Параметры, характеризующие процесс сдвижения горных пород.

В мульде сдвижения выделяют два главных сечения, проходящих через точку максимального оседания О по простиранию АБ и падению ВГ пласта. В этих сечениях размеры мульды сдвижения и ее размеры определяются с помощью углов: граничных, сдвижения, разрывов; максимального оседания; полных сдвижений; сдвижения в наносах. При Д₁”Н (разрез А-В), в главном сечении мульды сдвижения образуется плоское дно без возрастания максимального оседания при дальнейшем увеличении разрывов Д]. Такой случай подработки называют полной подработкой земной поверхности. При Д₁< Н (разрез В-Г), в главном сечении мульды сдвижения образуется вогнутое (криволикое) дно и при увеличении этих размеров величина максимального оседания земной поверхности также возрастает. Такой случай подработки называют неполной подработкой земной поверхности. При разработке наклонных и крутых пластов границы мульды сдвижения увеличиваются в сторону падения пласта. При увеличении утла наклона пласта а точка О смещается в сторону падения. За границу зоны сдвижения на земной поверхности принимают линию, соединяющую точки с наклоном i = 0, 5-10^-3 и растяжением е = 0, 5-10" ³, а за границу зоны опасных сдвижений - i = 4-10" ³ и е = 2-10^-3(т.е. когда величины деформаций являются опасными или критическими для ответственных сооружений). Граница зоны трещин образуется при разработке пластов с обрушением кровли на глубине менее 100-кратнаой мощности пласта при углах падения до 45°, а при углах более 45° - и на больших глубинах. Процесс сдвижения земной поверхности в зоне влияния подземных разработок протекает неравномерно во времени и характеризуется общей продолжительностью и периодом опасных деформаций. Различают начальную стадию, период опасных деформаций и стадию затухания процесса сдвижения. За начало процесса сдвижения точки на земной поверхности принимается дата, на которую оседание точки достигает 15 мин. За окончание или затухание процесса сдвижения принимается дата, после которой суммарные оседания на протяжении 6 мес. не превышают 10 % максимальных, но не более 30 мм. Однако не при любых глубинах разработки сдвижение горных пород вызывает опасные деформации зданий и сооружений. Глубина, при которой и ниже горизонта которой горные работы не вызывают в сооружениях деформаций более допустимых, называется безопасной глубиной разработки Н_б. Ниже этого горизонта работы могут производиться без применения специальных мер охраны.Безопасная глубина разработки определяется в зависимости от величины допустимой деформации для охраняемого сооружения. Если для охраняемого сооружения в качестве допустимой приняты: - горизонтальные деформации, то H_б=К_Е m/[ ], м - если наклоны, то H_б=К_i m/[ ] м где m - вынимаемая мощность пласта, м; [ ]и [ ] допустимые величины соответственно горизонтальных деформаций и наклонов; К_E и К_i - коэффициенты, определяемые для каждого вида охраняемого сооружения в соответствии с " Правилами охраны". Безопасная глубина откладывается от охраняемого объекта вниз по вертикали. Разработка пласта ниже горизонта безопасной глубины может производиться без специальных мер охраны сооружений на поверхности.

6. Охрана зданий и сооружений на подрабатываемых территорий

Меры влияния сооружений от вредного влияния подземных разработок делятся на горные меры охраны, конструктивные (строительные) меры охраны и охрану сооружений путем оставления под ними целиков

Горные меры охраны предназначены для уменьшения деформаций земной поверхности в основании охраняемого сооружения. Конструктивные меры охраны предназначены для восприятия дополнительных нагрузок сооружениями при деформациях участка земной поверхности, на котором они расположены.

Установление оптимального варианта мер охраны для ведения горных работ выше горизонта безопасной глубины Hб или при расчетных деформациях более допустимых производится в следующей последовательности: определяются величины предельных показателей суммарных деформаций и предельные деформации, если охраняются гражданские или промышленные здания; устанавливаются предельная Нп и безопасная Hб глубины разработки; - если глубины разработки больше предельной, но меньше
безопасной, то производят выбор горных или конструктивных мер охраны.

Если применение этих мер охраны по технико-экономическим соображениям нецелесообразно или они не могут гарантировать нормальную эксплуатацию охраняемого объекта, то принимается решение об оставлении под ним предохранительного целика.

К горным мерам охраны сооружения относятся: -разработка пластов в несколько этапов при Н=< 250 м и а=< 30°, если охраняемый объект обособленный, имеетограниченные
размеры с продольной осью, ориентированной примерно по
падению; - подработка двумя расходящими забоями в условиях,
описанных в пункте 1; - подработка забоями, движущимися с заданным опережением в
тех же условиях, но при расположении продольной оси объекта
диагонально к линии простирания пласта; разработка на неполную мощность пласта, особенно при
подработке водных объектов; разработка пласта с закладкой выработанного пространства
при подработке населенных пунктов, заводов и водных объектов; разработка пласта камерами с закладкой при Н> 100м, а=< 30°, если ответственный объект другими мерами охранять невозможно; -частичная выемка пласта для охраны объекта, требующего уменьшения ожидаемых деформаций земной поверхности не менее, чем в 2, 5 раза; -последовательная разработка пластов с разрывом во времени более продолжительности процесса сдвижения от одного пласта при охране объектов (железные дороги, трубопроводы), для которых последствия от первой подработки могут быть полностью ликвидированы. Конструктивные (строительные) меры охраны сооружений зависят от схемы самой конструкции сооружения и вида деформаций земной поверхности. К таким мерам защиты жилых и общественных зданий с жесткой конструктивной схемой от искривления земной поверхности (наклоны, кривизна) относятся: разделение зданий на отсеки; усиление стен с помощью стальных тяжей и железобетонных поясов; анкеровка в стены концов балок перекрытий; выравнивание с помощью домкратов надземной части здания в вертикальной плоскости. Мерами охраны этих же зданий от горизонтальных деформаций (растяжение, сжатие) являются: разделение зданий на отсеки; устройство железобетонных поясов на уровне пола подвала или цоколя; устройство компенсационных траншей по периметру здания глубиной больше глубины заложения фундамента с заполнением их сыпучими материалами; устройство гибкой железобетонной фундаментной плиты; введение дополнительных связей между колоннами, стенами и т.д.

Очень чувствительны к подработке различного рода трубопроводы, защита которых, как правило, осуществляется конструктивными мерами. К таким мерам относятся: установка компенсаторов; кольцевание сети; усиление сварных стыков; вскрытие трубопроводов и засыпка траншей материалом, обеспечивающим небольшое защемление труб и снятие напряжений; вынос подземного трубопровода на земную поверхность и т.д.. Для водохранилищ и рек контур считается по границе их наибольшего разлива. При определении охраняемого контура для рек следует предварительно продумать вопрос о сокращении его путем спрямления русла. Сооружение простых земляных плотин позволит направить реку по её старому прямолинейному руслу и тем самым значительно сократить охраняемую площадь. Для объектов значительной протяженности (железные дороги, трубопроводы, реки) охраняемый контур не увеличивается до описанного четырехугольника, а считается непосредственно в пределах указанных выше границ. Охраняемый контур с целью создания некоторого запаса надежности охраны объекта увеличивается равномерно во все стороны на определенную величину в, называемую бермой. Размер бермы принимается согласно категориям охраны для данного месторождения. Обычно ширина бермы принимается от 5 до 20 м