Способ определения сдвижений массива горных пород

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИЖЕНИЙ ПАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, включающий закладку реперов по основным и дополнительным профильным линиям в зоне влияния горных работ, производство наблюдений за смещениями реперов, по которым .судят о сдвижении массива горных пород,, отличающийс я тем, что, с целью повьпиения безопасности ведения горных работ и надежности защиты сооружений за счет учета влияния напряженного состояния на сдвижение горных пород, определяют направления действия минш1апьного и максимального тектонических напряжений , ориентируют заложенные по основным профильным линиям репера по направлениям действия минимального и максимального тектонических напряжений, а репера, заложенные по дополнительныь профильным линиям, (Л располагают между основными линиями параллед1ьно зоне крайних трещин. II 1 05 О 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„116170

4<5 1. E 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6»»

l l l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3677482/22-03 (22) 20.12.83 (46) 15.06.85. Бюл. Р 22 (72) l0.И.Туринцев и Ю.А.Кашников (71) Пермский политехнический институт и Свердловский горный институт (53) 622.235(088.8) (56) 1. Инструкция по наблюдениям за .сдвйжением горных пород и земной поверхности при подземной разработке рудных месторождений. Л., ВНИМИ, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 899948, кл. Е 21 С 39/00, 1980 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИЖЕНИЙ

МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, включающий закладку реперов по основным и дополнительным профильным линиям в зоне влияния горных работ, производство наблюдений за смещениями реперов, по которым .судят о сдвижении массива горных пород„ о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения безопасности ведения горных работ и надежности защиты сооружений за счет учета влияния напряженного состояния на сдвижение горных пород, определяют направления действия минимального и максимального тектонических напряжений, ориентируют заложенные по основным профильным линиям репера по направлениям действия минимального и максимального тектонических напряжений, а репера, заложенные по дополнительным профильным линиям, располагают между основными линиями параллепьно зоне крайних трещин.

11б17г13

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при исследовании процессов сдвижения горных пород и земной поверхности для защиты объектов от вредного влия- 5 ния горных разработок и повышения безопасности ведения горных работ.

Известен способ наблюдений за сдвижением горных пород на угольных и рудных месторождениях, включаю- 1О щий закладку реперов по профильным линиям, расположенным по простиранию и вкрест простирания залежи P1f

Однако на рудных месторождениях, где имеются тектонические поля напря-15 жений, такое расположение линий не может выявить достоверную картину деформирования массива и поверхности под влиянием тектонических сил. Это объясняется тем, что максимальная 20 и минимальная составляющая поля напряжений действует чаще всего под углом к простиранию залежи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения сдвижений массива горных пород, включающий закладку реперов по основным и дополнительным профильным линиям в зоне влияния горных работ, производство наблюдений30 за смещениями реперов, по которым судят о сдвижении массива горных пород (2).

Однако данный способ позволяет фиксировать лишь сдвижения пород по,35 напластованию и не позволяет выявить специфические закономерности деформирования пород в поле тектонических сил, что приводит к выбору недостаточно надежных мер охраны сооружений.40 преждевременной их подработке и повышению опасности возникновения динамических форм проявления горного давления.

Цель изобретения - повышение безо-45 пасности ведения горных работ и надежности защиты сооружений за счет учета влияния напряженного состояния на сдвижение горных пород.

Поставленная цель достигается тем.50 что согласно способу определения сдвижений массива горных пород, включающему закладку реперов по основным и дополнительным профильным линиям в зоне влияния горных работ, производство 55 наблюдений за смещениями реперов, по которым судят о сдвижении массива гор.,ных пород, определяют направления действия минимального и максимального тектонических напряжений, ориентируют заложенные по основным профильным линиям репера по направлениям действия минимального и максимального тектонических напряжений, а репера, заложенные ло дополнительным профильным линиям, располагают между ос— новными линиями параллельно зоне крайних трещин.

Расположение основных профильных линий реперов IIo направлению действия максимального и минимального напряжений и производство по реперам инструменталь|п|х наблюдений позволит определить закономерности появления и величины горизонтальных сдвижений реперов в сторону нетронутого массива и в сторону выработанного пространства, поднятий и опусканий реперов.

Это позволит выбирать более надежные меры охраны сооружений и объектов, расположенных по направлению действия главных напряжений.

Расположение дополнительных линий реперов между основными линиями параллельно зоне крайних трещин, которая возникает в процессе отработки месторождения,и производство по реперам инструментальных наблюдений позво1 лит определить закономерности появления и величины сжатий и растяжений в перпендикулярном действующим главным напряжениям направлении. На основе полученных данных можно более надежно охранять протяженные в указанном направлении сооружения (например трубопроводы, горные выработки).

На фиг. 1 представлена схема, поясняющая предлагаемый способ при отработке рудного тела столбообразной формы, где 1 — основные профильные линии реперов; 2 — дополнительные линии реперов; 3 — рудное тело;

4 — эона крайних трещин на земной поверхности; 6„, „ и 6„„„- направления действия максимальных и минимальных тектонических напряжений.

Способ осуществляется следующим образом.

Перед отработкой рудного тела на земной поверхности по линии действия максимального и минимального напряжений закладывают репера по основным профильным линиям 1, Параллельно эане крайних трещин 4, которая возникает при отработке рудного тела 3

1161703

Составитель С.Потапов

Редактор А.Долинич Техред И.Асталош КорректоР В.Синицкая

Заказ 3949/38 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4 до глубины, лля которой прое ктируе тс я н а блюла тель на я станция, закладывают реперы п . лонолнительным линиям 2. !1роиззодят плановую и высотную привязку реперов и первую серию ин- 5 с трумен тая ьных наблюдений, состоящую иэ нивелирования реперов и измерения расстояний между реперами.

В массиве горных пород реперы располагают на произвольной глубине либо в скважинах, пробуренных иэ выработок по направлению действия максимальной или минимальной составляющей тектонического пол» напряжений, либо в выработках, ориентированных в указанных направлениях. Расстояние от зоны крайних трещин дополнительных линий реперов определяется конкретностью решения задачи. При решении задач, связанных с охраной ссору- 2О жений от подработки, дополнительные линии реперов должны проходить (как н основные) через здания и сооружения, подлежащие охране. При решении задач научно-исследовательского ха25 рактера расстояние дополнительных линий от зоны крайних трещин определяется общей постановкой задачи.

В процессе отработки рудного тела 3 земная поверхность начнет деформироваться. В зависимости от исходного напряженного состояния, глубины разработки, физико-механических свойств вмещающих пород на основных 35 профильных линиях могут возникнуть горизонтальные сдвнжения реперов в сторону нетронутого массива и в сторону выработанного пространства, 40 поднятия и опускания реперов. На дополнительных линиях могут возникнуть участки сжатий и растяжений поверхности. Все измерения в положении реперов фиксируются систематическими инструментальными наблюдениями. В последующем на основе определения влияния напряженного состояния на процесс сдвижения горных пород выбираются надежные меры охраны поверхностных и подземных сооружений, а также безопасная технология отработки отдельных участков месторождения.

Исследования указывают на связь процессов сдвижения пород в тектоническом поле напряжений с проявлениями горных ударов.

В связи с этим определение влияния напряженного состояния на сдвижение горных пород позволит не только более надежно охранять поверхностные и подземные сооружения от вредного влияния подземных разрабо— ток, на и выбирать более безопасную технологию очистных работ с целью предотвращения динамических проявлений горного давления.

Данный способ предназначен преимущественно для повышения надежности защиты объектов, ориентированных в направлении минимального и максимального напряжений, однако познание с его помощью закономерностей влияния напряженного состояния на сдвижение горных пород способствует повышению надежности охраны отдельных элементов как угодно ориентированных сооружений,