книги / Сдвижение земной поверхности под влиянием горных разработок

Продолжение табл. 8

нята первая попытка создания Правил охраны сооружений от вредного влияния горных, разработок в Челябинском бассейне.

Проект Правил опубликован в 1940 г. в Трудах ЦНИМБ (№ 10), однако ввиду недостаточной обоснованности утверж­ ден не был. Второй проект Правил, основанный на наблюде­ ниях 1936—1945 гг., составлен инж. М. Г. Попазовым в 1946 г* В 1947 г. И. И. Пономарев разработал более полный вариант Правил, представленный на утверждение в Главное управление

жений даны некоторые рекомендации по предрасчету сдвиже­ ний поверхности в условиях Челябинского бассейна. Эти ре­ комендации получили дальнейшее развитие в работах И. А. Пе­ тухова в 1949 и 1950 гг.

В 1951 г. И. А. Петуховым на основе обработки материа­ лов наблюдений предшествующих лет составлено Руководство по предрасчету сдвижений.

Автором сделан ряд оригинальных предложений, однако рекомендованные им формулы и зависимости не получили не­ обходимого обоснования ввиду отсутствия данных наблюдений при более или менее значительных глубинах разработки.

Буланашское угольное месторождение (Егоршинский бассейн)

Ввиду слабой разведанности Буланашского месторождения характеристика геологических условий с достаточной досто­ верностью может быть дана лишь в пределах разрабатываемых участков. Характер пород и залегание пластов имеют много общего с Челябинским бассейном.

Продуктивная толща юрского возраста сложена слабо сце­ ментированными глинистыми и песчанистыми сланцами, песча­ никами, конгломератами, угольными пластами. Преобладающими являются глинистые и песчанистые сланцы. Породы собраны в складки и сильно нарушены дизъюнктивными смещениями. По­ крывающая продуктивную свиту толща сложена горизонтально залегающими четвертичными и третично-меловыми отложе­ ниями. Эти отложения имеют значительную мощность и пред­ ставлены глинами, песками, а также сильно обводненными опоковыми глинами и кремнистыми опоками. Последние зале­ гают непосредственно на породах продуктивной толщи.

Угольные пласты сложного строения имеют различную по­ лезную мощность (тонкие, средней мощности). Углы падения пластов даже в пределах отдельных шахтных полей колеблются в широких пределах (пологое, наклонное и крутое залегание).

Разработка пластов производится сплошной системой и длин­ ными столбами с обрушением и плавным опусканием кровли.

Наблюдения за сдвижением горных пород на Буланашском месторождении впервые были поставлены в 1943 г. Уральским филиалом ЦНИМБ (Д. В. Родкевич) на шахте № 1—2.

Заложенная на южном крыле шахты наблюдательная стан­ ция состояла из трех профильных линий (83 репера), из ко­ торых две располагались вкрест простирания и одна по про­ стиранию пласта VII. Одновременно проводились наблюдения на 69 парных реперах, заложенных в очистных выработках (с целью изучения сдвижений кровли).

Ввиду сравнительно небольшой глубины разработок (около 80 м) наблюдения 1943 г. позволили охарактеризовать процесс

52

полосы). Глубина разработок колеблется в широких пределах, достигая 200 м и более.

Наличие гористого рельефа способствует образованию оползней. При этом наблюдаются как естественные оползни, так и оползни, связанные с проведением искусственных вые­ мок и разработкой угольных пластов под крутыми склонами гор.

Сочетание сдвижения коренных пород с оползанием рых­ лых наносных отложений при подработке склонов требует особого подхода к решению задач охраны сооружений от вредного влияния горных разработок.

Второй вопрос, который здесь возникает в связи со сдви­ жением горных пород, — это выяснение условий безопасной выемки угля под руслами рек.

Для изучения сдвижения горных пород и оползневых яв­ лений в 1948— 1949 гг. Союзмаркштрестом (инж. Г. М. Гелашвили) было заложено пять наблюдательных станций. В конце 1949 г. работы по наблюдению за сдвижением горных пород перешли в ведение ВНИМИ.

В 1950— 1951 гг. выездной партией ВНИМИ (инженеры С. П. Колбенков и Н. И. Митичкина) дополнительно заложено девять профильных линий над очистными выработками и про­ ведены наблюдения как на этих линиях, так и на восьми про­ фильных линиях Союзмаркштреста. Одновременно с этим организованы и проведены метеорологические и гидрометри­ ческие наблюдения с целью характеристики количества вы­

проектом по договору с ВНИМИ выполнена инженерно-геоло­ гическая съемка некоторых участков и произведено бурение 20 скважин в наносах с отбором и лабораторными испытаниями образцов грунта.

Для изучения условий безопасной выемки подрусловых целиков начаты опытные подработки русел, при этом на одном из экспериментальных участков трестом Ткварчелуголь в 1950—

пород при первичной подработке. Однако полученные данные

оружений от вредного влияния горных разработок.

54

Следует отметить, что до настоящего времени расчет ох­ ранных целиков на шахтах Ткварчельского месторождения производился по углам сдвижения, заимствованным из Правил охраны сооружений для Донбасса. Результаты наблюдений 1950— 1951 гг. (правда, еще недостаточно надежные) выявили необходимость некоторого уменьшения углов сдвижения (на 5—10е) и учета возможного сползания наносов на крутых склонах.

Дальнейшие наблюдения позволят более надежно опреде­ лить параметры процесса сдвижений и дать более обоснован­ ные рекомендации по охране сооружений от вредного влияния горных разработок и выемке подрусловых целиков.

Буроугольные и каменноугольные месторождения Средней Азии

В настоящее время шахты, объединяемые комбинатом Средазуголь, производят горные работы на следующих основных месторождениях:

а) буроугольных — Ангренском, Ленгерском, Сулюктинском,

рогеологическим условиям особенно выделяется Ангренское месторождение, отличающееся значительной обводненностью пород и наличием плывунов.

Пласты разрабатываются подземным способом, за исключе­ нием Ангренского месторождения, где наряду с подземными работами применяется открытый способ разработки. Вскрытие пластов производится штольнями, наклонными и вертикальными шахтными стволами. Очистные работы ведутся преимущественно с обрушением кровли. На Шурабском месторождении до 1950 г. (при выемке пласта „В“) применялась закладка. Мощные пласты (на месторождениях Ангренском, Сулюктинском, Шурабском, Кзыл-Кийском и Кок-Янгакском) разрабатываются наклонными слоями с выемкой угля длинными столбами по простиранию, короткими столб.ши (в редких случаях) и сплошной системой. Выемка тонких и средней мощности пластов на ряде место­ рождений производится сплошной системой или длинными столбами по простиранию. На Ленгерском месторождении, кроме того, применяются длинные столбы с выемкой по вос­ станию пласта. При отработке нарушенных участков иногда практикуется камерно-столбовая система и система коротких столбов.

Вопросы охраны сооружений от вредного влияния горных разработок являются актуальными особенно для Ангренского, венгерского, Сулюктинского и Шурабского месторождений.

55

Т а б л и ц а

Общая характеристика условий залегания угольных пластов, разрабатываемых шахтами комбината Средазуголь

цы

Сколько-нибудь обоснованные Правила охраны сооружений от вредного влияния горных разработок на угольных место­ рождениях Средней Азии до самого последнего времени

56

отсутствовали. Расчет предохранительных целиков производился по углам сдвижения, заимствованным из Правил охраны соо­ ружений, применявшихся на других месторождениях или по „местным“ Правилам, устанавливаемым на основе местного опыта.

60° в коренных породах и до 70° по углю.

Несмотря на значительное уменьшение первоначально при­

В прежние годы очистные работы были произведены в гра­ ницах, которые соответствовали целикам, рассчитанным по углам сдвижения, равным 80°. В 1947 г. границы целиковбыли пересмотрены и построены по более пологим углам сдви­ жения. Однако принятие последних не меняло положения, по­

углы сдвижения равными 60° в коренных породах и 45° в на­ носах.

На Сулюктинском месторождении до самого последнего

ствовании Правил выбирались по таким признакам, как мощ­ ность и углы падения пластов.

Применение различных Правил имело место и на КзылКийском месторождении. Здесь до 1938 г. расчет охранных

<Р=7 - « =75°).

37

В 1942 г. по указанию Государственной горнотехнической инспекции углы сдвижения при расчете целиков были изме­ нены и приняты равными: в коренных породах р=60°, o=f=:70o, в наносах мощностью более 10 м — 55°.

В 1946 г. маркшейдерское бюро треста Киргизуголь пред­ писало руководствоваться Правилами Кузбасса и принимать

применялись на Шурабском и Таш-Кумырском месторожде­ ниях.

На месторождении Кок-Янгак надобность в расчете охран­ ных целиков до сих пор появлялась в редких случаях и

расчет целиков производился с большим запасом по Правилам Подмосковного бассейна.

Отсутствие достаточно обоснованных Правил расчета цели­ ков для условий угольных месторождений Средней Азии за­ ставило организовать инструментальные наблюдения за сдви­ жением поверхности. До 1947 г. эти наблюдения ставились и проводились в небольших масштабах по инициативе местных

Первые две наблюдательные станции из 7 профильных ли­ ний заложены в 1935—1936 гг. на шахтах №4 и№ 2/3 (Сулюк-

расстояний между ними.

Кроме углов сдвижения, на Ангренском, Ленгерском и Сулюктинском месторождениях по данным съемки трещин опре­ делялись углы обрушения пород.

На Ангренском месторождении определено восемь углов обрушения от очистных работ Мощного (шахта № 8) и Под­ верхнего (шахта № 1—2) пластов.

На Ленгерском месторождении углы обрушения определя­ лись на шахте № 3 и штольне № 2 по данным съемки трещин над очистными работами по Ленгерскому пласту. Всего опре­ делено три угла обрушения.

На Сулюктинском месторождении углы обрушения опре­ делялись на шахте № 9 (три значения угла ,8' над очистными работами по пласту F).

В 1947—1949 гг. старшим научным сотрудником М. И. Глей­ зером проведено обследование шахт комбината Средазуголь с целью обоснования рекомендаций по охране сооружений от вредного влияния горных разработок. М. И. Глейзер при со­ действии местных маркшейдеров выполнена следующая работа:

1) собраны материалы, *характеризующие геологические и горноэксплуатационные условия шахт;

2)произведена обработка и анализ материалов инструмен­ тальных наблюдений прошлых лет;

3)на четырех шахтах Ленгерского, Кзыл-Кийского, КокЯнгакского и Шурабского месторождений проведены частотные наблюдения с целью определения углов сдвижения S и вели­ чины оседания поверхности;

4)на четырех шахтах Ангренского и Сулюктинского место­

рождений собраны упомянутые выше материалы по углам обру­ шения;

5) собраны материалы, характеризующие крепость пород надугольной толщи (отбор и испытание на сжатие 50 образцов,

59

сбор данных, характеризующих буримость пород и крепость их по шкале Протодьяконова).

На основе собранных материалов в 1950 г. ВНИМИ состав­ лены „Указания по охране сооружений от вредного влияния горных разработок на угольных месторождениях Средней Азин“.

Обоснование углов сдвижения для расчета охранных цели­ ков произведено на основе классификации угольных место­ рождений, при этом месторождения-аналоги выбирались с учетом данных инструментальных наблюдений и материалов, характеризующих крепость пород надугольной толщи.

Составленные „Указания“ нуждаются в дальнейшем уточ­ нении на основе более обширных инструментальных наблю­ дений.

Месторождения горючих сланцев

Ша х т ы т р е с т а Л е н и н г р а д с л а н е ц разрабатывают горизонтально залегающий пласт горючих сланцев с общей вынимаемой мощностью около 2 м. Покрывающая пласт толща состоит (снизу вверх) из известняков и доломитов Кукерского яруса (до 60%)» девонской толщи известняков, мергелисто­ глинистых пород и песчаников (до 40%), а также наносов сравнительно небольшой мощности.

Глубина залегания пласта на разрабатываемом участке около 80—130 м. Вся толща покрывающих пород разбита си­ стемами трещин двух основных направлений (СВ и СЗ). В известняках отмечается проявление карста.

Разработка сланцевого пласта производится системой длин­ ных столбов с выемкой спаренными лавами (суммарная длина линии забоев до 150—160 м). Управление кровлей—частичная закладка (бутовые полосы) из породных прослойков сланцевого пласта. Расстояния между бутовыми полосами около 4 м, ши­ рина бутовых полос около 6 м.

С целью изучения сдвижения горных пород в 1934—1936 гг. ЦНИМБ были поставлены наблюдения на четырех профильных линиях, заложенных в пределах поля шахты им. С. М. Ки­ рова.

Наблюдения за сдвижением поверхности проводились одно­ временно (сопряженно) с наблюдениями за оседанием кровли выработок, деформацией целиков и бутовых полос. Работы выполнялись под руководством инж. Д. В. Родкевич (испол­ нители Д. В. Машлаков, И. К. Собеневский, А. Д. Батов, Н. И. Алексеев). Основное внимание уделялось подземным наблюдениям.

Указанные выше профильные линии на поверхности про­ тяженностью около 2,5 км включали 77 реперов и распола­ гались: три—над осями выемочных панелей и одна—поперек осей панелей. Наблюдения (нивелировки и измерение длин)

60