3.4. Прогноз вероятных сдвижений и деформаций при перспективном планировании горных работ

3.4. Прогноз вероятных сдвижений и деформаций

при перспективном планировании горных работ

3.4.1. Вероятные сдвижения и деформации земной поверхности при углах падения пластов , когда границы выработок не располагаются в одной горизонтальной плоскости, определяются по формулам:

1) оседание

; (8)

2) горизонтальные сдвижения вкрест простирания пластов

, (9)

где:

, , - вынимаемые мощности трех наиболее влияющих пластов (пластов, имеющих максимальные отношения , , , в порядке их убывания),

, , - глубины залегания пластов в точке пересечения с плоскостью, проведенной под углом , через охраняемый объект (рис. 5);

, - соответственно коэффициенты влияния второго и третьего пластов, зависящие от расстояний между проекциями границ выработанного пространства по напластованию в первом и втором , первом и третьем наиболее влияющих пластах , а также мощностей междупластья между ними , .

Рис. 5. Схема к прогнозу вероятных сдвижений

и деформаций при залегании пластов под углом

В тех случаях, когда значения могут быть заданы, величины коэффициентов и могут определяться по табл. 7 в зависимости от отношений и , где - глубина залегания наиболее влияющего пласта свиты в точке пересечения с плоскостью, проведенной под углом через охраняемый объект (см. рис. 5); - мощность междупластья между первым, наиболее влияющим, и рассматриваемым пластом.

Таблица 7

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ; И ;

Примечание. Промежуточные значения коэффициентов определяются интерполяцией.

В тех случаях, когда значение неизвестно, и при следует принимать ; ;

3) горизонтальные сдвижения по простиранию

; (10)

4) наклоны в крест простирания пласта

, (11)

где:

, , - глубины залегания трех наиболее влияющих пластов свиты в точках их пересечения с линией максимального влияния, проведенной на разрезе вкрест простирания из рассматриваемой точки площадки под углом к горизонту в сторону восстания пласта, см. рис. 5 (пластов, имеющих максимальные отношения , , в порядке их убывания);

- коэффициент, определяемый по табл. 8.

Таблица 8

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

5) наклоны по простиранию

; (12)

6) горизонтальные деформации вкрест простирания пластов

, (13)

где:

- коэффициент, определяемый по табл. 9;

и соответственно коэффициенты влияния второго и третьего пластов, зависящие от расстояния в плоскости напластования между проекциями границ выработанного пространства в первом и втором, первом и третьем наиболее влияющих пластах и мощности междупластий между ними (см. рис. 5).

Таблица 9

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ

В тех случаях, когда значения могут быть заданы, величины коэффициентов и можно определять по табл. 7 в зависимости от отношений и . При неизвестных значениях и при следует принимать ; ;

7) горизонтальные деформации по простиранию

; (14)

8) радиус кривизны вкрест простирания пластов

, (15)

где - коэффициент, определяемый по табл. 10.

Таблица 10

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

; ; - коэффициенты, определяемые по табл. 11 в зависимости от глубины разработки соответственно первого, второго и третьего наиболее влияющих пластов;

Таблица 11

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

Примечание. Промежуточные значения определяются интерполяцией.

9) радиус кривизны по простиранию

. (16)

3.4.2. Вероятные сдвижения и деформации при углах падения пластов , когда нижние границы выработок располагаются в одной горизонтальной плоскости (за исключением Прокопьевско-Киселевского района Кузбасса) рассчитываются на основании следующих данных:

- из опыта работ на соседних шахтах (участках) определяется вероятная высота этажа и намечается наиболее вероятное положение горизонтов на разрезах вкрест простирания;

- из рассматриваемой точки поверхности (точка A, рис. 6) под углами и к горизонту проводят линии AA' и AA", которые определяют границы зоны влияния выработок на рассматриваемую точку A (углы и определяются по разд. 7 Правил); в пределах зоны влияния AA'A" выбирается наиболее влияющий пласт 1 (см. рис. 6); в качестве наиболее влияющего пласта принимается пласт с максимальной вынимаемой мощностью; при вынимаемых мощностях пластов, отличающихся не более чем в 1,5 - 2,0 раза, в качестве наиболее влияющего пласта может использоваться пласт, расположенный в середине свиты (группы) пластов;

- расчет вероятных сдвижений и деформаций земной поверхности выполняется от влияния каждого намеченного горизонта в пределах зоны влияния AA'A".

Рис. 6. Схема к прогнозу вероятных сдвижений

и деформаций при залегании пластов под углом

Для выбора мер защиты объектов используются максимальные значения сдвижений и деформаций, полученные от влияния горных выработок на каждом из рассматриваемых горизонтов.

Расчеты выполняются по формулам:

а) оседание:

, (17)

где - вынимаемые мощности пластов, расположенных в зоне влияния AA'A" на рассматриваемую точку поверхности (см. рис. 6);

б) горизонтальные сдвижения вкрест простирания при мощности наносов ( - средняя глубина разработки):

. (18)

При мощности наносов для выполнения прогноза горизонтальных сдвижений вкрест простирания необходимо привлечение специализированных организаций;

в) горизонтальные сдвижения по простиранию:

, (19)

где , , - мощности трех наиболее влияющих пластов свиты в зоне AA'A" (см. рис. 6);

г) наклоны вкрест простирания:

, (20)

где:

- вынимаемая мощность первого наиболее влияющего пласта;

, ... - вынимаемые мощности пластов в пределах зон AA'A" (см. рис. 6);

- глубина рассматриваемого горизонта;

, , - расстояния по горизонтали, соответственно между первым и рассматриваемым пластом; в тех случаях, когда , принимается ;

- коэффициент, определяемый по табл. 5 (при );

д) наклон по простиранию пластов:

; (21)

е) радиус кривизны вкрест простирания пластов при углах падения 25 - 45°

. (22)

Примечание. При углах падения пластов менее 25° расчет сдвижений и деформаций выполняется по методике разд. 3.4.1 Прил. 1, где определяется по табл. 12.

Таблица 12

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

Примечание. Промежуточные значения определяются интерполяцией.

Коэффициент определяется по табл. 11 в зависимости от глубины рассматриваемого горизонта;

ж) радиус кривизны по простиранию

; (23)

з) горизонтальные деформации вкрест простирания при мощности наносов

, (24)

где k - коэффициент, определяемый по табл. 4, при принимается .

При мощности наносов прогноз горизонтальных деформаций вкрест простирания выполняется специализированными организациями;

и) горизонтальные деформации по простиранию пласта

. (25)

В тех случаях, когда к моменту проектирования мер защиты объектов пласты отработаны до определенного горизонта, расчеты сдвижений и деформаций выполняются следующим образом:

1. В соответствии с изложенными рекомендациями определяются суммарные сдвижения и деформации в рассматриваемой точке поверхности от влияния наиболее неблагоприятного положения горизонта и при отработке пластов до проектной глубины .

2. Определяются суммарные сдвижения и деформации от влияния ранее отработанных (до проектирования мер защиты) горизонтов .

3. Находятся разности сдвижений и деформаций и , наибольшие из которых используются для проектирования мер защиты объектов.

В тех случаях, когда угольные пласты к моменту проектирования мер защиты отработаны до различных горизонтов, расчеты вероятных сдвижений и деформаций выполняются с привлечением специализированных организаций.

Прогноз вероятных уступов выполняется там, где они установлены по результатам наблюдений, исходя из значений вероятных наклонов.

Прогноз вероятных сдвижений и деформаций в Кузбассе при разработке свит крутопадающих пластов, залегающих в шарнирных складках с углами падения , выполняется по рекомендациям п. 5.2 Прил. 1.