книги / Сдвижение горных пород и земной поверхности при разработке месторождений полезных ископаемых.-1

та при фронте очистных работ всего 50 ы, при этом угол разрыва соот­

ветствовал 55-59°. Увеличение глубины разработки на этом участке раз­ вило зону трещинообразования, но угол отрыва толщи пород по трещинам остался равным первоначальному. Подработка центральной части карьера рудным телом мощностью 25-30 м и длиной по простиранию около 200 ы в 1973 г. вызвала сдвижение борта по трещине отрыва с углом 45-47°, а понижение очистных работ в 1974 г. привело к обрушению борта со сто­

(табл.)*

и 2-го (последующего) циклоизмерений с применением общеизвестного кри­ терия Вилкоксона, основанного на сравнении вычисленной й табличной сумм рангов. Бели при этом подтверждается правомерность использования уоредненных данных, то это свидетельствует о том, что, во-первых, различие в векторных смещениях реперов но двум сопоставленным цикло­ измерениям не существенно (т.е. оно находится в пределах погрешностей измерений), во-вторых, усредненность смещений d и h реперов приво-

рассматриваются прежде всего технико-экономические вопросы - оптималь­ ная глубина открытых работ, схемы вскрытия месторождений, технологи­ ческие схемы отработки полезного ископаемого и т.д. Примеров комбини­

рованного способа разработки угольных месторождений мало. Ь этих от­ дельных случаях разработка осуществлялась по локальным проектам, со­ ставленным без геомехаиического обоснования в связи с отсутствием на­ учных основ решения данного вопроса.

Анализируя известные работы / J.-5 /, легко убедиться, что с целью

разработки геомеханических схем сдвижения горных пород при совместно:; разработке угольных пластов открытым и подземным способами достаточно различать совмещение работ но времени,' а различное совмещение горных работ в пространстве будет определять лишь параметры сдвижения масси­ ва и величину горного давления на крепь подземных выработок в зависи­ мости от той или иной геомеханической схемы (подсхемы). Отметим так­

1)подземные работы с переход,ом на открытые ;

2)открытые работы с переходом на подземные ; а) подработка бортов разрезов ; б) подработка склонов ;

3)одновременно подземные и открытые работы ;

А) подземные рзооты с переходом на шнекобуровую разработку из откры­ тых выработок ;

5) одновременно открытию работы и шнекобуровая разработка из под­ земных выраооток.

Основным фактором, определяющим особенность процесса деформирова­ ния массива горных пород при комбинированном способе разработки место­ рождений с точки зрения геомехаиического обеспечения ведения подзем­ ных горных работ, является наличие крутой подрабатываемой свободной поверхности (откоса), изменяющей объемное напряжение состояния масси­ ва в сравнении с его первоначальным состоянием всестороннего сжатия при горизонтальной или достаточно пологой земной поверхности. Наличие свободной крутой поверхности изменяет характер сдвижения массива гор­ ных пород, величину и направление горного давления вдоль забоя лавы, которые дополнительно зависят от угла откоса, коэффициента запаса его устойчивости, наличия целиков и от взаимного расположения в прострэн-

35

стве открытых и подземных горных выработок. Следовательно, традицион­

ные решения ряда вопросов горного дэвлейия в этих условиях являются неприемлемыми и требуют соответствующей корректировки.

Основным фактором, определяющим особенность процесса деформирова­ ния бортов угольных разрезов при комбинированном споробе разработки

месторождений, является нэлржение деформаций от сдвижения подработан­ ного массива на собственно деформации борта, обусловленные касатель­

ными напряжениями, что принципиально изменяет и существенно осложняет картину напряженно-деформированного состояния откосов. Наложение де­

формаций влечет за собой : изменение векторов смещения прибортового мас­

сива и, следовательно, поверхности борта и прибортовой полосы земной

поверхности ; резкое увеличение деформаций борта, т.к. деформации мас­

сива, вызванные его подработкой, на порядок больше собственно дефор­ маций оорта ; возможное обрушение борта или склона в зависимости от

коэффициента зараса их устойчивости до подработки и т.д. Таким обра­ зом, задача предрасчета деформаций подрабатываемых бортов формулирует­

ся также по-новому.

При ведении открытых горных работ в зоне влияния действующих или старых подземных разработок прежде всего должна быть обеспечена их

безопасность. Ведение работ в активной зоне действующих подземных вы­ работок связано о непрерывным развитием процесса сдвижения горных по­

объектов.

Основными защитными мерами охраняемых объектов являются следующие горно-технические мероприятия по управлению процессом сдвижения : полная закладка выработанного пространства (при работе в качестве закладки могут быть использованы породы вскрыши из карьера)» оставле­ ние безопасных размеров целиков и потолочин ^искусственная посадка кровли; применение рациональной системы разработки; увязка работ в пространстве и времени, т.е. наиболее рациональный порядок разработки выемочных полей; использование контрфорсов в открытых выработках и на склонах; выполаживание углов откосов ; дренаж массива и поверхности, склона и т.д.

его устойчивости оценивается по схеме расчета У 1J Э /, где

s t o p '

э90 •- ¥ ' ( у '»/> '),

потенциальная поверхность скольжения в-'нижней части откоса пойдет по наслоению, а в верхней - вкрест наслоения пород, степень устойчивости оценивается по IX схеме расчета / 10 /.

4. При крутом падении слоев в сторону выемки .под углом / 9 /

+J3 < 4S°+ Sy3 + Q '

поверхность скольжения в верхней части откоса совпадает с наслоением

Поскольку основным фактором, определяющим особенность процесса

сдвижения горных пород, является наложение деформаций разупрочняющегооя массива при его подработке на собственно деформации борта и по­ скольку при этом вначале необходимо оценивать степень устойчивости борта, а затем деформации его поверхности, то и геометрические схемы сдвижения горных пород при совместной разработке угольных пластов от­ крытым и подзимним способами должны соответствовать условиям приведен­ ных выше основных схем расчета устойчивости откосов. При оценке устой­ чивости и деформаций подработанного откоса прежде всего учитывается

Oxfi^a I. При подработке нижней части борта в массиве с пологим па­

дением слоев возможен только их сдвиг в сторону выработанного прост­ ранства (на конец отработки пласта). Величины сдвижений пород будут зависеть от вынутой мощности пласта, но борт в целом устойчивости

практически не потеряет. При отработке угольной залежи в средней час­

ти борта возможен только изгиб слоев (без учета зоны беспорядочного обрушения кровли) с образованием обратных ступенек на поверхности от­ коса и с уменьшением природного сцепления вдоль потенциальной поверх­ ности скольжения борта примерно в 2 раза / 9 /. Величины деформаций изгиба и степень снижения устойчивости борта будут зависеть от разме­

ров подземной выработки в трех измерениях и от ее расположения по вы­ соте откоса.

Схема 2. При подработке основания борта, сложенного слоями пород с

падением, близким к вертикальному (схема 2,а), характер проявления

деформаций - в виде консольного изгиба слоев ; в зависимости от выни­

маемой мощности пласта и размеров выработанного пространства по паде­

слоев сцепление вдоль потенциальной поверхности скольжения откоса со­

ставляет примерно половину природного, а поскольку область изгиба ог­ раничена, то устойчивость борта в этом случае снижается незначительно,

а величины деформаций его поверхности должны быть минимальными.

При подработке средней части борта со стороны почвы подземной гор­

ки не изменится. Со стороны кровли подземной горной выработки будет осязательно наблюдаться изгиб слоев, а ташке, в зависимости от вынимав

енлоп годности пласта и размеров выработки но падению, возможен их

сдвиг иод действием касательных напряжений. Сопротивление сдвигу мас­ сива вкрест наслоения относительно всей потенциальной поверхности

Величины деформаций поверхности борта будут определяться размерами подземной rojjiioii выработки в трех измерениях.