книги / Сдвижение земной поверхности под влиянием горных разработок

безопасности для многоэтажных и особенно ответственных со­

предупреждение накопления опасных деформаций путем ре­ монта и исправлений в процессе подработки. Поэтому меры охраны железных дорог существенно отличны от мер охраны

участка железной дороги Рутченково—Красноармейск (мощность пласта т = 1 м, а = 10°, глубина разработки Я = 200 м, /(=200); дороги Сталино—Рутченково (//г = 0,7 м, а = 9 —10°, 'Я=195, /(=278); дороги Ростов—Харьков в районе станций Горловка и Никитовна; железной дороги Воронеж—Ростов в районе стан­

Во всех перечисленных случаях производились наблюдения за деформациями железнодорожного полотна и его системати­ ческий ремонт (подсыпка балласта, разгонка зазоров между рельсами и т. д.). При подработке железных дорог на подра­ батываемых перегонах ограничивалась скорость движения поездов.

Все случаи подработки имели благоприятный исход и не вызывали нарушения установленного графика движения поез­ дов. Следует отметить, что на станции Горловка на тупи­

недостаточно обосновано и требует уточнения. Завышение коэффициентов безо­ пасности приведет к увеличению потерь угля в охранных целиках. (Приме­ чание редактора.)

181

случая выброса рельсов в сторону вследствие деформаций поверхности1.

Таким образом, практика подтверждает возможность под­ работки отдельных магистральных дорог на глубине, регла­ ментируемой Правилами при соответствующей организации ремонтных работ.

При наличии благоприятных условий (отсутствие высоких насыпей и сложных искусственных сооружений, расположение дороги перпендикулярно забою очистной выработки, неболь­ шой грузопоток и т. д.) возможно некоторое (на 20—25%) снижение указанной безопасной глубины.

Опыт подработки местных железных дорог общего пользо­ вания и рудничных железнодорожных веток весьма значителен.

Известны случаи подработки местных железных дорог об­ щего пользования при глубинах, несколько меньших установ­ ленных Правилами. Так, шахтами треста Несветайантрацит в течение ряда лет производится выемка угля под железной дорогой Горная—Новошахтинск (мощность пласта 1,6 м, а=5°, #=150, /( = 95). В районе подработки зафиксированы оседания поверхности до 1 м и максимальные наклоны до 25 мм/м. Дорога систематически ремонтируется, чем обеспечивается ее бесперебойная эксплуатация.

Известны многочисленные случаи выемки угля под руд­ ничными железнодорожными ветками, обслуживающими отдель­ ные шахты и группы шахт в Донбассе при кратности до 25—50

эксплуатацию дорог, несмотря на большие скорости оседаний поверхности (до 50—80 мм в сутки при разработке пологих и наклонных пластов на глубине 30—50 м).

Большой опыт подработки рудничных железных дорог имеется также по Подмосковному бассейну.

Правила охраны сооружений, действующие в настоящее время, не предусматривают оставления охранных целиков под рудничными железными дорогами. Однако в Правилах огова­ риваются меры предосторожности, которые должны приниматься при подработке железных дорог нанебольших глубинах.

Разработка верхних горизонтов свиты крутопадающих пласгов и отдельных мощных пластов с обрушением кровли вызывает образование провалов.1

1 Подробнее о подработках сооружений в Донбассе см. М. В. К о р о т ­ ков. Выемка угля под сооружениями в Донбассе. Углетехиздат, 1953.

182

Т а б л и ц а 65

Некоторые случаи подработки рудничных подъездных железных дорог в Челябинском бассейне

'

М а к с и м а л ь н ы е д е ф о р м а ц и и поверхности

копьевско-Киселевском районе, считает, что при выемке мощ­ ных крутопадающих пластов с плотной гидравлической или пневматической закладкой подработку подъездных железных дорог можно производить на глубине 50 м и более.

П о д р а б о т к а в о д н ы х о б ъ е к т о в в П о д м о с к о в ­

для сбора и отвода воды, усиление водоотливных средств шахты. В шести случаях производилась откачка воды из водоемов до подработки.

Практикой подработки отмечено благоприятное влияние мощных пластов глин в надугольной толще. Это обстоятель­ ство фиксируется и данными табл. 66 (см. строки 3 и 4 таблицы).

184

Приведенные фактические данные указывают на возмож­ ность выемки угля под балками и оврагами на глу­ бине свыше 25 м при вынимаемой мощности пласта до 2,5 м 1. При этом обязательным условием должно быть отсутствие

глубинах разработок следует производить до наступления ве­ сенних паводков. При подработке необходимо следить за состоя­ нием поверхности и в случае появления трещин тщательно тампонировать последние.

П о д р а б о т к а л о г о в и п о й м р е к в К у з б а с с е . Непостоянство водного режима (большой расход воды в период

мощных глинистых наносных отложений создают благоприятные условия для выемки угля под логами.

Подработка логов до наступления паводков может произ­ водиться при сравнительно небольших глубинах с принятием профилактических мер (тампонаж и засыпка трещин, укладка по руслу лога деревянных лотков—сплоток и т. д.).

В Кузбассе накоплен значительный опыт подработки логов, особенно в условиях пологого и отчасти наклонного залегания.

Маркшейдер И. М. Лукьяненко в 1950 г. собрал и обоб­ щил материалы по одиннадцати случаям выемки угля под ло­ гами на шахтах Ленинского района. Из них в трех случаях исход подработки был неблагоприятный (глубина разработок составляла 17; 25—30 и 20 м при кратности 4, б и 8).

В остальных восьми случаях с благоприятным исходом глубина разработок колебалась в пределах 15—70 м при крат­ ности от 7 до 50 (мощность пласта не превышала 2,2 м). При этом в пяти случаях кратность была менее 20 м. Глубина раз­ работок только в одном случае достигла 70 м, в остальных она составляла преимущественно 20—35 м.

На основе указанных случаев и наблюдений за деформацией поверхности, в 1952 г. ВНИМИ даны следующие рекомендации

1 Согласно § 23 действующих Правил, утвержденных Главным управле­ нием Государственного горного надзора 11/Х 1950 г., выемка угля под водое­ мами и балками, в которых собирается значительное количество осадков, допускается в случаях, когда вынимаемая мощность не превышает 2,5 м, мощность покрывающих угольный пласт пород более 40 м и в составе по­

крывающей толщи находятся мощные слои глины. (Примечание редактора.)

185

ятное время года с обязательным тампонированием образовав­ шихся грунтовых трещин;

2) при выемке целиков на глубине //, равной или большей 20-кратной мощности пласта, но не меньше 30 м (до глубины, рассчитанной по К—50), необходимо:

а) очистные работы под логами производить только в лет­ нее время;

б) по логу укладывать деревянные лотки (сплотки), а выше участка подработки устраивать запруду для отвода воды по сплоткам;

в) учитывать возможное изменение рельефа поверхности под влиянием подземных разработок и скопление воды на осевших участках, принимая меры по предотвращению про­ никновения воды через провалы, шурфы, скважины и трещины, расположенные на этих участках;

г) во время подработки производить систематический осмотр лога и тампонировать образовавшиеся трещины;

д) после выемки угля под логом выправлять сплотки до первоначального профиля.

При вторичной подработке поверхности, ввиду более бур­ ного протекания сдвижения, указанную выше предельную глубину следует увеличивать с 20 до 30 т (где т—мощ­ ность пласта).

Вопрос подработки логов при крутом залегании пластов почти совершенно не изучен.

Е. В. Куняев, основываясь на изучении деформаций поверх­ ности, считает, что подработка логов при выемке мощных крутопадающих пластов возможна лишь с глубины не менее 50 м и при условии применения плотной пневматической и гид­ равлической закладки.

Большое практическое значение для Кузбасса имеет выяс­ нение условий выемки угля под поймами рек в связи с тем, что поймы, затопляемые в период паводков, характеризуются значительной шириной, и под ними в виде целиков законсерви­ рованы большие запасы угля.

Наносные отложения пойм состоят из рыхлых обводненных пород и часто в значительной мере представлены галеч­ никами.

Трудность выемки угля под поймами заключается в воз­ можности проникновения воды не только из галечников, но также из коренных пород, которые в районе пойм сильно обводнены.

Опыт подработки пойм крайне беден. Известны лишь три случая, имевшие место на шахтах комбината Кемеровуголь. При этом в тресте Ленинуголь на значительной площади под­ работана пойма реки Иня пластом Серебренниковским, начиная с глубины, равной 70-кратной мощности. При подработке не было обнаружено увеличения притока воды в шахту.

186

Камышеваха, Грушевка и др.).

Анализ этих материалов позволил сделать вывод о воз­ можности подработки небольших речек, балок и прудов при от­ сутствии водопроводящих тектонических трещин при глубине разработок не менее 75-кратной мощности пласта.

В 1950 г. Донецким филиалом ВНИМИ обобщены материалы по 24 случаям подработки балок в Донбассе (табл. 67). Не­ смотря на то, что в 17 случаях подработка балок производи­ лась при К < 75, все подработки прошли благополучно. Уси­ ление притока воды и капежа наблюдалось лишь при наличии тектонических трещин.

К таким же выводам пришел старший научный сотрудник ВНИМИ Н. Н. Кацнельсон, обследовавший в 1950 г. случаи подработки балок на шахтах комбината Ростовуголь (в основ­ ном при пологом и наклонном залегании пластов).

Следует отметить, что в собранных В. Д. Пирятиным ма­ териалах случаи с небольшой глубиной разработок (/(=40 и выше) относились к выемке пологопадающих и наклонных пластов под балками. Подработка речек и прудов имела место лишь при К —77 и более.

М. В. Коротков и Н. Н. Кацнельсон приводят следующие случаи благоприятной подработки прудов и речек:

1)подработка большого пруда на шахте „Кочегарка" (при /(=150 и более);

2)подработка пруда на шахте № 1 треста Красноармейскуголь (при /(=200 и более);

3)подработка речки Лугань на шахте № 4—5 „Сокологоровка" (при /(=160 и более);

4)подработка речки Грузская на шахте № 3—5 „Рясная" (при /(=113 и более);

1 8 7

На основе имевшихся фактических материалов внесены рекомендации в Правила охраны сооружений. Правила преду­ сматривают:

1) оставление охранных целиков под балками, небольшими речками, естественными и искусственными водоемами при К ме­ нее 100 (или в случае применения частичной закладки при

К< 75);

2)принятие мер предосторожности при подработке вод­

ных объектов (изучение тектоники участка, наблюдения за притоком воды и т. д.);

3)запрещение подработки водных объектов, расположен­ ных на выходах крутопадающих пластов;

4)частичную или полную выемку оставленных целиков при

ликвидации шахты (в наиболее благоприятное время года, с тампонажем и засыпкой трещин, устройством сплоток и т. д.).

Приведенные выше материалы указывают на менее благо­ приятный исход подработки водоемов в Донбассе по сравне­ нию с некоторыми другими бассейнами, что объясняется от­ сутствием мощных наносных отложений. По этой же причине здесь в сильной степени сказывается наличие тектонических трещин и водопроводящих пород. Последние, даже при веде­ нии горных работ не под водоемами, а вблизи от них или у границ оставленных иод водоемами целиков, в ряде случаев вызывали проникновение воды в горные выработки.

Такие случаи наблюдались на шахте им. ОГПУ (с затоп­ лением части выработок) при ведении очистных работ около целика под рекой Малый Несветай, на шахте № 2 „Извариио“ при подходе к целкиу под рекой Б. Каменка и т. д.

188

Помимо подработки балок, речек и прудов, в Донбассе известны случаи ведения очистных работ под затопленными выработками в вышележащих, пластах.

Так, на шахте № 47 треста Кадиевуголь проводилась вы­ емка пласта lG(гп=1,3 м, а = 8°) под старыми затопленчыми выработками при /<=80. Проникновение воды в действующие горные выработки не обнаружено.

Имелись случаи ведения очистных работ под затопленными выработками в условиях пологого залегания пластов при К от 15 до 45 (шахта им. Лотикова треста Ворошиловуголь, шахта № 5/7 треста Донбассантрацит и др.). Однако в этих случаях отмечалось усиление притока воды.

П о д р а б о т к а в о д н ы х о б ъ е к т о в в д р у г и х б а с ­ с е й н а х . Небольшой опыт подработки речек имеется по Кизеловскому бассейну. Здесь на шахтах им. 1 Мая, имени Ленина и имени Володарского подрабатывались на отдельных участках речки Губашка, Рассольная и др. Подработки не являются ха­ рактерными, так как при сравнительно малых глубинах выемка

На Ткварчельском месторождении известны отдельные слу­ чаи подработки небольших речек верхним пластом при К от 40 и выше.

Значительный интерес представляют примеры подработки речек, ручьев и небольших озер на месторождениях с мощ­ ными глинистыми наносами, подстилающими дно водоемов. Здесь отмечена успешная подработка указанных водных объектов в условиях пологого залегания при/<=60,40 и даже 15-20.

§ 10. ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА СДВИЖЕНИЯ

Длительность процесса сдвижения представляет большой практический интерес как при решении вопросов охраны су­ ществующих сооружений, так и при строительстве новых сооружений на подработанных участках.

189

постановки систематических наблюдений в различных условиях: на протяжении всего периода протекания процесса.

В ряде случаев задача еще более усложняется или даже становится неопределенной. В частности, это может иметь место при разработке свиты пластов, при неравномерном подвигании забоя очистной выработки, при оставлении большого числа целиков в очистном пространстве, при наличии выпучи­ вания реперов или сдвижений, обусловленных особыми гидро­

цесса. Она может быть задана ориентировочно, без учета второ­ степенных факторов.

Инструментальными наблюдениями отмечено значительное влияние глубины разработок. Вляние других факторов почти совершенно не изучено.

В соответствии с имеющимися материалами длительность процесса в условиях отдельных типичных бассейнов может быть охарактеризована следующим образом. В Подмосковном бассейне при разработке пластов лавами активная стадия про­ цесса длится около 2 месяцев. Период, в течение которого имеют место деформации, опасные для неответственных со­ оружений (IV категории), составляет около 6 месяцев после

В Челябинском бассейне на основе многочисленных наблю­ дений, главным образом в условиях пологого и наклонного залегания, установлена следующая продолжительность стадий:

190