Способ прогноза деформаций земной поверхности при подработке структурных ослаблений

 

Использование: при прогнозах деформаций земной поверхности при подработке структурных ослаблений, в зонах влияния которых проявляются сосредоточенные деформации . Сущность состоит в том, что в лежачем и висячем крыльях тектонического нарушения производят закладку линий грунтовых реперов, а посредством частотных маркшейдерских измерений определяют ускорения оседаний как в лежачем, так и в висячем крыльях тектонического нарушения , Если ускорения на лежачем крыле превышают соответственно в В раз, то делается вывод о развитии процесса сдвижения в форме сдвига пород лежачего бока относительно висячего, а если не превышает, то процесс сдвижения происходит в форме плавного прогиба.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 02 D 31/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

У)

С

1 4

О

О о >

1(1 (21) 4880187/33 (22) 05.10.90 (46) 23.01.93: Бюл. ¹ 3 (71) Украинский филиал Научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Л.П.Чепенко (73) Украинский государственный научноисследовательский и проектно-конструкторский институт горной геологии, геомеханики и маркшейдерского дела (56) Муллер P.À., Матюшенко М.Д. и Чепенко Л.П, Повышение эффективности мер защиты подрабатываемых трубопроводов в зонах влияния тектонических нарушений.—

Уголь, 1989, ¹ 10, с,51 — 52.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1121412, кл, Е 02 D 31/08, 198 .

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам защиты подрабатываемых зданий и сооружений, расположенных на выходах структурных ослаблений (разрывных тектонических нарушений, осевых поверхностей синклинальных складок), и может быть использовано при решении вопросов выемки угля под застроенными территориями.

Известен способ определения характера процесса сдвижения при подработке структурных ослаблений путем сравнения измеренных скоростей оседания реперов, заложенных в месте выхода ослабления на поверхность с расчетными скоростями оседания. Однако в этом способе не учитываетБ1Л 1790645 А3 (54) СПОСОБ ПРОГНОЗА ДЕФОРМАЦИЙ

ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ПОДРАБОТКЕ СТРУКТУР Н ЫХ ОСЛАБЛЕНИЙ (57) Использование: при прогнозах деформаций земной поверхности при подработке структурных ослаблений, в зонах влияния которых проявляются сосредоточенные деформации. Сущность состоит в том, что в лежачем и висячем крыльях тектонического нарушения производят закладку линий грунтовых реперов, а посредством частотных маркшейдерских измерений определяют ускорения оседаний как в лежачем, так и в висячем крыльях тектонического нарушения, Если ускорения на лежачем крыле превышаютсоответственно в В раз,тоделается вывод о развитии процесса сдвижения в форме сдвига пород лежачего бока относительно висячего, а если не превышает, то процесс сдвижения происходит в форме плавного прогиба. ся различие характера сдвижения лежачего и висячего боков структурного ослабления, что может привести к неправильному выбору точек сравнения и соответственно к неправильному выводу при назначении мер защиты подрабатываемых зданий и сооружений.

Кроме того, расчетные скорости оседания определяют с погрешностью не менее

30%, что также может привести к ошибочному выводу.

Известен также способ определения местоположения выхода сместителя разрывного тектонического нарушения под рыхлые отложения, включающий закладку линий грунтовых реперов, ориентирован1790645 — "< В, а — "> В, а, 45

55 — < В ав ных вкрест простирания сместителя, осуществление наблюдений за сдвижением грунтовых реперов и определение местоположения выхода сместителя под рыхлые отложения по вертикальной проекции места проявления сосредоточенных деформаций земной поверхности в виде пиков наклонов и горизонтальных деформаций.

Недостатком этого способа является отсутствие количественного критерия, позволяющего установить характер проявления деформаций либо в форме плавного прогиба породных слоев, либо в форме сдвига пород лежачего крыла тектонического нарушения относительно пород висячего крыла, 15 вызывающего сосредоточенные деформации земной поверхности(уступы, трещины).

Целью изобретения является повышение достоверности прогноза характера де- 20 формаций земной поверхности при подработке структурных ослаблений, Поставленная цель достигается тем, что в способе прогноза деформаций земной поверхности при подработке структурных ос- 25 лаблений, включающем закладку грунтовых реперов, расположенных с обеих сторон от выхода нарушения на земную поверхность, ориентированных вкрест простирания нарушения, и нивелирование этих реперов, по результатам которого судят о характере деформаций, дополнительно осуществляют частотное нивелирование реперов, по результатам которого определяют ускорения оседания лежачего и висячего крыльев на- 35 рушения, а характер процесса сдвижения на выходе структурного ослабления определяют по отношению ускорений оседания лежачего и висячего крыльев нарушения, причем при 40 а, а — соответственно ускорения оседания лежачего и висячего крыльев нарушения;

 — критерий анизотропии процесса сдвижения, считают, что процесс сдвижения происходит в форме сдвига по структурному ослаблению с образованием сосредоточенных деформаций,а при процесс сдвижения происходит в форме плавного прогиба породных слоев.

Способ осуществляется следующим образом.

В районе выхода разведанноготектонического нарушения закладывают 2 — 4 линий грунтовых реперов, расположенных с обеих сторон от выхода нарушения на поверхность (под насосы), Под зоной выхода нарушения понимают ширину зоны перемятых (дробленых) пород и дополнительные 60 м участки со стороны висячего и лежачего крыльев нарушения. На этих профильных линиях закладывают грунтовые реперы в висячем и лежачем крыльях нарушения по 3 — 5 с каждой стороны.

На грунтовых реперах, заложенных с обеих сторон выхода тектонического нарушения до начала влияния горных работ проводят начальную серию наблюдений, включающую определение высотных отметок реперов. Затем после начала процесса сдвижения с интервалом не более 10 дней проводят 3 — 5 серий наблюдений. По разностям высотных отметок в каждом наблюдении и исходном определяют ускорения оседания реперов на противоположных крыльях нарушения, Сравнивают полученные значения ускорений оседания лежачего (ал) и висячего (а8) крыльев нарушения. Если ускорение оседания лежачего крыла нарушения ал превышает ускорение оседания на висячем крыле а8 более чем в В раз, то делается вывод о развитии процесса сдвижения в форме сдвига пород лежачего крыла относительно висячего с образованием сосредоточенных деформаций земной поверхности. Если же то делается вывод о развитии процесса сдвижения в форме плавного прогиба породных слоев и защита зданий и сооружений осуществляется от ожидаемых деформаций.

Величину В --критерий анизотропии процесса сдвижения определяют путем статистической обработки экспериментальных измерений, полученных при ранее происшедших деформациях. Так для угольных месторождений Донбасса величина критерия анизотропии процессе сдвижения B изменялась в пределах от 10 до 100.

1790645 ускорений оседания лежачего и висячего крыльев нарушения, причем при — >В, 5 ав

25

35

45

Составитель Л.Чепенко

Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

Редактор Т.Куркова

Заказ 369 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Формула изобретения

Способ прогноза деформаций земной поверхности при подработке структурных ослаблений, включающий закладку линии грунтовых реперов, расположенных с обеих сторон от выхода нарушения на земную поверхность, ориентированных вкрест простирания нарушения, и нивелирование этих реперов, по результатам которого судят о характере деформаций, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности прогноза характера деформации поверхности, осуществляют частотное нивелирование реперов, по результатам которого определяют ускорения оседания лежачего и висячего крыльев нарушения, а характер процесса сдвижения на выходе структурного ослабления определяют по отношению где а и ae — соответственно ускорения оседания лежачего и висячего крыльев нарушения;

10  — критерий анизотропии процесса сдвижения, считают, что процесс сдвижения происходит в форме сдвига по структурному ослаблению с образованием сосредоточенных деформаций земной по15 ал верхности, а при — < В, процесс сдвижения ав происходит в форме плавного прогиба породных слоев.