Пример 7. Построение предохранительного целика для отдельно стоящего здания, расположенного над крылом синклинальной складки

Пример 7. Построение предохранительного целика для отдельно стоящего здания, расположенного над крылом синклинальной складки (рис. 9.7)

Рис. 9.7. Построение предохранительного целика для отдельно

стоящего здания, расположенного над крылом

синклинальной складки

На одной из шахт Кузнецкого бассейна охране подлежит отдельно стоящее здание школы. Под зданием залегают в виде синклинальной складки угольные пласты и мощностью соответственно 1,3 и 2,0 м. Средний угол падения пластов под зданием . Глубина залегания пластов под центром здания и . Глубина залегания оси складки в точках пересечения с нижним пластом .

Покрывающая толща пород представлена песчаниками, аргиллитами и известняками. Наносы представлены суглинками нормальной влажности мощностью 23 м.

Допустимые горизонтальные деформации для здания школы .

Определим безопасную глубину разработки отдельно для каждого пласта.

На основании п. 3.5 при условии возможных подвижек по контактам напластований, безопасная глубина разработки определяется дважды: с учетом подвижек по формуле (3.2) и без учета подвижек по формуле (3.1). Для пласта безопасная глубина:

- без учета подвижек: ,

где - коэффициент, определяемый по табл. 5 Прил. 1,

;

- от влияния подвижек по контактам напластований: ,

где - средний угол падения пласта под зданием ,

.

Для пласта проводим аналогичные вычисления:

- без учета подвижек ;

- от влияния подвижек .

Принимаем максимальные значения безопасной глубины разработки:

для пласта - , для пласта - .

Полученные значения для одного и второго пластов превышают глубины залегания пластов, следовательно, отработка любого пласта отдельно вызовет на земной поверхности деформации, превышающие допустимые. Определим безопасную глубину разработки для свиты пластов аналогичным методом как для отдельного пласта:

- без учета подвижек по формуле (3.5):

,

где в произведении ; - расстояние по горизонтали между выбранным первым пластом до рассматриваемого второго пласта; в качестве первого пласта принимается пласт с максимальной вынимаемой мощностью . Получим:

.

с учетом подвижек по формуле (3.6)

,

где и - коэффициенты влияния первого и второго пластов.

Получим .

Принимаем максимальное значение безопасной глубины разработки , которая превышает глубину залегания свиты пластов. Применение конструктивных мер повлекло бы за собой временное прекращение эксплуатации здания, что в данных условиях неприемлемо. Горные меры охраны одиночного здания оказались экономически нецелесообразными, поэтому предпочтение отдано предохранительному целику. Построение границ предохранительных целиков производим в соответствии с п. 8.1 от границ охраняемой площади. Для этого вокруг здания через его угловые точки строим прямоугольник, стороны которого ориентируем по простиранию и вкрест простирания пластов. Параллельно этим сторонам на расстоянии от них, равном ширине бермы, проводим прямые до их взаимного пересечения.

Ширину бермы определяем по табл. 8.1, Б = 15 м.

Углы сдвижения определяются в соответствии с пп. 7.2.2 и 7.2.3: ; ; .

Контур охраняемой площади 1234.

Под зданием школы, подлежащим охране, горные работы ранее не проводились, поэтому согласно п. 8.4 для построения предохранительных целиков используется второй вариант построения.

Для определения границ предохранительных целиков вначале строим вертикальный разрез вкрест простирания и проектируем на него угловые точки охраняемой площади 1(2) и 4(3). Из точки 1(2) проводим линию в наносах под углом и продолжаем ее в коренных породах под углом до пересечения с почвой нижнего пласта . Получаем точки 1'(2') и C(C').

Из точки 1'(2') проводим вторую линию под углом ( - поправка к углу, определяемая по табл. 7.3 и равная в данном случае 3°), до пересечения с почвой верхнего пласта . Получаем точку а(а').

Из точки 4(3) проводим линию в наносах под углом и продолжаем ее в коренных породах под углом (п. 8.12) до пересечения ее с осью складки, а затем продолжаем ее под углом до пересечения с почвой нижнего пласта . Получаем точки 4'(3'), 5 и д(д'). Из точки 5 проводим вторую линию под углом ( - поправка к углу из табл. 7.3, равная 3°) до пересечения с почвой верхнего пласта . Получаем точку б(б').

На разрезе определяем расстояния от точки пересечения осевой поверхности складки с нижним пластом до нижней границы целика по данному пласту (точка д(д')). Это расстояние не должно быть менее величины . В нашем примере данное расстояние l = 100 м, что удовлетворяет поставленному условию. Другое условие определяется расстоянием d по горизонтали от выхода почвы верхнего пласта под наносы до нижней границы целика по нижнему пласту , которое не должно быть менее величины, определенной по формуле (8.6) п. 8.12:

,

где:

и - коэффициенты влияния пластов;

и - вынимаемые мощности пластов, причем пласты располагают в порядке убывания степени их влияния, т.е. и ;

- средний угол падения пластов под охраняемым объектом, ;

- допустимый показатель горизонтальных деформаций для охраняемого здания.

Получаем .

Фактическое значение расстояния d = 285 м, что меньше значения и, следовательно, нижняя граница целиков по обоим пластам должна быть увеличена до значения . Получаем точки е(е') и г(г').

Для определения границ предохранительных целиков по простиранию строим вертикальный разрез по простиранию и наносим на него с плана границы охраняемой площади 2(3) и 1(4). Из этих точек проводим линии в наносах под углом , получаем точки 2'(3') и 1'(4') и в коренных породах под углом до пересечения с горизонтальными линиями, проведенными через точки с(с') и г(г'). Получаем границы предохранительного целика по простиранию по пласту - сс'г'г. Определяем границы целика по простиранию по пласту в точках пересечения пласта с осевой поверхностью складки з(з'). В окончательном виде граница целика по простиранию по пласту - сс'з'г'гз.

Проводим в коренных породах из точек 2'(3') и 1'(4') линии под углом ( - поправка к углу, полученная из табл. 7.3) до пересечения с горизонтальными линиями, проведенными через точки а(а') и е(е'). Получаем границы предохранительного целика по простиранию по пласту - аа'ее'. Определяем границы целика по простиранию по пласту в точках пересечения пласта с осевой поверхностью складки ж(ж'). В окончательном виде граница целика по простиранию по пласту - аа'ж'е'еж.

Используя разрезы вкрест и по простиранию пластов, строим границы предохранительных целиков в плане: по пласту - аа'ж'е'еж и пласту - сс'з'г'гз.

Подсчитываем запасы угля в предохранительных целиках.