Главная
Документы
5.2. Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций от отдельной очистной выработки (от выработок в свите сближенных пластов на одном горизонте)

Постановление Госгортехнадзора России от 16.03.1998 N 13 "Об утверждении Правил охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях" (вместе с "ПБ 07-269-98. Правила...")

5.2. Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций от отдельной очистной выработки (от выработок в свите сближенных пластов на одном горизонте)

5.2. Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций от отдельной

очистной выработки (от выработок в свите сближенных пластов

на одном горизонте)

При расчетах сдвижений и деформаций от одной выработки или выработок в свите сближенных пластов, расположенных на одном горизонте в Кузбассе (когда расстояния по горизонтали между крайними пластами свиты меньше или равны Рисунок 2278 , где Рисунок 2279 - глубина рассматриваемого горизонта), используют две расчетные схемы:

1. В тех случаях, когда отношение Рисунок 2280 , используется расчетная схема 1, см. рис. 2;

2. В тех случаях, когда отношение Рисунок 2281 , используется расчетная схема 2, см. рис. 2,

где Рисунок 2282 - расстояние по вертикали от поверхности до точки пересечения плоскости, проведенной от нижней границы верхнего разрабатываемого пласта под углом Рисунок 2283 с осевой поверхностью складки (зоной тектонического влияния), см. рис. 2;

Рисунок 2284 - расстояние в плоскости пласта от земной поверхности до нижней границы выработок.

При расчетах сдвижений и деформаций по схеме 1 - максимум оседаний земной поверхности формируется над выходом осевой поверхности складки (зоны тектонического влияния), см. рис. 2, схема 1.

При расчетах сдвижений и деформаций по схеме 2 максимум оседаний поверхности формируется в точке земной поверхности, определяемой по углу Рисунок 2285 (см. рис. 2, схема 2).

При выдержанном залегании пластов, при отсутствии тектонических нарушений во всех бассейнах, за исключением Кузбасса, используется схема расчета, приведенная на рис. 1, в.

При расчетах максимального оседания от свиты пластов в Кузбассе, свита пластов разделяется на группы, расстояние между верхним и нижним пластами группы принимается не более Рисунок 2286 .

Максимальное оседание земной поверхности при разработке свит сближенных пластов в Кузбассе (без учета зоны провалов) определяется по формуле:

Рисунок 2287 , (76)

где Рисунок 2288 - коэффициент, определяемый в зависимости от наличия и типа горных работ на вышележащем горизонте: Рисунок 2289 , если вышележащий горизонт не отработан, Рисунок 2290 при разработке верхнего горизонта с закладкой выработанного пространства и Рисунок 2291 - при разработке верхнего горизонта с обрушением кровли;

Рисунок 2292 - коэффициент влияния свиты пластов, определяемый по формуле:

Рисунок 2293 , (77)

где:

Рисунок 2294 - горизонтальная проекция расстояния от нижней границы верхнего, намеченного к отработке пласта в свите до точки максимального оседания поверхности (см. рис. 2);

Рисунок 2295 - горизонтальные проекции расстояний от нижних границ выработок верхнего и всех последующих, намеченных к разработке пластов в пределах свиты пластов мощностью по горизонтали не более Рисунок 2296 , до точки максимального оседания;

Рисунок 2297 - вынимаемые или эффективные мощности пластов, м.

При системах разработки с обрушением кровли, когда возможно образование провалов на земной поверхности, эффективные мощности пластов определяют по формуле:

Рисунок 2298 , (78)

где Рисунок 2299 - при глубинах горных работ до 100 м; Рисунок 2300 - при глубинах горных работ до 200 м; Рисунок 2301 - при глубинах горных работ до 300 м; при глубинах горных работ свыше 300 м Рисунок 2302 .

Коэффициент Рисунок 2303 , учитывающий влияние угла падения пластов, определяется по табл. 26.

Таблица 26

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА Рисунок 2304

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ альфа, (...°) │

├────────────────────────────┬──────────┬───────────┬──────────┬──────────┤

│альфа <= альфа < 60° │60 │70 │80 │90 │

│ п │ │ │ │ │

├────────────────────────────┼──────────┼───────────┼──────────┼──────────┤

│0,8 cos │0,4 │0,35 │0,3 │0,4 │

└────────────────────────────┴──────────┴───────────┴──────────┴──────────┘

Коэффициенты подработанности вкрест простирания и по простиранию пластов, соответственно Рисунок 2305 .

Рисунок 2306 ,

где:

Рисунок 2307 - размер выработки по падению;

Рисунок 2308 - размер выемочного участка по простиранию пластов;

Рисунок 2309 - средняя глубина разработки пластов.

Максимальное оседание земной поверхности в угольных бассейнах (за исключением Кузбасса) от каждого разрабатываемого пласта без учета зоны провалов определяется по формуле (76), в которой принимается Рисунок 2310 ;

Рисунок 2311 ,

где Рисунок 2312 - вынимаемая (эффективная) мощность рассматриваемого пласта.

Ожидаемые сдвижения и деформации в точках главных сечений мульды определяются по формулам:

а) оседание вне зоны провалов

Рисунок 2313 , (79)

где S(z) - функция распределения оседаний, определяемая по таблицам 27 и 28 соответственно для схем сдвижения 1 и 2 при расчете оседаний в Кузбассе и по табл. 29 при расчетах оседаний в других бассейнах;

Рисунок 2314 - текущая координата;

Рисунок 2315 - длины полумульд;

x - расстояние между точками максимального оседания и рассматриваемой точкой на участках Рисунок 2316 .

Таблица 27

ЗНАЧЕНИЯ ФУНКЦИЙ S(Z), S'(Z), F(Z) И F'(Z)

ДЛЯ УСЛОВИЙ КУЗБАССА (СХЕМА 1)

┌──────┬─────────────┬────────────┬────────────┬─────────────┬────────────┐

│ L │ z │ S(z) │ S'(z) │ F(z) │ F'(z) │

├──────┼─────────────┼────────────┼────────────┼─────────────┼────────────┤

│L │Точка 1 │0 │0 │0 │0 │

│ 1 ├─────────────┼────────────┼────────────┼─────────────┼────────────┤

│ │1,0 │0,03 │0,10 │0,03 │0,18 │

│ ├─────────────┼────────────┼────────────┼─────────────┼────────────┤

│ │0,9 │0,05 │0,16 │0,04 │0,25 │

│ │0,8 │0,075 │0,24 │0,07 │0,35 │

│ │0,7 │0,11 │0,32 │0,11 │0,45 │

│ │0,6 │0,15 │0,48 │0,15 │0,64 │

│ │0,5 │0,21 │0,80 │0,22 │0,90 │

│ │0,4 │0,32 │1,55 │0,32 │1,35 │

│ │0,3 │0,52 │2,05 │0,49 │1,39 │

│ │0,2 │0,76 │1,95 │0,60 │1,05 │

│ │0,1 │0,96 │1,10 │0,66 │0,60 │

│ │0 │1,00 │0,00 │0,72 │0,35 │

│L │0,1 │0,85 │-1,55 │0,74 │0,15 │

│ 2 ├─────────────┼────────────┼────────────┼─────────────┼────────────┤

│ │0,2 │0,67 │-1,20 │0,75 │0 │

│ │0,3 │0,58 │-0,75 │0,72 │-0,20 │

│ │0,4 │0,52 │-0,60 │0,69 │-0,40 │

│ │0,5 │0,47 │-0,54 │0,64 │-0,60 │

│ │0,6 │0,42 │-0,48 │0,59 │-0,78 │

│ │0,7 │0,37 │-0,46 │0,51 │-1,00 │

│ │0,8 │0,32 │-0,42 │0,39 │-1,40 │

│ │0,9 │0,28 │-0,35 │0,23 │-2,05 │

│ │1 │0,25 │-0,25 │-0,02 │-1,40 │

│L' │Точка 4 │0,10 │-0,15 │-0,05 │0,30 │

│ │Точка 5 │0,075 │-0,10 │-0,02 │0,15 │

│ │Точка 6 │0 │0 │0 │0 │

└──────┴─────────────┴────────────┴────────────┴─────────────┴────────────┘

При расчете оседаний в Кузбассе участок Рисунок 2317 делится на три части, точка 3 совпадает с координатой z = 1,0; участок 3-4 (см. рис. 2) имеет длину Рисунок 2318 , длины участков 4-5 и 5-6 составляют по Рисунок 2319 .

Таблица 28

ЗНАЧЕНИЯ ФУНКЦИЙ S(Z), S'(Z), F(Z) И F'(Z)

ДЛЯ УСЛОВИЙ КУЗБАССА (СХЕМА 2)

┌─────────┬────────────┬────────────┬────────────┬────────────┬────────────┐

│ L │ z │ S(z) │ S'(z) │ F(z) │ F'(z) │

├─────────┼────────────┼────────────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│L │Точка 1 │0 │0 │0 │0 │

│ 1 ├────────────┼────────────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ │1,0 │0,08 │0,38 │0,08 │0,62 │

│ ├────────────┼────────────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ │0,9 │0,14 │0,60 │0,16 │1,05 │

│ │0,8 │0,20 │0,65 │0,29 │1,30 │

│ │0,7 │0,27 │0,70 │0,42 │1,50 │

│ │0,6 │0,34 │0,80 │0,60 │1,70 │

│ │0,5 │0,43 │0,90 │0,76 │1,70 │

│ │0,4 │0,52 │1,00 │0,94 │1,60 │

│ │0,3 │0,62 │1,25 │1,08 │1,30 │

│ │0,2 │0,75 │1,60 │1,10 │0,90 │

│ │0,1 │0,94 │1,25 │1,26 │0 │

│ │0 │1,00 │0 │1,20 │-0,65 │

│L │0,1 │0,94 │-0,85 │1,13 │-0,85 │

│ 2 ├────────────┼────────────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ │0,2 │0,83 │-0,95 │1,03 │-0,95 │

│ │0,3 │0,75 │-0,80 │0,94 │-1,00 │

│ │0,4 │0,67 │-0,75 │0,83 │-1,00 │

│ │0,5 │0,60 │-0,70 │0,74 │-1,00 │

│ │0,6 │0,53 │-0,70 │0,64 │-0,98 │

│ │0,7 │0,46 │-0,70 │0,54 │-0,90 │

│ │0,8 │0,39 │-0,70 │0,46 │-0,80 │

│ │0,9 │0,32 │-0,70 │0,39 │-0,50 │

│ │1 │0,25 │-0,70 │0,30 │-0,25 │

│L' │Точка 4 │0,12 │-0,40 │0,05 │0,24 │

│ │Точка 5 │0,05 │-0,30 │-0,12 │0,19 │

│ │Точка 6 │0 │0 │0 │0 │

└─────────┴────────────┴────────────┴────────────┴────────────┴────────────┘

При расчете оседаний в других бассейнах полумульды Рисунок 2320 делятся, как обычно, на 10 частей;

б) наклоны

Рисунок 2321 , (80)

где S'(z) функция средних наклонов определяется по таблицам 27, 28 для Кузбасса и табл. 29 - для других бассейнов; в Кузбассе знаки наклонов принимаются в полумульдах в соответствии со знаками функций S'(z) (см. таблицы 27, 28); в других бассейнах в полумульде по падению наклоны принимаются со знаком "+", в полумульде по восстанию со знаком "-" (см. табл. 29);

Таблица 29

ЗНАЧЕНИЯ ФУНКЦИЙ S(Z), S'(Z), F(Z) И F'(Z)

(КРОМЕ КУЗНЕЦКОГО БАССЕЙНА)

┌──────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┬─────────────┐

│ z │ S(z) │ S'(z) │ F(z) │ F'(z) │

├──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┼─────────────┤

│0 │1,00 │0,00 │1,00 │0,00 │

│0,1 │0,98 │+/- 0,50 │0,97 │0,20 │

│0,2 │0,90 │+/- 1,00 │0,93 │0,40 │

│0,3 │0,77 │+/- 1,70 │0,88 │0,60 │

│0,4 │0,58 │+/- 2,00 │0,81 │0,80 │

│0,5 │0,39 │+/- 1,90 │0,71 │1,00 │

│0,6 │0,22 │+/- 1,40 │0,60 │1,20 │

│0,7 │0,10 │+/- 0,90 │0,47 │1,40 │

│0,8 │0,04 │+/- 0,40 │0,32 │1,60 │

│0,9 │0,01 │+/- 0,20 │0,17 │1,70 │

│1 │0,00 │0,00 │0,00 │1,80 │

└──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴─────────────┘

в) горизонтальные сдвижения

1) в Кузбассе

Рисунок 2322 ; (81)

2) в других бассейнах

на участке Рисунок 2323

Рисунок 2324 ; (82)

на участке Рисунок 2325

Рисунок 2326 ; (83)

на участке Рисунок 2327

Рисунок 2328 ; (84)

на участке Рисунок 2329

Рисунок 2330 , (85)

где:

F(z) - функция распределения горизонтальных сдвижений, определяемая для Кузбасса по таблицам 27, 28, а для других бассейнов - по табл. 29;

Рисунок 2331 - коэффициент, определяемый по табл. 30 в зависимости от отношения глубины верхней границы выработки Рисунок 2332 к размеру выработанного пространства по падению Рисунок 2333 ;

Таблица 30

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА Рисунок 2334

┌───────────────────┬─────────────────────────────────────────────────────┐

│ H /D │ альфа, (...°) │

│ в 1 ├─────────────────┬─────────────────┬─────────────────┤

│ │ До 70 │ 80 │ 90 │

├───────────────────┼─────────────────┼─────────────────┼─────────────────┤

│До 0,1 │1,4 │1,2 │1,0 │

│0,3 и более │0,7 │0,4 │0,4 │

└───────────────────┴─────────────────┴─────────────────┴─────────────────┘

Примечание. Промежуточные значения Рисунок 2335 определяются интерполяцией.

г) горизонтальные деформации

1) в Кузбассе

Рисунок 2336 ; (86)

2) в других бассейнах

на участке Рисунок 2337

Рисунок 2338 ; (87)

на участках Рисунок 2339

Рисунок 2340 ; (88)

на участке Рисунок 2341

Рисунок 2342 , (89)

где значение функции F'(z) для Кузбасса определяется по табл. 27 (схема сдвижения 1) и табл. 28 (схема сдвижения 2); для других бассейнов функции S'(z) и F'(z) определяются по табл. 29;

Рисунок 2343 - коэффициент, определяемый по табл. 31 в зависимости от угла падения пласта.

Таблица 31

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА Рисунок 2344

│ альфа, (...°) │

├────────────────────────┬────────────────────────┬───────────────────────┤

│До 70 │80 │90 │

├────────────────────────┼────────────────────────┼───────────────────────┤

│0,15 │0,7 │1,0 │

└────────────────────────┴────────────────────────┴───────────────────────┘

Примечание. Промежуточные значения коэффициента Рисунок 2345 определяются интерполяцией.

При различной прочности пород висячего и лежачего боков месторождения в тех случаях, когда мощность монолитных песчаников и известняков в висячем (лежачем) боку более чем в два раза отличается от мощности песчаников и известняков в лежачем (висячем) боку угольных пластов, расчеты сдвижений и деформаций поверхности выполняются с привлечением специализированных организаций.

5.1. Исходные данные для расчетов 5.3. Расчет вероятных сдвижений и деформаций