книги / Сдвижение горных пород и земной поверхности при разработке месторождений полезных ископаемых

Эти утверж дения

были

исследованы / 3 / и

подтверж дено лаборатор ­

ными эксперим ентам и

/ 4 / ,

позволившими

на

специальном

стен д е прос­

ледить изм енение м одуля

деформации по

длине ж есткого

ленточного

фундамента

под во зд ей ств и ем различны х

по

величине горизонтальны х

леформапий

растяж ен и я и

п р о ц есс

трансформации первон ачальн ой пря­

моугольной

эпюры отпора

гр у н та

в трапепиепальную , ко то р ая принята

в настоящ ее

врем я

для оп ределен и я обобщенных

усилий в -п о д р аб аты ва ­

емых

злан и чх

от неравном ерны х

оседаний земной

п о вер х н о сти . Подобие

эпюр

отпоры

г р у н т а ,

об у сло вл ен н о го неравномерными осадками здания

и увеличением

пеф орм ативности

гр у н та при

п о д р аб о тк е,

п одтверж дает­

ся

такж е

данными

н ату р н о го эксп ери м ен та

по п одработке

полностью

устан овлен н ого

на

динам ом етрах

о тс е к а эк сп ери м ен тальн ого

здания

на

поле

шахты

им .К остен ко

п /о .

К а р а га н д ау го л ь 1 .

Вое

это

п о зв о л я е т

с ч и т а т ь ,

ч то неравномерные оседан и я

земной

поверхности

и

го р и зон тальн ы е

деформации, растяж ения приводят-

к

аналогичным

п р о ц ессам ,

заключающимся в пополнительны х

о сад к ах

здания и

е г о

и скри влен и и .

Изложенная

по

р е зу л ь т а т а м

проведенны х

и сследован и й

на

м оделях

к ач ествен н ая

к арти н а

влияния

гори зон тальн ы х деформаций растяж ения

На

несущую’сп о со б н о сть

и

деформационные

с во й ств а оснований во

мно­

гом

п од тверж дает

р целом

сложившиеся п р ед ставл ен и я о

взаи м од ей ст­

К оли чествен н ая

же

зави си м о сть прочностны х

и деформационных

овойств

гр у н то в

от

численных значении

гори зон тальн ы х

деформаций

земной

п оверхн ости

может

бы ть, е с т е с т в е н н о ,

у стан о вл ен а

лйшд

по

р езу л ьтатам

соответствую щ их исследований

в

натурных

у сл о ви ях

при

м ногократной п од работке сооружений

и

их

ф рагм ен тов,

к а к

э то

и ’

п ред усм атри вается

в. настоящ ее врем я

в

р а б о та х

НИИ по

соверш енство­

вании м ер

рхраны

подрабаты ваемы х сооружений

от вр ед н ого

влияния

подземных

горны х

р а зр а б о т о к .

Л И Т Е Р А Т У Р А

1 . Клещев

П .И ..,

Куллер P .À ., Покдад Г .Г .

И сследование

мер

защи­

ты здан и й

от

Е редного

елияния горных

р а б о т .

-С ер .П роекти рован и е и

реконструкция

угольны х

п редп ри яти й .

- М .,

ВДШ Иуголь,

1 9 7 3 ,с . 5 0 -5 6 .

2 . Д олм атов

Г-.И.

М еханика г р у н т о в ,

оснований и ф ундам ёнтов;

'чебник

для-

в у зо в

-

К .,

С тр о й й зд ат,

T 9 8 I.

-

6 ,3 1 ,

3 .

Квятек

И. Влияние растяж ения

основания

на

е г о

к р и в и зн у . -

- Инженерия

и

будовн и чество,

1967,

й 9 .

4 . Модельные исследования фундаментов зданий

в

у сл о ви ях го р и ­

зонтальны х

деформаций основания. Материалы

конференции

/Р о с с и -

конь

Л.

и

л р .

- Проблемы стр о и тел ьства

на

подрабаты ваемы х тер р и ­

то р и ях ,

1978.

Т>ДК

6 2 2 .8 3 1

. Ю. Л. Юнаков,

Г , И;-Самариев

напряжения

ВОКРУГ

ВЫРАБОТОК в

п р о ц ессе

о тр аб о тк и

СШЕЕНШХ РУДНЫХ ТЕЛ И ПРОГНОЗ ИХ УСТОЙЧИВОСТИ

Месторождение представлено несколькими сближенными рудными'

.телами

согласн о ввлеганию

с

углами падения

4 5 -6 0 °

и мощностью

8-I5M .

Р зсстяян и е

между

рудными

тепами

на

р а з р е з а х

в к р е с т

простирания от 3 до 15м.-Вмещающими породами

являю тся

у гл и с т о ­

глинистые

и углисто -карбонатны е сланпы

с

прочностью

на

сж атие и

растяж ение со о тветствен н о

равными:

= 2 6 ,ЗГЛТа

й

= 4 ,5ПТа.

Горные

работы

вед у тся слоевой

системой

с

обрушением

к р о в л и .

Как

показали визуальны е

и

инструментальные

наблюдения за у с ­

тойчивостью

горных

выработок

на у ч астк ах

гор .223м ^ закрепленны х

сплошной

деревянной

крепью

и пройденных в неустойчивы х

у г л и с т о -

глинисты х

и углисто -карбонатны х слан й ах,

происходят самые значи-г

тельны е

деформации

горных

вы работок,

вплоть до полного

выхода их

из с т р о я ,

еще до начала ведения очистных

р а б о т .

В с в я зи

с этим

вопрос

устойчивости

горных вы работок, попадающих в

зоны

влияния

•от велен и я'очи стн ы х

р а б о т ,

приобрел

важное

зн ач ен и е .

Так как в натурных условиях

не

п р ед став л я ется

возм ож ность ис­

сл ед овать

влияние

отработки рудного

м ассива

на окружающий м асси в

в Целом, ’то

для изучения эти х

п роц ессов

и сп о л ьзо вал ся

м ето л мо­

делирования

на

оптически^активны х

м атер и ал ах .

Модели

и зготавли вали сь

из

игдантина

и п р ед ставл ял и

собой

разрезы

по

характерным геологоразведочны м

линиям

прн .различны х

вари ан тах расположения рудных

тел .и торны х

вы работок*

к а к п р гл у ­

бине,

т а к

и

по

отношению к

очистным

работам

(р и с .

I ) .

И митирова­

л ась

также

Гранина

зоны смятия

со

стороны

леж ачего

бока

з а л е к е (Ь

(ослэблевннй

слой)

шириной

0* 5см в

масш табе

м одели,

а

сом м асси в

модели был двзирлойный, т . е .

лежачий

б о к ,

к а к 'б о л е е

к р еп к и й , был

зал и т

игдантином с

большим

содержанием

ж елатина,

ч то .п о зв о л и л о

увели чи ть

ему

модуль у п р у го сти .

122

В сего было

и сслед о ван о 4

м одели по

44

вар и ан там о тр аб о тк и

мае

си в а . Масштаб

м одели рован и я

был принят

1

:3 0 0 и 1 :1 0 0 0 , чтобы

мо

лели р аб о тал и

пол собственны м в есо м .

Рис*

I..М о д е л ь

г; (р а з р е з по линиям

1 0 ,1 1 ,1 2 )

О пределение

напряжений

во к р у г вы работок

н.а. м оделях

про ­

и зво д и л о сь поляризаш ю нно-спти .ческим методом / 1 , 2 / ,

Для п ерехода

к натуро

и сп ользован известны й Тюэффициент подобия

А

#

/ н

élH .

гд е Г /у ,

t M

-

объемные

м ассы

натуры й м одели, a

t H ,

âM

О тработку м оделей

производили

по

следующим

вари ан там :

1

-

в

м асси ве

пройдены горные

вы работки -н а

г о р .

50м,

103м,

143м,

183м,

223м , 26.3м, ЗСЗм и 343м

и .определены

максимальные

к асательн ы е

напряж ения,

возникш ие

во к р у г

них;

2

-

о тр аб о тан о

рудное

тел о З9

до

г о р .

103м,

при

этом

измене -

ние

f/n ax

произош ло

в

сторону

увел и ч ен и я -о тн о си тел ьн о , п ервон а­

чальных

напряжений в о к р у г

вы работок:

го р ,..'5 0 м ,

-

№8

-

в

3

р а з а ,

ÜLI0

-

в

2

р а з а :

г о р .

ТОЗм

- Я8

-

в

2 ,7

р а з а ,

)S

9

-

в

1 ,5

р а з а ;

г о р .

143

-

й7

-

в

Т ,4

р а з а ,

1Ь 8 -

в 1 ,8

р а з я ,

а . в

сторону

ум ень­

шения

вок р у г вы р або то к --

J5 6 * 7 ,9

го р .

50м;

3

-

отработано

рупное

тело

по

го р .

103м,

при

этом

пальиейш ее

•увеличение

Ттал

наблю галось

вокруг вы работок В 9

и

JЬ

10 г о р .5 0 м ,

а

уменьшение

-

JS 8

г о р .

143м -

по

первоначальны х

îm a x

;

4 - отработано рупное тело За

по

г о р .

143м, снова

у вели чен и е

îflitx

на блппал ось

на

гор ..

50м

Е округ

вы работок Д

8

и

Л

5 ,

на

г о р .

ЮЗм -

£*

6

и

В

7 ,

на

г о р .

143м

-

JS

6 ,7

на

г о р .

183м -

В

3 ,

а

уменьшение -

В

8 -

го р .

Ю Зм,

Я

8

-

г о р . 143м;

5

-

отработано

рупное

тело

3

по

г о р .

143м, увеличение

ttn a * -

J& 10

— го р .

50м,

№ 7 ,8 ,9

-

г о р .

Ю Зм,

J? 7 ,8

-

г о р .

143м, Г>

3

-

г о р .

183м;

6 ,7

-

отработаны

рупное

тело

За

и

3

до

г о р .

Ю Зм,

о п ять

у вели ­

чение

Т т а х

на

г о р .

50м

вокруг

выработок

J? 4

и

7 ,

на

г о р .

ЮЗм

-

В 6 ,7 ,8 ,1 2 ;

на

г о р .

143м

-

В

6 ,

на

г о р .' 183м

-

В 3 ,

на

го р .

223ы

- . В

8 ,

на

г о р . 263м

- JS 3 :4 ,

а

уменьшение

на

г о р .Ю З м -

JÊ

8 ,9 ,

на

г о р .

143м

- В 7 ,8 ,

на

г о р .

ЮЗм

-

4 ;

8 ,9 ,1 0 ,1 1 ,1 2 -

отработаны

рупное

тело За

и

3

в

нисходящем

п о -

ряпке

соответствен н о

го г о р .

223м, го р .2 6 3 м

и г о р .3 0 3 м .

При

этом

также

произошло изменение *

tf o a i

’

во к р у г вы работок

в

сторону

их увеличения и уменьшения. Распрепеление

максимальных к а с а т е л ь ­

ных напряжений

вокруг Выработок

пля

г о р .

223м -

п о к азан о

на

р и с . 2 .

И сследования распределени я напряжений

п о к а за л и ,

ч то

вы работки ,

пройденные

по

рудным

тепам,

и рядом

со

стороны

леж ачего

б о к а ,п р и

отработке

верхн его

р у д н о го .тел а

,За

попадают

в 'з о н у

опорн ого

д а в ­

ления ,

п р и • отработке

нижнего

рудного

т е л а З -

в

зону

р а з г р у з к и ,

а

при закладке со стороны ви ся ч его бока

рудных

те л

-

в

зон у

повы

-

шейных напряжений. Г оэрастание напряжений в этой зоне

п рои сходи т

до

те х

пор*,

пока

не

произойдет

обрушение

зависш их

порол

над

очистным пространством . Зона смятия

я в л я е т с я

экраном

при

р а с п р е ­

делении напряжений, т . к . за

границей

со

стороны

леж ачего

е г о

бока находятся более прочные горные

породы .

Сопоставление

р е зу л ь та то в

расп ределен и я

напряжений

с

наблю де­

ниями

за деформированием

горных

вы работок

п о к а за л о ,

ч то

возн и кн о ­

вение

от 0 ,8 -IfïïIa

вок р у г

вы работок;

залегаю щ их

в у г л и с т о ­

глинистых

и углисто -карбонатны х

сл ан п ах ^

приводит их

в н еусто й ч и в

вое

со сто ян и е . Поэтому

на

граф иках

расп ределен и я

ta * *

в о к р у г

вы­

работок

на

каждом

гори зон те

были отсечены

прямой

линией

напряже

-

Jf/>

ния,

превышающие к р и ти ч еск и е

t / i ^ x

•

Д алее

в и золиниях

на

р а з р е з а х и зо б р аж ал ась

б е зр а зм е р н а я вели чи н а

, при

у с -

ловии

Т /м к

Л л fl

•»

показывающ ая

во

1 /П0Х

возникш ее

? 0 4 х

ск о л ьк о

р а з

напряжение в

р е з у л ь т а т е

о тр аб о тк и рудных

т е л больше

к р и ти ч еск и х .

Р и с . 2 .

Р асп ределен и е

максимальных касательн ы х

напряжений

во к р у г

вы работок на

г о р .

223м

Такой

р а з р е з

с

изолиниями

наклады вался на

геологи чески й р а з ­

р е з ,

на

котором

за

единицу

прочности принималась

прочность

у гл и сто -гл и н и сты х

и у гл и сто -кар бо н атн ы х

сл ан н ев ,

а

для остальны х

пород

вы писы валось

б езр азм ер н о е соотнош ение,

показывающее

в о 'с к о л ь ­

ко

р а з

они

п р о ч н ее .

Это

п о зволяло рационально

вы брать м естополо

-

жение

горны х вы работок

отн оси тельн о очистного

п р о с тр а н с тв а . Потом

шла к о р р ек ти р о вк а

по

парам етрам п роц есса

сдвижения

и применяемо­

г о

вида

к р еп и .

По

р е зу л ь т а т а м

и сследован и й

внесены соответствую щ ие изменения

в

п р о ект проходки

нижележащих

го р и зо н то в

и пройден

полевой

штрек

г о р .

223м

длиной

1050

м етр о в .

С остояние

ш трека

по

данным

наблю

-

дений

хорош ее.

1. Хаимова- М алькова

Ф.И. Г етодика исследования напряжений

полярвзапионно-оптическим

метопом . -

М .: Н едра,

1378 . -

1 1 6 с .

2 .

Трумбачев

Е .Ф .,

Колошгава

Л .С . Применение

оп ти ч еско го м ето ­

па для и сследования напряженного

состояния

пород во к р у г

горны х

вы работок. -

I '. :

И зд-во

АН СССР,

1: 63 . -

9 4с.

УДК

6 2 2 .8 3 8 :6 9 .2 2

Р .В .Л и , Е .Н .Л ельб ерер'

ИС№ДСРАВИЕ СИЛОРОГО Г03Д1ШС7ГШ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ

ДЕПОРТА!*------------т .):-. па

боковы е п о г ж и о с т п

ф п щ в д г о в

ЛОДРАБЛТЫРАПЛл ЗДАНИИ I! СООРУДИШЬ

Горизонтальные деформации земной поверхности вызывают

/ 1 , 2 /

до­

полнительные

усилия в

конструкциях

подрабатываемых сооруж ений

за счет сил трения и сцепления между

грунтом и ф унлам ентно-под

-

вальной частью сооруж ения,

а также го р и зо н тал ьн о го давлен и я гр у н ­

та на

боковые

поверхности

фундаментов при

их сдвиж ениях.

При

этом

удельное

значение

бокового давления

е

балан се го р и зо н т ал ь -

ных

силовых воздействий

на

подрабаты ваемое

сооружение д о стато ч н о

велико

и нередко

сущ ественно превышает удельное

значение

сил тр е ­

ния

и

спепления

грун та

по

подошве и

боковым

поверхностям

фундамен­

лубление в гр у н т

боковые поверхности ф ундам ентно-подвальной

ч а с ­

т и . сооружений

при

повторной

подработке

комплекса

граж дан ски х зд а ­

ний (профилакторий - I ,

школа

- 2 ,

д етсад

-

3

на

поле

шахты

им.

Г орбачева п /о .

К араганлауголь

горными

работами

по

п л .

К з ( р и с .1 ,а )

была заложена опеппальная м аркш ей дерско -геодези ческая

с та н ц и я ,

включающая (р и с.

1 ,6 )

серию поперечных (перпендикулярны х п родоль­

ным осям зданий)

линий

грунтовы х

р еп ер о в,

располож енных

на

р а зл и ч ­

ном расстоянии

от

внеш него

обреза-ф ун дам ен тов.

Горнотехнические условия

подработки у к азан н о го

ком плекса

зданий

пл.К д

х ар ак тер и зу ется следующими

данными:

Средняя глубина разр або тки '

#

=386м.

Вынимаемая мощность

п л аста

à t

= 2 ,8м .

Угол

паления п л аста

=8-9°-.

Управление кровлей - полное обрушение.

По р езу л ь татам

инструментальных

наблюдений численные

зн ач ен и я

сдвижений и Деформаций

земной поверхности

в

районе располож ения

дует,

в ч а с т н о с т и ,

из

приведенны х выше

р е з у л ь т а т о в наблюдений

за

подработкой

р а с см а тр и в ае м о го

ком п лекса -зданий,

п о зво л и т

за м е т ­

но онизить р асчетн ы е

н агр у зк и

На

ф ундам ен тно -подвальную

ч а с т ь под­

рабатываемых здан и й и

с о к р а т и т ь

затр аты

на

и.х

защ иту

от

в р е д н о г о .

влияния

подземны х

горны х р а з р а б о т о к ,

Таким- о б р а з о м ,'в

эксперим ентальны е

и ссл ед о ван и я

си л о во го в о з ­

действия

го р и зо н тал ьн ы х

дефорглапий

на

боковые

п оверхн ости фундамен­

тов

подрабаты ваемы х зданий и сооруж ений

должны

войти

зад ач и

изу

-

чения

величины

и р асп р ед ел ен и я

д авл ен и я

гр у н та

на

боковые

п оверх ­

ности,

а

такж е

о т

г а б а р и т о в и

конструктивны х

о со б ен н о стей

зд ан и й ;

зависим ости

б о к о во го

д авлен и я

от

типа

г р у н т а ,

служащ его

е с т е с т в е н - ,

ним

основанием зван и й

и

сооруж ений;

р асп р ед ел ен и я

б о к о во го

даЕле

-

ния

деф орм ируем ого. при п од р або тке

гр у н та

осн ован и я

по глуби н е з а

-

ложения

ф ундам ентов;

изучение

зави си м ости

б о к о во го

д авл ен и я

от

скорости

го р и зо н тал ьн ы х

деформаций

и

влияния

п оследн ей

на

дефю р-

м ати вн ость гр у н то в о го

м ас с и в а .

На

решение

поставленны х за д а ч

и

направляю тся

планируемые

на

ближ айш е голы

эксперим ентальны е

и сслед ован и я

за п одработкой з д а ­

ний

и

сооружений в

К арагандинском

б а сс е й н е . .

Л И Т Е Р А Т У Р А

1 . П роектирование и стр о и тел ь ств о зданий

и

сооружений

на

под­

рабаты ваем ы х

т е р р и т о р и я х .- К .:

С трой и зп ат,

1963 .

2 .

Защита

граж дански х

зданий от влияния

подземных

горны х

р а б о т .

'- М .: Н едра,

1970 .

3 .

Правила охраны сооружений и природных объектов от. вред н ого

влияния

горны х

р а зр а б о т о к на угольных м есторож дениях.

4 .1 .:

Н едра,

1981.

4 .

Флорин

р .А .

Основы

механики

гр у н то в .

-

К .:Г о с с т р о й и зд а т ,

1961 .

5 .

Снитко

Н .К .

С тати ч еское

и

динамическое

давление грун тов и

р а с ч е т

п о д п о р н ы х ,стен о к .

- Г!.:

Г о сстр о й и зд ат,

1963 .

6 .

Куллер Р .А .,

К адлевский В .Б ,

и д р .

Определение

го р и зо н тал ь ­

ных

сил

б о ко во го д ав л ен и я , действующих

на

ж есткое здание

при

его

п о д р аб о тк е .

Труды

ВШГШ,

с б . 6 1 . -

Л .:

1966 .