2.3 Обоснование объемов работ

2.3.1 Бурение для установки глубинных реперов

Метод глубинных реперов - один из видов стационарных наблюдений за компонентами геологической среды в период эксплуатации сооружения. Применяется для наблюдений за сдвижением горных пород путём регистрации перемещений реперов, закрепляемых в скважинах. Наблюдения ведутся в скважинах, пробурённых из горных выработок, в которых устанавливают на различном расстояниях от устья реперы, имеющие в основании механическую гибкую (проволочную) или жёсткую (штанговую) связь с замерным индексом или устройством, фиксирующим перемещения реперов относительно устья скважины.

Установка глубинных реперов входит к комплекс инженерно-геодезических изысканий в период эксплуатации сооружения (п.5.4 СНиП 11-02-96). Наблюдения за осадками и деформациями сооружений и земной поверхности при выполнении локального мониторинга осуществляются в соответствии с требованиями ГОСТ 24846-81. Глубинные реперы используются для измерения расслоения пород кровли с целью оперативного контроля состояния приконтурного массива горных выработок, закрепленных анкерной крепью, для обеспечения безопасности работ. Контроль относительного смещения и скорости смещения индикаторов необходим для установления тенденций развития деформаций горных пород на ранней стадии.

В полускальные породы закладываются глубинные реперы II класса точности (п. 2.1.2 ГОСТ 24846-81). Учитывая обводненность пород в подземных горных выработках и их тектоническую нарушенность, а также нарушенность стенок выработок (3 м) как результат ведения взрывных работ, глубина заглубления нижнего конца реперов в прочный грунт выработки должна составлять не менее 1,5 м. Таким образом, средняя глубина погружения репера составит 5 м. Число реперов, согласно п.2.1.4 ГОСТ 24846-81, должно быть не менее трех. В соответствии с «Инструкцией по расчёту и применению анкерной крепи на угольных шахтах России» контроль расслоения пород кровли ведется на всех сопряжениях выработок, включая с лавой, на участках выработок с различными породами, конструкциями анкеров, а также в местах наиболее тяжёлых условий поддержания, установленных при проходке. Замерные станции для контроля расслоений, нагрузок на анкеры устанавливаются через 80 – 100 м.

Наблюдения за деформациями стенок подземных выработок рекомендуется проводить там, где происходит наиболее активное перетекание подземных вод и фиксируется наибольшее число заколов. К таким участкам относятся разведочные штреки №5 и 7, ШВБ-3 и ШВБ-4. Суммарная их протяженность составляет 1100 м. При шаге контроля расслоений и деформаций кровли выработок 100 м получаем число необходимых глубинных реперов, равное 11.

Таким образом, для установки глубинных реперов необходимо бурение 11 вертикальных геотехнических скважин диаметром 59 мм и глубиной 5 м каждая. Общий объем геотехнического бурения составит 55 м.

2.3.2 Бурение скважин и отбор образцов горных пород

Бурение скважин и отбор образцов горных пород следует производить для изучения физико-механических свойств горных пород, их трещиноватости, слоистости и расслаиваемости, напряженного состояния.

В соответствии с п. 3.3 СН 484-76 общее число скважин, точки их заложения, направление, глубина, диаметр и режим проходки должны быть определены проектом исходя из назначения выработок, условий залегания пород и их литолого-структурных особенностей.

Согласно п.1.10 СНиП II-9-80 при проведении инженерных изысканий должно предусматриваться бурение вертикальных или наклонных скважин по осевым линиям горизонтальных выработок вкрест простирания массива горных пород.

Глубина бурения должна обеспечивать возможность изучения физико-механических свойств и структурной нарушенности пород до 20 м выше и до 10 м ниже горизонта расположения выработки.

Для определения физико-механических свойств горных пород при бурении скважин необходимо обеспечить максимальный (близкий к 100%) выход керна, а также сохранение естественной влажности и сложения образцов пород.

Согласно п. 3.4 СН 484-76 отбор, упаковку, транспортирование и хранение образцов горных пород следует выполнять в соответствии с требованиями ГОСТ 12071-2000.

Согласно п. 5.11 СП 11-105-97 количество отобранных образцов при проходке скважин должно обеспечить идентификацию инженерно-геологических элементов и возможность статистической обработки результатов определения физико-механических характеристик грунтов каждого инженерно-геологического элемента. В соответствии требованиям СН 484-76 образцы пород необходимо отбирать из каждой литологической разности. Но не менее 1 образца на 2 метра бурения. Длина образцов должна быть не менее 200 мм. Диаметр керна для полускальных пород должен составлять 40-100 мм.

В ходе планируемого мониторинга предполагается обследовать 5 горных выработок. Бурение производится в подземных условиях. В соответствии с заданием, требуется изучить состояние горных пород в условиях их обводнения и тектонической нарушенности, а также влияния очистных работ. Согласно проекту в каждой горной выработке будет пройдено по 2 куста скважин. В каждом кусте, согласно требованиям п.3.3 СН 484-76, - по 4 скважины средней глубиной 20 м. Таким образом, общий объем бурения составит 800 п.м., из них 200 п.м - с диаметром 93 мм, а 600 п.м. - с диаметром 76 мм. Объем проб - 400.