книги / Сдвижение горных пород на рудных месторождениях

глинистыми сланцами (/ = 8 ч- 9). Мощность жилы невыдержанная, в среднем составляет 1,5 ль, падение изменяется от 60 до 90°. Отра­ ботка жилы производилась снизу вверх. На глубине 200— 135 ль применялась полная сухая закладка, затем до глубины 30 ль — гидравлическая закладка. Выше, на глубине 30— 10 ль, применя­ лась потолкоуступная система с распорно-костровым деревянным креплением и очистные работы приурочивались к зимнему периоду.

Первые признаки оседания земной поверхности (10— 15 льль) отмечены в 1961 г., когда очистные работы велись на глубине 50— 60 ль от земной поверхности. На момент последнего наблюдения (июнь 1964 г.) граница очистных работ находилась на глубине 20— 10 ль. Максимальное оседание земной поверхности за период 1957— 1964 гг. составило 50 льль. Наблюдениями в подземных гор­ ных выработках ие установлено разрыва сплошности пород и увели­ чения притока воды за счет подработки. Месторождение отработано полностью, случаев прорыва воды в горные выработки не отме­ чалось.

Глава VII

РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЙ НА ОТДЕЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ

Ниже приведены краткие сведения о результатах наблюдений на отдельных месторождениях, отличающихся горногеологическими условиями разработки и характером сдвижения горных пород. Месторождения расположены ориентировочно в порядке возрастания крепости пород и увеличения углов сдвижения.

Никопольское марганцевое месторождение представлено пластом марганцевой руды средней мощностью 2,6 ль, залегающим горизон­ тально на глубине 30— 100 ль. Ориентировочное соотношение пород

внадрудной толще следующее: глины и суглинки 83% , пески 10%

иизвестняки 7% . В толще насчитывается до пяти водоносных го­ ризонтов. Система разработки — длинные столбы с выемкой их -короткими заходками на длину до 15 ль. Управление кровлей — •обрушение.

Изучение сдвижения земной поверхности на месторождении в 1955— 1957 гг. выполнялось Днепропетровским горным институ­ том (И. Г. Лисица), который, обобщив результаты исследований, составил в 1959 г. Указания по охране сооружений [64]. Рекомен­ дуемые в Указаниях углы сдвижения, определенные по оседаниям земной поверхности в 20 льль, Ô = 50°, углы разрывов Ô" — 60°. В Указаниях отмечается, что сдвижение земной поверхности про­ исходит в виде оседаний без разрыва сплошности пород, появления трещин и в отдельных случаях воронок. Процесс сдвижения прояв­ ляется на земной поверхности через 3— 7 дней после посадки кровли в очистных выработках. Максимальная величина оседания земной цоверхноети достигает 70—90% от вынимаемой мощности пласта.

В 1959— 1960 гг. исследования на месторождении проводились Криворожским опорным пунктом ВНИМИ (В. И. Кузьмин). По ре­ зультатам этих исследований были сделаны следующие (предвари­ тельные) выводы:

1.Мульды сдвижения на месторождении формируются не только под влиянием горных разработок, но и в результате дренирования пород, поэтому граничные углы получаются пологими. Контурная полоса мульды сдвижения, возникающая в результате дренирования пород, не имеет критических деформаций.

2.Углы сдвижения, определяемые в соответствии с требованиями Инструкции [52], получаются минимальными по критическим зна­ чениям горизонтальных деформаций.

3.Углы сдвижения для всех шахт месторождения можно при­ нимать одинаковыми и равными Ô = 55°, а углы разрывов б" = 65°.

Чиатурское марганцевое месторождение представлено рудонос­ ной толщей, залегающей горизонтально на глубине 50—180 at. Об­ щая вынимаемая мощность рудных прослоев составляет 3 at. Си­ стемы разработок — столбовые, управление кровлей — полное об­

лашвпли). Так как наблюдения проводились не систематически, полной характеристики процесса сдвижения на месторождении по­ лучено не было. По данным инструментальных наблюдений, мини­ мальные значения углов сдвижения и разрывов равны соответственно 60 и 73°. Максимальное оседание земной поверхности в условиях полной подработки достигло 60% от вынимаемой мощности пласта. Продолжительность периода опасных деформаций земной поверх­ ности при глубине горных работ до 100 м составляет 8 месяцев. Образование провалов происходит при глубине разработки менее 15-кратной мощности пласта. По этим данным и по результатам ана­ лиза углов сдвижения на месторождениях-аналогах (Подмосковный и Челябинский угольные бассейны, Никопольское марганцевое место­ рождение) для Чиатурского марганцевого месторождения ВНИМИ рекомендованы углы сдвижения ô = 60° и углы разрывов б" = 70°.

Никитовское месторождение [33]. Исследования на Никитовском ртутном месторождении проводились Днепропетровским горным институтом с 1948 по 1960 г. Основная часть оруденения на место­ рождении приурочена к трещинам в пластах кварцитовых песчани­ ков, расположенных в вершине антиклинальной складки. Выше залегают кровельные сланцы мощностью 5—6 м, неплотные плит­ чатые песчаники мощностью 35—40 лt и далее бурые сланцы. Ко­ эффициент крепости песчаников 8 —10, сланцев 4—6. Породы

При сплошной отработке рудного тела на значительной площади процесс сдвижения в толще пород висячего бока развивается весьма активно п в короткий срок достигает земной поверхности, образуя мульду сдвижения с трещинами разрыва в краевой части (рис. 50). Сдвижение пород в основной кровле происходит периодически, по мере понижения линии очистных забоев. Так, при глубине гор­

крывающей толще пород и на различных месторождениях колеблется

.от 30 до 60—80 ж. Высота распространения сдвижения пород в заВИС1ШОСТИ от строения толщи может изменяться от 0,5L0 до L 0. :Значи.телЫ1ые оседания и деформации земной поверхности начинают

развиваться, когда L 0 достигает величины, равной половине глубины отрабатываемого участка.

Для построения предохранительных целиков и зон опасных деформаций земной поверхности на всех Североуральских место­ рождениях могут быть рекомендованы следующие углы сдвижения

по сдвижению горных пород в центральной части месторождения,

а на мощных рудных зонах и при выемке надштрековых целиков — подэтажное обрушение. Глубина разработки 150—200 м.

Видимые признаки сдвижения горных пород в районе наиболее мощной рудной зоны 3 появились, когда в выработанном пространстве размером около 400 м по простиранию и 100 м по падению начали погашение междукамерных целиков и потолочин.

Провалы образуются, когда верхняя граница горных разработок располагается на глубине не более 90 м от поверхности. При боль­ шей глубине разработки на земной поверхности образуются только

зуется разрушением пород на отдельные куски и глыбы и обрушением

их в выработанное пространство. Мощность зоны в висячем боку (1,5 -f- 2)т, в лежачем боку (0,6 ■*> 1,0) «г (где т — вынимаемая мощность рудного тела). Границы зоны примерно параллельны выработанному пространству. Выработки в этой зоне разрушаются полностью.

З о н а с д в и г о в и р а з л о м о в 2 ъ висячем боку харак­ теризуется значительными деформациями массива и наличием в нем зияющих трещин разрыва, которые расчленяют массив на блоки размерами 5— 15 м. Блоки сдвигаются как в общем массиве, так и от­ носительно друг друга. В результате этого почва и кровля выработок, пройденных вкресг простирания рудных тел. приобретают ступен­ чатый вид. Часто наблюдаются вывалы пород из кровли выработок и на отдельных интервалах — разрушение выработок. Пребывание людей в зоне сдвигов и разломов опасно.

З о н а с п о к о й н ы х с д в и ж е н и й 3 начинается при осе­ даниях порядка 0,5—0,7 м. Она характеризуется небольшими сдвижениями и деформациями пород. Раскрытие трещин здесь неве­ лико, большие вывалы пород из кровли наблюдаются редко. Грани­ цей зоны со стороны целика служит последняя трещина, которая в большинстве случаев является вообще границей сдвижения. Го­ ризонтальные выработки, расположенные в этой зоне, хорошо сохраняются и могут использоваться для передвижения людей, доставки материалов и даже для механизированной откатки руды.

Исследованиями установлено, что у нижней границы очистной выемки образуется зона смятия 4, в пределах которой породы раз­ рушаются и выдавливаются в сторону выработанного пространства. При глубине разработки порядка 150—200 м размеры зоны со сто­ роны висячего бока составляют 8—17 ж, а со стороны лежачего бока 6 м.

По результатам исследований Чухрай И. Ф. [43] делает следу­ ющие выводы:

1.Критерии и величины деформаций, рекомендуемые Инструк­ цией для определения углов сдвижения, являются оптимальными лишь для наземных сооружений, надшахтного комплекса и стволов шахт. Для горных выработок и выемки запасов полезного ископа­ емого эти допуски неоправданно занижены.

2.Углы сдвижения для различных целей должны быть различ­ ными. На руднике им. Матросова для охраны горизонтальных вы­ работок угол сдвижения в висячем боку следует принимать равным 70°, для выемки запасов — 55°, для охраны наземных сооружений, надшахтного комплекса и стволов шахт — 45°.

3.Основным критерием определения границ безопасного ведения горных работ в подземных условиях следует считать оседание, кри­ тические величины которого следующие: при проведении и эксплуа­ тации горизонтальных горных выработок 0,5—0,7 .и, при произ­ водстве очистных работ — 0,2 м. Остальные критерии (наклон, кривизна, растяжения) не характеризуют степень разрушаемое™