книги / Сдвижение горных пород.-1

уходить из под наносов, и тогда горизонтальные сдвижения ко­ ренных пород будут отличаться от горизонтальных сдвижений земной поверхности.

' Таким образом, наносы не могут оказать существенного вли­ яния на условия возникновения сдвижений по напластованию, но могут оказать существенное влияние на распределение гори­ зонтальных сдвижений земной поверхности в зоне сдвижений по напластованию.

Натурные и лабораторные определения сцепления по наибо­ лее слабым контактам показали, что оно очень мало, поэтому в расчетах его можно не учитывать.

Учитывая все вышеизложенное, сдвижения по напластова­

а величина по напластованию должна быть прямо пропорцио­ нальна

висимости or et хорошо совпадает с распределением фактических данных. Используя уравнение (9), на основе статистической об­ работки данных инструментальных измерений было получено аналитическое выражение зависимости вертикальной составля­ ющей сдвижений по напластованию на выходе под наносы раз­ рабатываемого пласта от угла падения и глубины верхней гра­ ницы горных работ:

ев значение временного сопротивления сжатию пород в области сдвижения, т/м2; А — коэффициент структурного ослабления

(0,04).

Сдвижения по напластованию происходят не только по кон­ такту разрабатываемого пласта с вмещающими породами, но од-

По этим графикам получен угол у п (см. рис.1), который изме­ ряется от горизонта до линии, соединяющей верхнюю границу горных работ с точкой земной поверхности, в которой векторы

сдвижения по напластованию перестают совпадать с направле1 нием линии падения пластов.

на контакте коренных пород с наносами, возникает сложное на­ пряженное состояние: горизонтальная составляющая сдвига­ ющих усилий по напластованию создает сдвигающие усилия, вер­

те с коренными породами и могут прогибаться самостоятельно,

ка, на котором наносы будут сдвигаться вместе с коренными по­ родами

т _ 0,5H|ycoscictgot(sino(— cos&tgp') —

Ô;

—hH(HectgTHtgpH-f-k6cw)

Используя этот график, L определяется по формуле

При отсутствии данных величина Сн может приниматься по таблице

На участке длиной L (см. рис.1) от выхода разрабатывае­ мого пласта под наносы' горизонтальные сдвижения на земной поверхности определяются как горизонтальная составляющая вектора сдвижений по напластованию по формуле (13).

ной поверхности состоит из двух векторов: вектора, совпадаю­ щего с линией падения пластов, когда наносы перемещаются вместе с коренными породами, и вектора сдвижений от проги­ ба наносов после того, как коренные породы отрываются от на­ носов и при сдвижениях по напластованию «уходят» из под них. Таким образом, в точке у (см. рис.1) горизонтальные сдвиже­ ния будут равны горизонтальной составляющей вектора сдви­ жения в точке х, равной

ках у и х ) . Эта горизонтальная составляющая будет зависеть от мощности наносов, поэтому и общее горизонтальное сдвиже­ ние в точке у будет зависеть от мощности наносов.

На рис.6 по результатам инструментальных наблюдений по­ лучена зависимость отношения горизонтальных сдвижений к вер­ тикальным от мощности наносов (hH).

Эта зависимость при мощности наносов dr 1 до 40 ж аналитичес­ ки может быть выражена уравне­ нием

Тогда общее горизонтальное сдвижение на участке Ах будет равно

Установление такого характера влияния наносов на процесс сдвижения позволяет не только уточнить методику расчета го­ ризонтальных сдвижений в области сдвижений по напластова­

(см. рис.1), то в месте пересечения контакта коренных пород с наносами деформации в выработке не будет. Если же вертикаль­ ная выработка будет за зоной L, ближе к границе горных работ, то в месте пересечения контакта коренных пород с наносами вы­ работка будет разорвана и нижняя часть ее будет сдвинута в сторону очистной выработки больше, чем ее часть, располо­ женная в наносах.

ЛИТЕРАТУРА

жений в подработанной толще пород и на земной поверхности. Трудь' ВНИМИ, сб. №42, 1961.

ТРУДЫ ВСЕСОЮЗНОГО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ИНСТИТУТА

ГОРНОЙ ГЕОМЕХАНИКИ И МАРКШЕЙДЕРСКОГО Д Е Л А

(ВНИМИ)

Канд.техн.наук В.П.Самарин

ПРИНЦИП РАСЧЕТА СДВИЖЕНИИ И ДЕФОРМАЦИЙ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ КРУТОПАДАЮЩИХ ПЛАСТОВ

Процесс сдвижения пород при крутом падении разрабатыва­ емых пластов характеризуется разнообразием форм его проявле­ ния, основными из которых являются: скатывание обрушенных пород и угля в выработанном пространстве, сползание пород в результате потери породными слоями устойчивости в продоль­ ном направлении, сдвижения по напластованию, нормальный прогиб породных слоев.

В первом случае обрушенная порода и уголь под действием собственного веса, скатываясь в выработанном пространстве, подбучивают кровлю в нижней части лавы и не дают ей обрушаться; в верхней же части лавы освобождается место для последую­ щего обрушения пород и угля, что приводит иногда к образова­ нию провалов на земной поверхности [1]. В результате изменя­ ются по восстанию от выработанного пространства граничные условия нормального прогиба породных слоев. Нормальный про­

ного прогибу консольных плит, заделанных только с трех сто­ рон! Кроме того, заполнение выработанного пространства об­ рушенными породами из провалов существенно (как показы­ вают наблюдения, иногда в 4—6 раз) уменьшают величины сдви­ жений и деформаций земной поверхности на участках вне про­ валов.

Сдвижение пород в форме сползания проявляется при углах падения свыше 55—63° и достаточных пролетах обнажения в вы­ работанном пространстве пород кровли и почвы, когда пород­ ные слои теряют устойчивость в продольном направлении. В ре­ зультате в. зоне сдвижения как в висячем, так и лежачем боках пласта образуются «призмы сползания», в краевых зонах выхо­

да'которых на земную поверхность наблюдаются прямые и обрат­ ные уступы, приуроченные к контактам, характеризующимся ма­ лыми прочностными характеристиками.

При сдвижениях по напластованию и при нормальном проги­ бе породных слоев с крутым падением деформации земной по­ верхности распределены весьма дискретно.

Как видно из изложенного, создание мет<?дики расчета сдви­ жений и деформаций, которая бы учитывала различные формы сдвижения и степень их проявления в зависимости от различных горногеологических факторов,— задача довольно^ сложная. Опре­ деление как максимальных величин сдвижений и деформаций на земной поверхности, так и распределения их в мульде сдви­ жения на основе использования типовых кривых [2р, на наш взгляд, мало перспективно. Особенно с низкой точностью по ти­ повым кривым рассчитываются деформации в краевых частях мульды сдвижения, где появляются деформации с критическими значениями.

Предлагаемая упрощенная методика расчета сдвижёния и де­ формаций земной поверхности основана на эмпирических зависи­ мостях [3] и учитывает определяющие формы сдвижения горных пород при разработке крутопадающих пластов. Величины сдвиже­ ний и деформаций в точках мульды можно получить вне зависи­ мости друг от друга, что дает большие преимущества при ди­ скретном их распределении перед типовыми кривыми, где неточ­ ность в вычислении одного вида деформаций ведет к ошибкам в других.

При расчете используются следующие исходные параметры процесса сдвижения.

1. Условия проявления формы сдвижения, называемой сполза­ нием. Сползание пород висячего >и лежачего боков пласта прояв­ ляется при одновременном выполнении, в основном, двух условий: вертикальная высота обнажения пород (I) и угол падения пла­

ста (с() превышают предельные значения ( г преэ и оСпре« )• 2. Углы сдвижения. В точках земной поверхности, получаемых

на вертикальных разрезах по главным сечениям мульды с помо­ щью углов сдвижения, величины деформаций имеют следующие значения: наклоны — 4*10"3, растяжения — 2*10 '3.

3. Углы максимального влияния сдвижений и деформаций. С помощью углов максимального влияния, откладываемых на раз­ резе вкрест простирания от горизонта со стороны висячего бока у нижней границы, на земной поверхности получают участок, в ко­

тором возможно появление максимального сдвижения или дефор­ мации.

В зависимости от вида сдвижения и деформации различают