П.А. Марченко Маркшейдерские работы при сдвижении и охране природы

1

Введение

Согласно учебному плану подготовки инженеров-маркшейдеров на базе бакалавров горного направления, утвержденному 5 июля 1997г., курс «Маркшейдерские работы при сдвижении горных пород и охране природы» является дисциплиной специализации и изучается студентами во втором семестре третьей ступени многоуровневой системы образования.

При подземной разработке месторождений полезных ископаемых, в связи с изменением напряженного состояния горного массива, происходит сдвижение горных пород, которое при определенных условиях достигает земной поверхности, т.е. оснований сооружений и природных объектов, расположенных на ней.

При разработке мощных крутопадающих пластов на небольших глубинах на поверхности могут возникать провалы.

Провалы и оседания земной поверхности, а также отвалы пустых пород шахт и обогатительных фабрик нарушают природную среду в районе разработки месторождения и требуют принятия соответствующих мер по охране сооружений и рекультивации земель.

Горный инженер-маркшейдер должен уметь вести наблюдение за сдвижением земной поверхности под влиянием горных разработок, принимать оптимальные меры охраны зданий и сооружений при их подработке и совместно с другими техническими службами решать задачи по рекультивации земель, нарушенных горными разработками.

Рабочая программа курса Введение (цели, задачи и содержание курса)

1. Наблюдения за подрабатываемой земной поверхностью и подрабатываемыми сооружениями. Наблюдательные станции.

2.Расчет ожидаемых сдвижений земной поверхности при разработке свиты крутопадающих пластов (для условий Кузбасса).

3.Расчет вероятных сдвижений и деформаций земной поверхно-

сти.

4.Особые случаи построения предохранительных целиков:

4.1. Построение предохранительных целиков в замковых частях складок:

-при горизонтальном залегании оси складки;

-при наклонном залегании оси складки.

4.2. Построение предохранительных целиков под наклонные горные выработки:

- под наклонный шахтный ствол, пройденный по пласту диагонально его простиранию;

2

-под наклонный ствол, пройденный по породе с пересечением согласно и несогласно падающих пластов.

4.3. Построение целиков под водные объекты на поверхности.

5. Рекультивация земель при подземной разработке полезных ископаемых:

-общие сведения;

-нарушенные и нарушаемые земли;

-требования к технологии технической рекультивации;

-технология технического этапа;

-устройство подъездных дорог;

-нарезка въездных полутраншей и траншей;

-понижение отвалов;

-выполаживание отвалов;

-нарезка террас и микротеррас;

-формирование плоских породных отвалов шахт и обогатительных фабрик;

-рекультивация подработанных нарушенных земель.

6. Заключение.

Перечень практических занятий

Практическое занятие № 1 Построение предохранительного целика под отдельное здание в

замковых частях синклинальных и антиклинальных наклонных складок.

Практическое занятие № 2 Построение предохранительного целика под отдельное здание в

замковой части антиклинальной наклонной складки при переходе ее в синклинальную складку.

Практическое занятие № 3 Построение предохранительного целика под наклонный шахтный

ствол, пройденный по пласту в диагональном направлении.

Практическое занятие № 4 Построение предохранительного целика под наклонный шахтный

ствол, пройденный по породе с пересечением пласта.

3

Практическое занятие № 1

Построение предохранительного целика под отдельное здание в замковых частях синклинальных и антиклинальных

наклонных складок

1. Цель работы Научиться производить построение предохранительных целиков

при сложном складчатом залегании пластов. 2. Исходные данные

2.1. План изогипс почвы пласта и охраняемых объектов - рис.1 и 2. 2.2.Название бассейна (месторождения), характеристика охраняе-

мого объекта, мощность наносов и пласта - указаны в табл.1. 3. Содержание работы

3.1. На основании схемы (рис.1 и 2) составить план изогипс почвы пласта в масштабе 1:2000 с указанием на нем охраняемого объекта.

3.2.Произвести расчет допустимых и предельных деформаций, определить категорию охраны, ширину бермы и безопасную глубину разработки для охраняемого объекта.

3.3.Построить границы охраняемой площади на поверхности.

3.4.Построить минимум два (совмещенных) вертикальных разреза по линиям, перпендикулярным оси складки.

3.5.Определить на разрезах углы падения крыльев складки (α 1, α 2)

иустановить по ним углы сдвижения β , γ (для данного разреза) и угол сдвижения в наносах ϕ .

3.6.Определить границы целика на разрезах и перенести их на

план.

3.7.Построить вертикальный разрез (проекцию на вертикальную плоскость) по оси складки и изобразить на нем границы целика и ось складки, проецируя их с разреза, перпендикулярного оси складки.

3.8.Определить на разрезе угол падения оси складки и по нему ус-

тановить углы сдвижения β и γ для разреза по оси складки.

3.9. По углам сдвижения определить границы целика на разрезе, перенести их на план и построить контур целика.

3.10. Подсчитать запасы в целике.

Порядок построения целика показан на примере 3 (рис.6).

4

5

Практическое занятие № 2

Построение предохранительного целика под отдельное здание в замковой части антиклинальной наклонной складки

при переходе ее в синклинальную складку

1. Цель работы Изучить особенности и методику построения предохранительных

целиков при сложном складчатом залегании пластов. 2. Исходные данные

2.1.План изогипс почвы пласта и охраняемых объектов (рис.1 и 2). 2.2. Название бассейна (месторождения), характеристика охраняе-

мого объекта, мощность наносов и пласта - указаны в табл.1. 3. Содержание работы

3.1. Согласно схеме (рис.1 и 2) составить план изогипс почвы пласта в масштабе 1:2000 с указанием на нем охраняемого объекта.

3.2.Принять из практического занятия № 1 категорию охраны объекта, ширину бермы и безопасную глубину разработки.

3.3.Построить границы охраняемой площади на поверхности, проводя их параллельно и перпендикулярно оси антиклинальной складки.

3.4.Построить минимум два (совмещенных) вертикальных разреза по линиям, перпендикулярным оси антиклинальной складки. На разрезе должен быть изображен замок антиклинальной складки и одно или два крыла прилегающих синклинальных складок.

3.5.Определить на разрезе углы падения крыльев складок (α 1, α 2,

α3) и установить по ним углы сдвижения γ , β и ϕ для данного разреза.

3.6.По углам сдвижения построить на разрезе границы целика и перенести их на план.

3.7.Построить разрез по оси антиклинальной складки и изобразить на нем границы целика и оси антиклинальной и синклинальной складок.

Определить на разрезе угол падения оси антиклинальной складки

α4 и синклинальной α 5.

3.8.По углу падения оси антиклинальной складки α 4 определить для данного разреза углы сдвижения γ , β как для антиклинальной, так и сиклинальной складок, и установить по ним границы целика.

3.9.Границы целика с разреза перенести на план и определить контур целика.

6

Рис. 1. План изогипс почвы пласта и охраняемых объектов

7

Рис. 2. План изогипс почвы пласта и охраняемых объектов

8

3.10. Подсчитать запасы в целике.

Порядок построения целика показан на примере 4 (рис.7).

Практическое занятие № 3

Построение предохранительного целика под наклонный шахтный ствол, пройденный по пласту в диагональном направлении

1. Цель работы Изучить возможные способы построения предохранительных це-

ликов под наклонные горные выработки, пройденные по пластам под углом к их простиранию.

2. Исходные данные.

2.1. Название бассейна (месторождения), угол наклона ствола, угол падения свиты пластов, мощность междупластья, мощность пластов и наносов указаны в табл.2.

2.2. Наклонные выработки (шахтные стволы, бремсберги, уклоны) закреплены металлической арочной крепью с податливостью 300мм. Ширина целика между выработками и ходками L=12м. Крепость угля по Протодьяконову f=1,5.

3. Содержание работы

А. Для способа вертикальных разрезов

3.1. На основании исходных данных построить план изогипс почвы пластов P1 и P2 в масштабе 1:2000 и изобразить на нем ствол с ходком. Для этого необходимо определить место положения устья выработок и угол θ между осями выработок и простиранием пласта.

3.2.Пользуясь «Указаниями...» [2], произвести расчет ширины опорного целика L0.

3.3.Построить границы охраняемой площади по вышележащему пласту и на поверхности для охраны устья выработок.

3.4.Наметить на плане линии, перпендикулярные границам охраняемой площади, по которым должны быть построены вертикальные

разрезы, и определить для них углы θ .

3.5.По углу падения пластов установить углы сдвижения в коренных породах. Произвести расчет углов сдвижения в диагональных направлениях.

3.6.По намеченным на плане линиям построить вертикальные разрезы и указать на них охраняемые точки (на поверхности или на гра-

9

Таблица 2

Исходные данные к практическим занятиям № 3 и № 4