книги / Сдвижение земной поверхности под влиянием горных разработок

П р и м е ч а н и е к табл. 51, 52, 53. Дробью обозначено: в числителе—пределы колебания углов, в знаменателе_ среднее, в скобках—число углов по данным наблюдений,

Т а б л и ц а 52

Углы сдвижения 5 по данным наблюдений в Кузбассе

В 1947 г. на основе классификации месторождений автором предложена зависимость для угла р при охране сооружений I категории = 75° — 0,8 а, но не менее 30°. Это соотношение впоследствии подтверждено М. Н. Дедюкиным и Е. В. Куняевым на основе многочисленных фактических данных. Соотно­

100 м с обрушением кровли производится под углом X, который строится

от нижней границы очистных выработок.

2. При тех же условиях разработки углы i и Б для I и II категорий охраны снижаются на 10°.

3. При выемке пластов с полной закладкой углы сдвижения р увели* чвваются на 5°.

154

Сравнение углов р, фактических и рекомендуемых проектом Правил 1951 г., дает вполне удовлетворительное совпадение (табл. 56).

155

Все прочие углы ?, приведенные в табл. 53, определялись от нижней границы горных выработок в условиях крутого залегания.

Они послужили основанием для рекомендации угла X (по нашим обозначениям >) в проекте Правил 1951 г.

Приведенные данные показывают, что углы сдвижения у в Кузбассе, так же как и в других бассейнах, из-за трудности подыскания объектов наблюдений недостаточно обоснованы.

Уточнение этих углов, а также изучение углов сдвижения при повторных подработках являются неотложной задачей бу­ дущих наблюдений.

маются одними и теми же по всем направлениям.

При оконтуривании зоны влияния горных разработок в неподработанной толще и при расчете целиков по Главному

ствующими Правилами рекомендуются углы сдвижения: в на­ носах 50°, в коренных породах 75°.

Охраняемые сооружения подразделяются на две категории, при этом ширина предохранительной бермы принимается 10 л* (I категория охраны) и 5 л (II категория охраны).

Деление сооружений на две категории охраны и выбор ширины берм основаны на соображениях, приведенных выше при рассмотрении вопроса расчета охранных целиков в Под­ московном бассейне.

Ввиду сравнительно однообразных геологических и горно­ эксплуатационных условий проведенные наблюдения позволили достаточно надежно охарактеризовать процесс сдвижения при первичной подработке поверхности. Наряду с этим следует указать, что углы сдвижения на участках, полностью подра­ ботанных верхним слоем Главного пласта, изучены недо­ статочно.

Имеющееся одно значение угла сдвижения (табл. 57) не может служить основанием для практических рекомендаций. Оно указывает лишь на значительное выполаживание углов в толще, подработанной верхним слоем.

166

Т а б л и ц а 57

Углы сдвижения и обрушения по данным наблюдений на Черемховском месторождении

II.При выемке нижнего слоя пласта Главного в границах выемки верхнего слоя (при совпадении границ выемки по верхнему и нижнему слоям)

Хотя задача расчета целиков на подработанных участках (при выемке нижнего слоя Главного пласта и при выемке Главного пласта после пласта Малого) возникает сравнительно редко, все же в будущем следует предусмотреть уточнение углов сдвижения при повторных подработках.

§ 7. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Анализ фактических данных указывает на возможность классификации угольных месторождений по характеру про­ цесса сдвижения поверхности и горных пород. Подобная классификация, предусматривающая объединение месторож­ дений в отдельные группы и типы по признаку равенства углов сдвижения, может быть с успехом использована при решении ряда практических вопросов.

При анализе зависимости углов сдвижения 8ср от геологи­ ческих и горноэксплуатационных условий выявляется опреде­ ляющая роль физико-механических свойств горных пород.

Последние оказывают существенное влияние также на углы

157

метаморфизма) могут быть положены в основу классифика­ ции как один из определяющих признаков.

Как указывалось в § 4, по этому признаку могут быть выделены:

1)наносные, несцементированные отложения (глины, пески, суглинки, галечники и т. п.):

2)коренные породы слабо метаморфизованные, характери­ зующиеся весьма низкой механической прочностью и сцементированностью;

3)коренные породы средней крепости, более метаморфи­

зованные и сцементированные, чем в предыдущем случае; 4) породы сильно метаморфизованные, обладающие высокой

или весьма высокой механической прочностью и сцементированностыо.

Перечисленные породы характеризуются определенными значениями углов сдвижения 8ср. Так, например, углы сдви­ жения в отложениях типа наносов при нормальной влажности последних в среднем близки к 50°. В сухих наносах они не­ сколько больше, а при значительной влажности или в при­ сутствии плывунов могут выполаживаться до 30—40°.

В коренных породах в зависимости от крепости последних средние углы о изменяются в пределах от 55—65° до 85—90°, постепенно возрастая по мере увеличения крепости и степени сцементированности пород.

Физико-механические свойства горных пород применительно к рассматриваемой задаче в первом приближении могут быть охарактеризованы такими показателями, как временное сопро­ тивление сжатию, буримость, крепость по шкале Протодьяконова.

Перечисленные показатели в силу своей условности позво­ ляют лишь грубо разграничить месторождения, сложенные породами весьма слабыми и слабыми, средней крепости, креп­ кими и весьма крепкими.

Более детальная дифференциация может быть произведена по углу сдвижения 8ср. Средние значения углов сдвижения & в условиях угольных месторождений практически не зависят от мощности пластов и угла падения. Их величина опреде­ ляется физико-механическими свойствами горных пород. Чи­ словые значения этих углов легко поддаются определению по данным кратковременных или выборочных наблюдений. Поэтому средние значения углов 8 могут быть использованы как признак классификации, выделение которого позволяет детализировать классификацию месторождений.

Приведенная в табл. 58—59 классификация угольных место­ рождений приспособлена главным образом к выбору углов сдвижения для расчета охранных целиков.

В соответствии с этим в основу классификации положена однотипность месторождений по углам сдвижения в коренных

158

Т а б л и ц а 58 Классификация угольных и сланцевых месторождений

Основные признаки классификации

* Справочник укрупненных сметных норм на геологоразведочные работы.

породах. Однако выделенные здесь группы месторождений характеризуются общностью ряда других величин. Так, на­ пример, определенным группам и типам месторождений при­ сущи примерно одни и те же параметры, характеризующие наибольшие оседания, форму мульды, деформации и т. п.

Классификация отражает современную изученность углов сдвижения на месторождениях различных типов. Поэтому она не является полной и нуждается в дальнейшем уточнении по мере получения новых данных.

В частности, сюда не вошли месторождения, надугольная толща которых представлена полностью наносами и несцемен­ тированными породами типа наносов. На этих месторождениях

159

Т а б л и ц а 59

Углы наклона охранных плоскостей для расчета предохранительных целиков на месторождениях с неизученным характером сдвижения горных пород

выделении месторождений, сложенных весьма крепкими по­ родами, такие месторождения (типа Кизеловского) в этой классификации не выделены в особую группу. Для них углы сдвижения при расчете целиков рекомендуется принимать в соответствии с типом Ш-а.

Углы сдвижения р и 8, приведенные в табл. 59, обоснованы наблюдениями на типичных месторождениях и для существую­ щих глубин разработок являются достаточно надежными.

160