Материал: Engineering Geology of MD

Рис. VI-19. Пример зависимости гран]!чных уг-

лов от ориентировки гос-

подствующих систем тре-

щин на одном из руд-

ных месторождений (по

М. А, Ку»нецову и др.).

Х Х Х Х Ш д Х - ^

работанного пространства. Когда мульда сдвижения соизмерима с синклинальной складкой и располагается в ее пределах, процесс сдвижения развивается и замыкается, как правило, внутри этой складки. Если размеры синклинальной складки в плане значительно превышают размеры мульды сдвижения, процесс сдвижения развивается также внутри этой складки, но может иметь разный характер в зависимости от положения выработанного пространства. Обычно наблюдается увеличение оседания и деформаций горных пород в местах выхода на поверхность осевых плоскостей синклинальных складок, что объясняется ослаблением пород в зоне осевой плоскости [Казаковский Д. А., 1953 г.]. Нет определенных данных о закономер-

наблюдаются наибольшие оседание и смещение пород. Мульда сдвижения асимметрична. Подобных примеров известно много, и все они указывают на то, что по тектоническим нарушениям обычно образуются зоны и поверхности ослабления в подработанных массах горных пород, наиболее легко происходят их значительные оседание и сдвижение. Граничные углы при этом могут иметь разные значения в зависимости от ориентировки тектонических нарушений и прочности пород по поверх-

ний. Здесь значения и ориентировка граничных углов, как и

207

Как было отмечено, на развитие процесса сдвижения горных пород на подработанных участках существенно влияют их физико-механические свойства, и в частности прочность. Особенно это проявляется в резком различии углов сдвижения в разных группах горных пород. В рыхлых и мягких породах четвертичного возраста эти углы всегда значительно положе, чем в полускальных и особенно в скальных породах, однако строгой количественной зависимости пока не установлено. Поэтому для обобщенной характеристики свойств горных пород в большинстве случаев используют коэффициент крепости, который характеризует сопротивление горных пород разработке и их прочность. Инструментальными наблюдениями установлено [Казаковский Д. А,, 1953 г.], что углы сдвижения пород в значительной степени соответствуют определенным значениям их коэффициента крепости. С увеличением этого коэффициента увеличиваются углы б, р и 7, Угол б практически не зависит от угла падения пород, а зависит главным образом от их

в плотных и прочных породах, углы сдвижения будут круче и зона влияния подземных выработок на поверхности земли будет меньше. С увеличением глубины залегания полезного ископаемого мульда сдвижения становится более пологой, а деформации пород уменьшаются. С увеличением мощности слабых пород во вскрыше месторождения и уменьшением глубины залегания полезного ископаемого углы сдвижения выполаживаются, мульда сдвижения увеличивается, а на поверхности земли в районе ее развития образуются разрывы, террасы, провалы и другие опасные деформации пород. Особенно большое влияние на развитие таких явлений оказывают обводненность

При развитии процессов сдвижения горных пород на подрабатываемых территориях для характеристики и оценки деформаций поверхности земли и расположенных здесь сооружений важным показателем является наибольшее ее оседание От него зависят другие показатели, характеризующие явления сдвижения горных пород: наклон кривой оседания, радиус мульды сдвижения, горизонтальные деформации поверхности земли и горных пород. Многочисленные наблюдения на шахтах и рудниках показывают, что оседание зависит от многих факторов, и в первую очередь от геологического строения шахтного и рудного полей, физико-механических свойств слагающих их горных пород, глубины расположения горных выработок, мощности отрабатываемого пласта или размеров рудного тела, степени нарушенности пород горными выработ-

ками и от способа управления кровлей.

208

тэг.

\/trvm

Рис. Vl-20. Развитие мульды оседания поверхности земли во времени на калийных месторождениях (по М. П. Нестерову и А. В. Львову).

На рис. VI-20 приведены примеры развития мульды сдвижения на поверхности земли во времени на Старобинском (Белорусская ССР), Калуш-Голынском (Укранкская ССР) и

на одном из месторождений в Донбассе. Сравнение данных инструментальных наблюдений показывает, что процесс развн-

299

тия сдвижения поверхности земли на калийных и угольных месторождениях сходен, но скорость его на первых меньше. Это в определенной мере связано с тем, что соли обладают свойством ползучести, деформируются медленнее и имеют пла-

оказывают и разные системы разработг{и соляных и угольных месторождений.

Оседание поверхности земли на участках, сложенных породами плотными, прочными и крепкими, при прочих равных условиях меньше, чем на участках, сложенных слабыми породами. Это связано с тем, что слабые породы обладают меньшей жесткостью, большей пластичностью и ползучестью и прогибаются больше, а при наклонном и крутом их залегании легче сползают, сдвигаются по поверхностям ослабления в сторону выработанного пространства.

На угольных и сланцевых месторождениях с пологим залеганием пород при производстве горных работ на малых глуби-

самое наблюдается и при увеличении углов падения пород, так как при этом легче развиваются явления их сдвижения.

Существенное влияние на увеличение оседания поверхности земли оказывает уменьшение глубины расположения горных выработок, увеличение их размеров и степень нарушения ими состояния и условий залегания горных пород. Наконец, частичная или полная закладка выработанного пространства и ха-

гих факторов затрудняет оценку и прогноз этого явления. Поэтому и его природа недостаточно изучена, что обусловливает необходимость при его оценке и прогнозе использовать срав- нительно-геологический анализ и средние значения, полученные из фактических наблюдений, или различные эмпирические зависимости, выявленные по данным этих наблюдений. Так, например, для оценки наибольшего оседания поверхности земли известностью пользуется выражение

am

По^

a + ^/н

где т — мощность пласта, м; Я — глубина разработки, м; а — коэффициент, равный от 22 до 25.

гю

Как видим, это выражение не учитывает геологических ус-

Д. А. Казаковский считает, что это выражение может служить только приближенным приемом для определения глубины безопасных разработок. Он также считает, что более правильно безопасную глубину разработок определять из выражения

Нб— КбЦо'

В этом случае величина tie принимается по данным фактических наблюдений. Последние показывают, что если глубина разработки увеличивается, а размеры выработанного пространства остаются постоянными, или когда отношение HjL {L — размер выработки) увеличивается, деформации земной поверхности уменьшаются. Для каждого месторождения существуют определенные значения отношения HjL, когда деформации земной поверхности не имеют практического значения, т. е. не превышают безопасных величин. Такая закономерность является общей как для угольных, так и для рудных месторождений.

Увеличение выработанного пространства (длины или ширины очистной выработки) обычно вызывает увеличение оседания поверхностк земли только до полной подработки территории. Дальнейшее увеличение размеров выработанного пространства приводит к расширению дна мульды сдвижения, т. е. участка наибольшего оседания поверхности земли. В Кузнецком бассейне по наблюдениям ВНИМИ установлено, что при пологом

производства горных работ. В большинстве случаев ширина одиночной выработки недостаточна для полной подработки территорий. Поэтому на различных месторождениях полезных ископаемых фактическое оседание поверхности земли меньше, чем долншо бы быть при полной подработке территорий. Для

рии или толщи пород

211