующих бассейнов (месторождений), в зависимости от коэффициентов N1 - для точек главного сечения вкрест простирания пласта и N2 - для точек главного сечения по простиранию пласта.

Кривизна в главных сечениях мульды при a ≤ 45° определяется по формулам:

а) по простиранию

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ; (37)

б) в полумульде по падению

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ; (38)

Таблица 17

Значения функций S(z), S¢(z) и S²(z) для Восточного Донбасса и месторождений Приморского края

z N = 1 N = 0,9 N = 0,8 N ≤ 0,7
  S(z) S¢(z) S²(z) S(z) S¢(z) S²(z) S(z) S¢(z) S²(z) S(z) S¢(z) S²(z)
1,00 0,0 0,0 1,00 0,0 -4,3 1,00 0,0 -7,4 1,00 0,0 -9,4
0,1 0,99 0,19 -2,1 0,98 0,47 -5,0 0,97 0,73 -7,0 0,96 0,91 -8,2
0,2 0,95 0,56 -5,1 0,90 1,02 -6,1 0,85 1,36 -5,6 0,83 1,59 -5,2
0,3 0,86 1,20 -7,3 0,77 1,61 -5,3 0,69 1,83 -3,0 0,65 1,90 -1,8
0,4 0,71 1,89 -5,7 0,58 1,98 1,8 0,48 1,91 0,7 0,46 1,85 2,3
0,5 0,50 2,20 0,39 1,92 2,9 0,31 1,67 3,9 0,29 1,49 4,3
0,6 0,29 1,89 5,7 0,22 1,46 5,7 0,17 1,20 5,1 0,16 1,04 4,6
0,7 0,14 1,20 7,3 0,10 0,87 5,6 0,08 0,71 4,4 0,08 0,62 3,7
0,8 0,05 0,56 5,1 0,04 0,42 3,7 0,03 0,35 2,8 0,03 0,32 2,3
0,9 0,01 0,19 2,1 0,01 0,15 1,5 0,01 0,13 1,2 0,01 0,12 1,1
1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0


Таблица 18

Значения функций S(z), S¢(z) и S²(z) для Кузбасса

z N = 1 N = 0,9 N = 0,8 N ≤ 0,7
  S(z) S¢(z) S²(z) S(z) S¢(z) S²(z) S(z) S¢(z) S²(z) S(z) S¢(z) S²(z)
1,00 0,0 0,0 1,00 0,0 -4,5 1,00 0,0 -6,4 1,00 0,0 -8,3
0,1 0,99 0,2 -2,3 0,97 0,6 -5,5 0,96 0,7 -6,8 0,96 0,8 -8,0
0,2 0,95 0,5 -5,6 0,89 1,1 -6,5 0,85 1,4 -6,2 0,83 1,6 -5,9
0,3 0,86 1,6 -10,8 0,74 1,7 -6,0 0,68 1,8 -3,5 0,65 1,9 -1,0
0,4 0,66 2,6 -8,0 0,55 2,2 -2,5 0,49 2,0 -0,4 0,46 1,8 3,4
0,5 0,38 2,3 6,8 0,32 2,0 8,0 0,31 1,7 6,0 0,29 1,4 4,0
0,6 0,17 1,5 11,0 0,16 1,2 6,5 0,16 1,1 5,1 0,16 1,0 3,6
0,7 0,08 0,6 6,0 0,08 0,7 4,5 0,08 0,7 3,7 0,08 0,7 2,9
0,8 0,03 0,3 2,0 0,03 0,3 2,5 0,03 0,3 2,2 0,03 0,3 2,0
0,9 0,01 0,1 1,0 0,01 0,2 1,0 0,01 0,2 1,1 0,01 0,2 1,2
1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Таблица 19

Значения функций S(z), S¢(z) и S²(z) для Челябинского бассейна

z N = 1 N = 0,9 N = 0,8 N ≤ 0,7
  S(z) S¢(z) S²(z) S(z) S¢(z) S²(z) S(z) S¢(z) S²(z) S(z) S¢(z) S²(z)
1,00 0,0 0,0 1,00 0,0 -6,0 1,00 0,0 -9,0 1,00 0,0 -9,0
0,1 0,95 0,9 -8,0 0,93 1,1 -8,8 0,91 1,2 -8,5 0,92 1,0 -8,5
0,2 0,83 1,6 -6,0 0,78 1,7 -4,5 0,76 1,7 -3,8 0,80 1,8 -6,0
0,3 0,65 2,1 -1,5 0,58 2,0 0,3 0,57 1,9 0,3 0,57 2,2 0,5
0,4 0,42 1,9 4,0 0,38 1,7 4,0 0,37 1,7 4,0 0,37 1,7 5,0
0,5 0,28 1,2 5,0 0,24 1,2 4,5 0,24 1,1 4,3 0,22 1,2 4,5
0,6 0,18 0,9 3,5 0,14 0,8 3,5 0,14 0,8 3,3 0,13 0,8 3,5
0,7 0,10 0,6 2,8 0,08 0,5 2,5 0,08 0,5 2,5 0,07 0,5 2,5
0,8 0,05 0,4 2,0 0,04 0,3 1,8 0,04 0,3 1,8 0,04 0,3 1,5
0,9 0,02 0,2 1,2 0,02 0,2 0,8 0,02 0,2 0,8 0,02 0,2 0,9
1,0 0,0 0,0 0,0 0,00 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0


Таблица 20

Значения функций S(z), S¢(z) и S²(z) для Кизеловского бассейна

z N = 1 N = 0,9 N = 0,8 N ≤ 0,7
  S(z) S¢(z) S²(z) S(z) S¢(z) S²(z) S(z) S¢(z) S²(z) S(z) S¢(z) S²(z)
1,00 0,0 0,0 1,00 0,0 -5,5 1,00 0,0 -6,8 1,00 0,0 -7,0
0,1 0,97 0,6 -5,3 0,96 0,7 -5,8 0,95 0,7 -6,0 0,93 0,8 -6,0
0,2 0,89 1,1 -5,0 0,87 1,2 -4,8 0,86 1,2 -4,5 0,84 1,2 -4,0
0,3 0,76 1,6 -3,8 0,73 1,6 -3,5 0,71 1,6 -3,0 0,69 1,6 -2,5
0,4 0,58 1,8 -0,8 0,56 1,8 -0,8 0,54 1,8 -0,5 0,52 1,7 1,0
0,5 0,40 1,7 2,0 0,37 1,7 2,5 0,35 1,7 2,8 0,35 2,0 3,5
0,6 0,24 1,4 3,8 0,22 1,3 4,3 0,20 1,3 4,5 0,22 1,6 6,0
0,7 0,12 1,0 4,3 0,11 0,9 4,0 0,10 0,8 4,0 0,12 0,8 5,5
0,8 0,05 0,6 3,5 0,05 0,5 3,3 0,04 0,5 3,0 0,07 0,5 2,5
0,9 0,01 0,3 1,8 0,01 0,3 1,8 0,01 0,2 1,5 0,03 0,3 1,5
1,0 0,0 0,0 0,0 0,00 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Таблица 21

Значения функций S(z), S¢(z) и S²(z) для месторождений Печорского бассейна и Интинского месторождения

z N = 1 N = 0,9 N ≤ 0,8
  S(z) S¢(z) S²(z) S(z) S¢(z) S²(z) S(z) S¢(z) S²(z)
1,00 0,0 0,0 1,00 0,0 -3,25 1,00 0,0 -5,25
0,1 0,99 0,30 -4,00 0,98 0,40 -4,50 0,96 0,55 -5,00
0,2 0,94 0,80 -6,50 0,91 0,90 -5,75 0,89 1,00 -4,75
0,3 0,83 1,60 -6,75 0,79 1,55 -5,50 0,76 1,50 -3,75
0,4 0,62 2,15 -1,75 0,61 2,00 -1,75 0,59 1,85 -1,50
0,5 0,40 1,95 3,75 0,40 1,90 3,00 0,39 1,80 2,50
0,6 0,23 1,40 5,25 0,23 1,40 5,00 0,23 1,35 4,50
0,7 0,12 0,90 4,25 0,12 0,90 4,25 0,12 0,90 4,00
0,8 0,05 0,55 3,00 0,05 0,55 3,00 0,05 0,55 3,00
0,9 0,01 0,25 1,50 0,01 0,25 1,50 0,01 0,25 1,50
1,0 0,0 0,0 0,0 0,00 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Таблица 22

Значения функций S(z), S¢(z) и S²(z) для Буланашского месторождения

z N = 1 N = 0,8 N ≤ 0,6
  S(z) S¢(z) S²(z) S(z) S¢(z) S²(z) S(z) S¢(z) S²(z)
1,00 0,0 0,0 1,00 0,0 -6,5 1,00 0,0 -9,5
0,1 0,98 0,5 -7,5 0,96 0,7 -8,0 0,94 1,1 -8,2
0,2 0,90 1,3 -5,0 0,84 1,6 -7,0 0,79 1,8 -5,2
0,3 0,73 2,1 -2,3 0,65 2,2 -3,2 0,58 2,2 -0,5
0,4 0,50 2,3 2,5 0,43 2,1 3,2 0,36 1,9 4,8
0,5 0,30 1,6 6,0 0,26 1,4 5,5 0,22 1,3 5,3
0,6 0,17 1,0 4,8 0,14 0,9 4,6 0,12 0,8 4,1
0,7 0,09 0,6 3,8 0,07 0,5 3,1 0,06 0,4 2,7
0,8 0,04 0,3 2,3 0,04 0,2 1,9 0,03 0,2 1,6
0,9 0,01 0.1 1,4 0,01 0,1 1,2 0,01 0,1 1,0
1,0 0,0 0,0 0,0 0,00 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Таблица 23

Значения функций S(z), S¢(z) и S²(z) для Подмосковного бассейна

z S(z) S¢(z) S²(z)
1,00 0,0 0,0
0,1 0,98 0,53 -6,5
0,2 0,88 1,60 -13,1
0,3 0,66 2,76 -6,4
0,35 - 2,85 -
0,4 0,38 2,65 7,1
0,5 0,16 1,57 10,1
0,6 0,05 0,70 7,5
0,7 0,01 0,20 2,9
0,8 0,005 0,04 0,6
0,9 0,002 0,02 0,1
1,0 0,0 0,0 0,0

в) в полумульде по восстанию

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru , (39)

где S²(z) - функция типовой кривой кривизны, определяемая по таблицам 17-23 для соответствующих бассейнов (месторождений), в зависимости от коэффициентов N1 - для точек главного сечения вкрест простирания пласта и N2 - для точек главного сечения по простиранию пласта.

При неполной подработке (N1,2 < 1) кривизна в точке максимального оседания определяется по средней длине полумульды Lср = 0,5(L1 + L2).

Горизонтальные сдвижения в точках главных сечений мульды:

а) по простиранию

xх = 0,5a0hmS¢(zx); (40)

б) в сторону обратную простиранию

xх = -0,5a0hmS¢(zx); (41)

в) в полумульде по падению

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ; (42)

г) в полумульде по восстанию

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru . (43)

Значение В определяется по формуле:

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru , (44)

где a0 - относительное максимальное горизонтальное сдвижение, определяемое по разделу 7;

a - угол падения пласта;

Hср - средняя глубина разработки, м;

h - мощность наносов;

hм - мощность горизонтально залегающих (a ≤ 5°) мезозойских отложений, м.

Значения функции S(zх) определяются по таблицам 17-23 для соответствующих бассейнов (месторождений) в зависимости от коэффициента N2, а значения функций Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ; Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ; Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ; Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru определяются по таблицам 17-23 для соответствующих бассейнов (месторождений) в зависимости от коэффициента N1.

Горизонтальные деформации в точках главных сечений мульды:

а) по простиранию

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ; (45)

б) в полумульде по падению

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ; (46)

в) в полумульде по восстанию

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru . (47)

Значения функций S²(zх) и S¢(zх) определяются по таблицам 17-23 для соответствующих бассейнов (месторождений) в зависимости от коэффициента N2; значения функций S²(zу) и S¢(zу) определяются по таблицам 17-23 для соответствующих бассейнов (месторождений) в зависимости от коэффициента N1.

При неполной подработке (N1 < 1) горизонтальные деформации в точке максимального оседания определяются по средней длине полумульды Lср = 0,5(L1 + L2).

Промежуточные значения функций S(z), S¢(z) и S²(z), в таблицах 17-23, определяются интерполяцией.

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru

Рис. 9. Схема расположения координатных осей и знаки функций при расчете сдвижений и деформаций в заданной точке мульды:

1 - граница мульды сдвижения; АВ - сечение мульды сдвижения параллельное главному сечению по простиранию пласта; СD - то же, вкрест простирания пласта; Р1Р2 - сечение мульды в произвольном (заданном) направлении

4.2.2. Сдвижения и деформации в заданных точках мульды сдвижения (рис. 9) определяются следующим образом.

Оседание земной поверхности в точке М рассчитываем по формуле (см. рис. 9):

hxy = hmS(zx)S(zy), (48)

где S(zx) - функция S(z), определяется по таблицам 17-23 в зависимости от координаты точки М; zx = x/L3;

S(zy) - функция S(z), определяется по таблицам 17-23 в зависимости от координаты точки М, z = Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru = Y1/L1 (если точка М расположена в полумульде по падению) или координаты Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru = Y2/L2 (если точка М расположена в полумульде по восстанию);

x - абсцисса точки М - расстояние от оси Y (главного сечения мульды вкрест простирания пласта) до параллельного оси Y сечения СД (см. рис. 9), проходящего через точку М;

Y1 (Y2) - ордината точки М, расстояние от оси Х (главного сечения мульды по простиранию пласта) до параллельного ей сечения АВ, проходящего через точку М.

Оси координат располагаются в плане следующим образом. Началом координат служит точка пересечения главных сечений мульды сдвижения по простиранию и вкрест простирания пласта (см. рис. 9), проходящих при неполной подработке через точку максимального оседания, а при полной через начало плоского дна. Ось Х проходит в главном сечении мульды по простиранию и направлена по простиранию пласта; ось Y проходит в главном сечении мульды вкрест простирания и направлена в сторону восстания пласта.

Наклон в рассматриваемой точке М:

а) по направлению простирания пласта

ixy = ixS(zy); (49)

б) по направлению вкрест простирания пласта

iyx = iyS(zx); (50)

в) в заданном направлении P1P2

il = ixycosl + iyxsinl, (51)

где ix и iy - наклоны в главном сечении мульды сдвижения, определяемые по формулам (33)-(36);

l - угол, отсчитываемый против часовой стрелки от направления простирания пласта до заданного направления P1P2 (см. рис. 9).

Кривизна в рассматриваемой точке М:

а) по направлению простирания пласта

Kxy = KxS(zy); (52)

б) по направлению вкрест простирания пласта

Kyx = KyS(zx); (53)

в) в заданном направлении

Kl = Kxycos2l + Kyxsin2l + jxysin2l, (54)

где Kx и Ky - кривизна в главных сечениях мульды сдвижения, определяемая по формулам (37)-(39);

jxy – скручивание поверхности, определяемое по формулам:

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru - если точка М располагается в полумульде по падению пласта, или Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru , если точка М располагается в полумульде по восстанию пласта. Знаки S¢(zy) определяется по рис. 9.

Горизонтальное сдвижение точки М:

а) по простиранию пласта

xxy = xxS(zy); (55)

б) вкрест простирания

xyx = xyS(zx), (56)

где xx и xy - горизонтальные сдвижения в главных сечениях мульды, определяемые по формулам (40)-(43);

в) в заданном направлении P1P2 (см. рис. 9)

xl = xxycosl + xyxsinl. (57)

Горизонтальные деформации в точке М

а) по простиранию пласта

exy = exS(zy); (58)

б) вкрест простирания пласта

eyx = eyS(zx), (59)

где ex и ey - горизонтальные деформации в главных сечениях мульды, определяются по формулам (45)-(47);

в) в заданном направлении P1P2

el = exycos2l + eyxsin2l + 0,5Dxysin2l, (60)

где Dxy - скашивание (сдвиг) земной поверхности, определяется по формулам:

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru , если точка М расположена в полумульде по падению, или Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru , если точка М расположена в полумульде по восстанию пласта. Знаки S¢(zx) и S¢(zy) определяются по рис. 9.

Горизонтальные сдвижения в главных сечениях мульды xx и xy определяются из выражений (40)-(43).

4.2.3. Сосредоточенные деформации определяются следующим образом.

Сосредоточенные сдвиги в горизонтальной плоскости при a > 35° (при наличии данных наблюдений, подтверждающих их образование) на выходе контактов слоев на земную поверхность или под наносы мощностью до 10 м в точке с координатами х, y определяются по формуле:

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru , (61)

где xy - горизонтальные сдвижения в главном сечении мульды сдвижения вкрест простирания пласта в точке (0; y) , определяемые по формулам (42)-(43);

ix - наклоны в главном сечении мульды по простиранию в точке (х; 0), определяемые по формулам (33)-(34);

h1 - мощность деформирующихся пачек, определяется по данным наблюдений; при отсутствии данных наблюдений принимается равной h1 = 30 м.

При мощности наносов h > 10 м горизонтальные сдвиги определяются по заключению специализированной организации.

Радиус кривизны земной поверхности в местах сосредоточенных деформаций для различных бассейнов (месторождений) при aп ≥ a > 45 Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru определяют по табл. 24 в зависимости от ожидаемых наклонов поверхности.

Таблица 24

Радиусы кривизны в местах сосредоточенных деформаций

Бассейн Наклоны, 1×10-3
До 1
Радиус кривизны Rc, км
Челябинский и другие с аналогичными свойствами пород ¥ 4,5 4,0 2,0 1,5
Кузнецкий, Печорский, Кизеловский, Буланашское и другие с аналогичными свойствами пород 6,0 3,5 3,0 2,3 1,9 1,5 1,2
                 

Обратные уступы в полумульде по падению (на месторождениях, где они установлены данными наблюдений) при a > 35° определяются по формуле (62):

hy = ly| Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru|sin2(a - 15°)[1 + 2sin2(a - 15°)], (62)

где ly - расстояние между уступами, определяемое по данным наблюдений; при отсутствии таких данных принимается ly = 30 м;

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru- ожидаемые наклоны в полумульде по падению, определяемые по формуле (35).

4.2.4. Деформации от ранее пройденных (старых*) выработок рассчитываются при следующих условиях:

_____________

* Под ранее пройденной (старой) выработкой понимается выработка, пройденная до начала строительства охраняемых объектов.

а) ранее пройденная (старая) выработка находится в зоне влияния действующей (проектируемой) выработки, т.е. выработки, от которой производится расчет сдвижений и деформаций, для определения мер охраны объектов;

б) старая горная выработка не была ранее в зоне влияния другой старой выработки.

Зона влияния ранее пройденной (старой) выработки, в которой рассчитываются деформации, определяется следующим образом:

а) при коэффициенте подработанности поверхности старой выработкой n1(n2) > 0,8 - от точки максимального оседания (начала зоны полных сдвижений) до границы мульды (рис. 10, а, зона 1-1);

б) при коэффициенте подработанности поверхности старой выработкой n1(n2) < 0,8 - в пределах всей мульды сдвижения от старой выработки (рис. 10, б, зона 1-1).

Расчеты деформаций от старых выработок, пройденных в пласте, где проектируется проведение смежных выработок (см. рис. 10), выполняются следующим образом:

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru

Рис. 10. Схема к расчету деформаций от ранее пройденных выработок:

а - при коэффициенте подработанности поверхности от ранее пройденной выработки

n1 > 0,8; б - то же, n1 < 0,8

при коэффициенте подработанности поверхности старой выработкой n1(n2) ≥ 0,6 деформации в зоне влияния старой выработки определяются по формуле:

Дc = 0,2Дд, (63)

где Дс - максимальные ожидаемые горизонтальные деформации, кривизна и наклоны от старой выработки;

Дд - соответственно максимальные горизонтальные деформации, кривизна и наклоны от действующей выработки; при коэффициенте подработанности n1(n2) < 0,6 расчет деформаций от старых выработок выполняется с привлечением специализированных организаций. Полученные деформации от смежных старых выработок суммируются с соответственными деформациями от действующих (проектируемых) выработок.

Расчет сдвижений и деформаций от старых выработок, пройденных в вышележащих (нижележащих) пластах выполняется путем увеличения максимального оседания и соответственно деформаций от действующих выработок, а также с учетом изменения граничных углов под влиянием старых выработок (разд. 7).

Учет влияния старых выработок в условиях крепких пород при наличии мощных слоев песчаников в массиве (антрацитовые районы) выполняется с привлечением специализированных организаций.

4.2.5. Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций, вызванных сдвижением пород по напластованию, выполняется в условиях тех бассейнов и месторождений, где эти сдвижения и деформации установлены по результатам инструментальных наблюдений.

Сдвижения и деформации горного массива и земной поверхности, вызванные сдвижениями пород по напластованию, возникают в области, ограниченной на разрезе вкрест простирания вертикальной линией, отстоящей от выхода почвы разрабатываемого пласта под наносы на 10 м, и вертикальной линией, проведенной через верхнюю границу выработки (рис. 11, зона 1-1¢).

В тех случаях, когда глубина верхней границы выработки менее 30 м, за верхнюю границу зоны сдвижений пород по напластованию принимается точка пересечения вертикальной линии с поверхностью, проходящей через угольный пласт, залегающий на глубине 30 м.

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru

Рис. 11. Схема к расчету сдвижений и деформаций, вызванных сдвижением пород по напластованию:

а - при выемке одиночных пластов; б - при выемке свит пластов; 1 - оседания от лавы А;

2 - горизонтальные сдвижения от лавы А; 3 - оседания от лав 1+2+3; 4 - горизонтальные сдвижения от лав 1+2+3

Сдвижения горных пород по напластованию рассчитывают при следующих условиях:

45° > a > r¢;

(64)

hн ≤ 0,2Hв,

где r¢ - угол трения по наиболее слабым контактам; при отсутствии полевых испытаний принимается r¢ = 13°;

hн - мощность наносов;

Hв - глубина верхней границы выработки.

При углах падения a > 45° и hн ≥ 0,2Hв расчеты сдвижений и деформаций по напластованию выполняются с привлечением специализированных организаций.

Оседание земной поверхности в точке 1¢ от влияния выработки на горизонте I, вызванное сдвижениями пород по напластованию,

hн = h1sin2a, (65)

где h1 - оседание земной поверхности от выработок первого горизонта в точке, где горизонтальные сдвижения x = 0 (см. рис. 11) либо направлены в сторону падения пласта.

Оседание и горизонтальные сдвижения в мульде рассчитываются по рекомендациям п. 4.2.

Горизонтальные сдвижения в точке 1¢ от влияния выработки на горизонте 1.

xн = h1sinacosa. (66)

Оседание и горизонтальные сдвижения в точке 1

xн = hн = 0. (67)

При разработке одиночных пластов наклоны, горизонтальные деформации и уступы определяются по формулам:

а) наклоны

в точке 1¢ (см. рис. 11); Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru

(68)

в точке 1 (см. рис. 11) iн = 0,

где Hв - глубина верхней границы выработки;

б) горизонтальные деформации

в точке 1¢ Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ,

(69)

в точке 1 eн = 0,

в промежуточных точках зоны 1-1¢ наклоны и горизонтальные деформации при отсутствии слабых контактов определяются линейной интерполяцией;

в) величины уступов на выходе разрабатываемого пласта, угольных пропластков и ранее вынутых пластов

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru . (70)

Величины горизонтальных деформаций на выходах угольных пропластков и ранее вынутых пластов рассчитываются по формуле (69) и умножаются на коэффициент kп = 3,0.

Величины наклонов и горизонтальных деформаций, вызванных подвижками пород по напластованию при разработке свит пластов, в тех случаях, когда расстояния между проекциями верхних границ выработок на земную поверхность меньше половины глубины верхней границы выработки в верхнем пласте, определяются по формулам (см. рис. 11, б):

а) наклоны

в точке 1¢ Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ;

(71)

в точке 1 iн = 0;

б) горизонтальные деформации

в точке 1¢ Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ;

(72)

в точке 1 eн = 0,

где Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ; Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ; Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru ; Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от отдельной очистной выработки - student2.ru - соответственно расстояния по горизонтали от точки 1 (см. рис. 11, б) до проекций верхних границ выработок на земную поверхность в пластах 1, 2, ..., n; положение точки 1 определяется по данным наблюдений, либо обосновывается по заключению специализированной организации;

h - суммарное максимальное оседание поверхности от свиты пластов в точке, где горизонтальные сдвижения равны нулю, либо направлены по падению пласта (см. рис. 11, б).

В других случаях расчеты сдвижений и деформаций в зоне подвижек пород по контактам выполняются по заключению специализированной организации.

Наши рекомендации