Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Наблюдения за сдвижением горных пород

Наблюдения за сдвижением горных пород


Устройство поверхностных наблюдательных станций. Поверхностной наблюдательной станцией принято называть систему закрепленных точек (реперов), заложенных в грунте или сооружении (рис. XII.25). Реперы, как правило, закладываются по профильным линиям, располагаемым по простиранию и вскрест простирания залежи. В горных, лесистых и сильно застроенных районах допускается излом профильных линий.
Наблюдения за сдвижением горных пород

При изучении условий подработки железных дорог, трубопроводов и прочих вытянутых объектов профильные линии могут располагаться по диагонали к простиранию пласта. В некоторых случаях, например при подземной газификации, станции закладываются в виде сеток.
Различают следующие типы наблюдательных станций.
Долговременные, которые закладывают с целью получения основных параметров сдвижения земной поверхности при выемке свиты пластов или одного пласта на нескольких горизонтах. Продолжительность существования долговременных станций и наблюдений на них составляет не менее трех лет.
Рядовые станции, которые закладывают с целью получения основных параметров сдвижения земной поверхности от одного-двух пластов на одном горизонте. Продолжительность существования станций и наблюдений на них составляет от одного года до трех лет.
Кратковременные станции закладывают при глубине горных работ не более 250 м для получения отдельных параметров сдвижения земной поверхности, скоростей вертикального и горизонтального сдвижения, углов сдвижения по простиранию пласта над движущимся забоем и т. п. Продолжительность существования станций и наблюдений на них составляет от одного до пяти месяцев.
Специальные станции закладывают с целью детального изучения отдельных вопросов сдвижения горных пород или деформаций поверхностных сооружений, например для изучения влияния подработки на сооружения, взаимосвязи деформаций сооружений и грунта, влияния подработки на фильтрационные свойства налегающей толщи, выбора рациональных параметров системы разработки и т. п.
Перед закладкой наблюдательной станции составляется ее проект, который состоит из пояснительной записки и графических приложений.
Графический материал проекта должен содержать: 1) совмещенный план поверхности и горных работ с нанесением профильных линий наблюдательной станции (масштабы плана 1:500, 1:1000 или 1:2000), на нем указываются границы шахтного поля, состояние горных работ на момент составления проекта и дальнейшее их развитие, предполагаемая зона сдвижения, тектонические нарушения, проект привязки опорных пунктов; 2) геологические разрезы по профильным линиям с отражением на них горных выработок; 3) конструкции опорных и рабочих реперов.
В геологической части пояснительной записки проекта должно быть освещено: структура месторождения, форма и условия залегания залежи, возраст пород, тектонические нарушения, степень обводненности различных слоев, мощность и характер рыхлых отложений. Особое внимание уделяется описанию физико-механических свойств пород. При характеристике трещиноватости следует привести данные об элементах залегания трещин и их развитии в налегающих породах и залежи полезного ископаемого.
В горной части записки кратко описываются системы разработки с указанием порядка и времени отработки отдельных участков земли и целиков, способов управлений кровлей, крепления очистного пространства и т. п. Должны быть поставлены задачи, которые будут решаться в результате наблюдений на станции, определены объем и продолжительность наблюдений, сроки и точность отдельных измерительных операций и т. д. При определении цели наблюдений должно быть приведено краткое описание изученности поставленной задачи, проанализированы и приведены имеющиеся на предприятии ранее поставленные наблюдения.
Место заложения наблюдательной станции определяется положением горных работ и задачей наблюдений. Удобной для наблюдений является ровная, мало застроенная местность, расположенная в стороне от погрузочных путей и дорог.
Наблюдения за сдвижением горных пород

В связи с тем, что изучение сдвижения горных пород и поверхности в ряде случаев проводят для решения возможности подработки водных объектов, определения оптимальных параметров системы разработки, установления связи деформаций поверхности и фундаментов зданий, подработки отдельных сооружений и т. д., допускается профильные линии располагать исходя из положения указанных объектов. Так, при установлении связи деформаций фундаментов зданий и поверхности положение профильных линий выбирается в зависимости от ориентировки сторон здания. Обычно закладывают две профильные линии вкрест простирания и одну линию по простиранию залежи. При разработке месторождений с изменяющимися геологическими и горнотехническими условиями профильные линии закладываются над несколькими участками, отличающимися друг от друга элементами залегания, мощностью пластов, системой разработки и т. д.
Ближайшую к целику профильную линию вкрест простирания залежи располагают на расстоянии не менее 0,85Нср от разрезной печи или места остановки забоя (Нср — средняя глубина разработки). Если забой лавы уже отошел от разрезной печи, то расстояние от нее до профильной линии определяется по формуле
Наблюдения за сдвижением горных пород

Вторую профильную линию закладывают параллельно первой на расстоянии 50 м.
Длина профильных линий вкрест простирания (рис. XII.26) определяется на вертикальных разрезах по граничным углам сдвижения. На продолжении профильных линий за пределами ожидаемой зоны сдвижения закрепляются два опорных репера. Расстояние от первого опорного репера до конца рабочей части профильной линии должно быть не менее 50 м, расстояние между опорными реперами в зависимости от местных условий — 50—100 м.
Профильная линия по простиранию залежи проходит через точку мульды сдвижения с максимальными оседаниями, для определения ее на разрезе вкрест простирания из середины выработанного пространства проводится линия под углом 9 до пересечения с поверхностью.
Длина профильной линии по простиранию определяется следующим образом (рис. XII.27). Место предполагаемой остановки забоя проектируется на поверхность (точка k). В сторону целика откладывается расстояние В = Hcp ctg (δ0—Δδ), а в сторону выработанного пространства — расстояние, равное 1,75Hcp. Таким образом, полная длина профильной линии будет
Наблюдения за сдвижением горных пород

Опорные реперы закладываются по тем же правилам, которые были приняты для профильных линий вкрест простирания.
Наблюдения за сдвижением горных пород

На профильных линиях закладываются рабочие реперы, расстояние между которыми принимается в зависимости от глубины горных работ.
Наблюдения за сдвижением горных пород

Конструкция реперов должна обеспечить прежде всего их устойчивость и сохранность в течение длительного времени и, кроме того, быть дешевой и способствовать удобству закладки и производства наблюдений. Для долговременных и рядовых станций, как правило, реперы представляют собой забетонированные металлические трубы, штыри или обрезки рельсов. Реперы следует закладывать на глубину ниже горизонта промерзания. В качестве реперов для кратковременных станций можно использовать деревянные столбы или колья, забитые в грунт. Для сохранности реперов их части делают скрытыми под почвой на глубину 30— 40 CM. Для экономии металла иногда его металлическую часть делают Короткой, а на остальную глубину опускают проволоку, приваренную к стержню.
Производство наблюдений. Наблюдения на поверхностных наблюдательных станциях состоят из привязки опорных реперов станции к существующей опорной сети, первичных наблюдений на реперах станции в горизонтальной и вертикальной плоскостях и повторных наблюдений. Привязка опорных реперов наблюдательной станции в горизонтальной плоскости осуществляется триангуляционным путем или с помощью замкнутых теодолитных ходов. Допускается прокладывание висячего теодолитного хода при обязательном измерении углов и длин в прямом и обратном направлениях. Допускаемая относительная невязка теодолитного хода не должна превышать 1:2000. Привязка опорных реперов в вертикальной плоскости производится от реперов и пунктов нивелирной сети с помощью геометрического нивелирования, невязка которых не должна превышать Δh ≤ ±15√L мм (где L — длина хода, км).
После привязки станции должны быть произведены первичные, а затем повторные наблюдения. Полная серия инструментальных наблюдений включает нивелирование всех реперов, определение расстояний между реперами вдоль профильных линий, определение отклонений рабочих реперов от створа профильной линии, съемку трещин, образовавшихся на поверхности, с фиксированием времени их появления, замеры деформаций сооружений.
Первое наблюдение на станции рекомендуется проводить через 7—10 сут после закладки реперов, если они бетонировались, и через 2—3 сут при забивных реперах. Начальные наблюдения проводятся два раза, и за окончательное значение берется среднеарифметическое.
Интервал времени между наблюдениями зависит от целей наблюдений. Если надо установить только конечные стадии процесса сдвижения, то повторное наблюдение достаточно произвести в конце активной стадии процесса сдвижения, продолжительность которой можно определить из следующих соотношений:
а) на участке у остановившегося очистного забоя T = H/C;
б) на участке у разрезной печи T1 = 2H/C,
где T — время от момента остановки очистного забоя до окончания активной стадии, сут; — время от начала очистных работ до окончания активной стадии, сут; H — глубина горных работ, м; С — средняя скорость подвигания забоя, м/сут.
Если надо получить более полное представление о характере процесса сдвижения, то кроме начальных и конечных наблюдений дополнительно проводится не менее четырех наблюдений в период подработки наблюдательной станции. Интервал между этими наблюдениями можно определить по формуле
Наблюдения за сдвижением горных пород

На специальных станциях в период начальной и активной стадий процесса сдвижения наблюдения проводятся не реже трех раз в месяц, в период затухания — не реже одного раза в месяц. Проведение нивелировок на наблюдательных станциях следует проводить по нормам нивелирных ходов IV класса.
На всех типах станций измерение расстояний между реперами вдоль профильной линии производится стальными компарированными рулетками. Измерение горизонтальных перемещений поперек профиля (ординат) производится ординатометром, который представляет собой линейку с миллиметровыми делениями с перемещающимся по ней движком, который с помощью отвеса центрируется над репером.
После контрольных проверок полевых измерений производится вычисление сдвижений и деформаций поверхности и построение их графиков. Вычисление оседаний осуществляется по формуле
Наблюдения за сдвижением горных пород

где η — величина оседания репера; Нn — абсолютная отметка репера предыдущего наблюдения; Hn-1 — абсолютная отметка репера последующего наблюдения; i — наклон кривой оседания; К — кривизна кривой оседания; in, in-1 — величины наклонов последующего и предыдущего интервалов; ξ — горизонтальные сдвижения; D2, D1 — расстояния от опорного репера до данного репера из последующего и предыдущего наблюдений; ε — горизонтальная деформация; Sn, Sn-1 — длины интервалов из последующего и предыдущего наблюдений; Scp — полусумма длин предыдущего и последующего интервалов.
Вычисление деформаций и сдвижений земной поверхности производится в специальных ведомостях. Ведомость оседаний приведена в табл. XII.2.
Ведомость деформаций приведена в табл. XII.3, горизонтальных сдвижений — в табл. XII.4, горизонтальных деформаций— в табл. XII.5.
Наблюдения за сдвижением горных пород
Наблюдения за сдвижением горных пород
Наблюдения за сдвижением горных пород
Наблюдения за сдвижением горных пород
Добавлено Serxio 17-03-2017, 14:49 Просмотров: 1 065
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent