Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности с использованием данных наблюдений

8.1. Расчет сдвижений и деформаций при разработке пластов с углами падения a ≤ 25°

Расчеты сдвижений и деформаций от проектируемых выработок выполняются по данным наблюдений в вышележащих (нижележащих) пластах или на соседних участках.

При расчетах необходимо различать следующие основные случаи:

а) пройденная и проектируемая выработки в разных пластах не оказывают взаимного влияния на параметры процесса сдвижения (выработки являются независимыми);

б) пройденная и проектируемая выработки в разных пластах оказывают взаимное влияние на характер процесса сдвижения (являются взаимовлияющими);

в) проектируемая и пройденная выработки располагаются в одном пласте. Взаимовлияющими в разных пластах являются такие выработки, расстояния в плоскости напластования между границами которых Д_н удовлетворяют условию (рис. 16)

Д_н ≤ 0,3Н_в + 0,5h_мcosa ≤ 0,7Н_в, (133)

где H_в - глубина рассматриваемой границы выработки в верхнем пласте; h_м мощность (по нормали) междупластья между ранее отработанным и проектируемым к отработке пластами.

Рис. 16. Схема для определения взаимовлияющих выработок при углах падения

пластов a < 25°:

1 - график горизонтальных деформаций, по данным наблюдений, от выработки в пласте 1;

2 - график прогнозируемых горизонтальных деформаций от выработки в пласте 2

В тех случаях, когда выработки в разных пластах являются независимыми, т.е. не оказывают взаимного влияния на параметры и характер процесса сдвижения, но проходятся в аналогичных по строению и свойствам породах, расчет сдвижений и деформаций от проектируемой выработки выполняется по рекомендациям разд. 4. При этом на основании данных наблюдений от влияния пройденной выработки могут быть уточнены исходные параметры процесса сдвижения (q₀, a₀, угловые параметры, коэффициенты K_h (п. 4.3), характеризующие скорость оседаний и др.), и функции распределения сдвижений и деформаций при одинаковых коэффициентах подработанности и использованы при прогнозе сдвижений и деформаций от проектируемой выработки.

При этом функции распределения сдвижений и деформаций в точках мульды определяются следующим образом. Фактическую полумульду делят на десять частей и в каждой точке деления находят значения оседаний h_i, наклонов i_i, кривизны k_i, горизонтальных сдвижений x_i и горизонтальных деформаций e_i. Функции распределения оседаний, наклонов, кривизны, горизонтальных сдвижений и горизонтальных деформаций находят как соответственные частные от деления:

; ; ;

; . (134)

После определения значений указанных функций выполняют их сглаживание одним из известных методов; сглаженные функции используют при прогнозе сдвижений и деформаций от проектируемых выработок.

В тех случаях, когда проектируемые выработки в разных пластах являются взаимовлияющими с ранее пройденными выработками, максимальные величины сдвижений и деформаций и их распределение могут быть вычислены следующим образом.

Величину максимального оседания от проектируемой выработки h_m определяют по формуле:

, (135)

где m_n и m_(n-1) - соответственно вынимаемые (эффективные) мощности пластов на проектируемом и ранее отработанном участках;

a_n и a_(n-1) - соответственно углы падения пласта на проектируемом и ранее отработанном участках;

и - коэффициенты подработанности поверхности вкрест простирания соответственно от проектируемой и ранее отработанной лавы;

и - коэффициенты подработанности поверхности по простиранию соответственно от проектируемой и ранее отработанной лавы;

k_oc - коэффициент, принимающий следующие значения: k_oc = 1,4, если пройденная выработка проводилась в неподработанной толще; k_oc = 1,2, если пройденная выработка проходилась в однократно подработанной толще; k_oc = 1,0, если пройденная выработка проходилась в неоднократно подработанной толще;

- максимальное оседание поверхности, полученное по данным наблюдений от влияния пройденной выработки.

Максимальные деформации от проектируемой выработки определяются по формулам:

; ; , (136)

где С_с = / , , , - деформации от ранее пройденной выработки.

Точки с максимальными деформациями от проектируемой выработки в этом случае совпадают с точками максимальных деформаций от пройденной выработки (см. рис. 16).

Для получения деформаций в точках мульды от влияния проектируемой выработки необходимо измеренные их величины от пройденной выработки умножить на отношение максимальных оседаний от проектируемой и пройденной выработки С_с = / .

В тех случаях, когда при пологом залегании проектируемая выработка располагается в том же пласте, где находится ранее пройденная выработка, оценка сдвижений и деформаций с учетом данных наблюдений может выполняться в отдельных случаях по рекомендациям п. 8.2; в более сложных случаях использование данных наблюдений (при оставлении целиков различных размеров между выработками, небольших коэффициентах подработанности поверхности от пройденной выработки и др.) выполняется с привлечением специализированных организаций.