П.А. Марченко Охрана сооружений при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Часть 2

7

Продолжение табл.5

Вариант	Название илибассейна месторождения		точки			участки пути		номер	Координаты устьев				почвыОтметки	попласта м,скважине	пластаМощность наномощностьи- м,сов
			Характерные точки и участки пути					вертикальных разве-
		Назначение							дочных скважин, м
		железных дорог	координаты, м				ZА,
							уклоны			Х	У	Z
				х	у		пути
		Магистральные	А	1283	3382	А	230	1		1782	4428	220		100
	Воргашер-		В	1510	3690	АВ	+0,007								5
27		линии до 15 млн						2		1627	4053	225		-100
	ское	т км/км	С	1628	4233	ВС	0	3		1353	3406	220		150	30
			Д	1518	4580	СД	-0,006
		Линии для освоения	А	328	3505	А	200	1		811	4542	210		-130
		новых экономиче-	В	583	3778	АВ	0								2,2
28	Интинское							2		207	4144	200		0
		ских районов до 8	С	692	4508	ВС	+0,009								15
								3		345	3548	205		150
		млн т км/км	Д	578	4721	СД	0									20
		Внутриузловые	А	1178	3177	А	450	1		1410	4131	460		-100
			В	1285	3408	АВ	0								0,9
29	Кузнецкий	соединительные						2		908	3788	455		150
			С	1327	3972	ВС	-0,007								25
		пути						3		1307	3194	460		100
			Д	1300	4237	СД	0
		Подъездные пути со	А	1011	3538	А	415	1		1372	3700	410		100
		скоростью движе-	В	1227	3876	АВ	0					420			0,8
30	Челябинский							2		938	4318			-150
		ния поездов свыше	С	1310	4492	ВС	+0,005					415			15
		40, но не > 80 км/ч	Д	1266	4737	СД	0	3		1215	4792			200
		Внутристанционные	А	352	3540	А	150	1		887	4618	160		-200
31	Воркутин-	соединительные	В	608	3871	АВ	-0,006	2		812	4212	150		0	4
	ское	пути	С	688	4421	ВС	0	3		417	3598	155		60	20
			Д	612	4783	СД	+0,008

8

Продолжение табл.5

Вариант	Название илибассейна месторождения		точки			участки пути		номер	Координаты устьев				почвыОтметки	попласта м,скважине	пластаМощность наномощностьи- м,сов
			Характерные точки и участки пути					вертикальных разве-
		Назначение							дочных скважин, м
		железных дорог	координаты, м				ZА,
							уклоны			Х	У	Z
				х	у		пути
		Подъездные пути	А	821	3028	А	200	1		1391	3418	205		-50
		со скоростью	В	1188	3383	АВ	+0,007							-200	2
32	Кизеловский							2		927	4005	200
		движения поездов	С	1242	4162	ВС	0							120	30
		не > 40 км/ч	Д	1192	4393	СД	-0,006	3		1209	3724	195
		Магистральные	А	1002	4201	А	280	1		1488	4562	290		-200
	Донецкий		В	1222	4538	АВ	0								3
33		линии от 80-35млн						2		1393	4508	280		120
	(Восточный)		С	1310	5108	ВС	-0,010								10
		т км/км	Д	1211	5478	СД	0	3		1048	5408	285		-50		21
		Магистральные	А	1403	3718	А	200	1		1893	4102	195		100
	Тавричан-		В	1615	4082	АВ	-0,012								2
34		линии от 35-15 млн						2		1282	4722	205		-200
	ское	т км/км	С	1609	4697	ВС	0	3		1374	4367	210		-50	25
			Д	1468	5100	СД	+0,006
		Магистральные	А	1312	1880	А	140	1		1788	2469	150		-200
	Партизан-		В	1518	2181	АВ	+0,006								3
35		линии до 15 млн						2		1120	2752	140		50
	ское	т км/км	С	1447	2583	ВС	0	3		1138	1968	145		-150	30
			Д	1372	2972	СД	-0,004

22

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5

Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности и установление оптимальной меры охраны железнодорожного пути при отработке предохранительного целика

1.Цель работы

1.1.Ознакомиться с мерами охраны сооружений и природных объектов на земной поверхности от вредного влияния горных разработок.

1.2.Изучить порядок и произвести расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности от очистных выработок, запроектированных для отработки предохранительного целика под полотно железной дороги.

2.Порядок выполнения работы

2.1.На основании практической работы №4 запроектировать два рабочих горизонта для отработки предохранительного целика.

2.1.1.Вентиляционный штрек первого горизонта запроектировать на расстоянии 20м в плоскости пласта от контакта наносов с коренными породами. При отсутствии на плане выхода пласта под наносы вентиляционный штрек запроектировать по верхнему горизонту пласта на плане.

2.1.2.Наклонную высоту этажа принять 100м. Изобразить запроектированные выработки на плане и на разрезе.

2.2.Установить для каждой очистной выработки основные параметры процесса сдвижения земной поверхности: оседания, наклоны, кривизну, горизонтальные сдвижения и горизонтальные деформации.

2.3.Построить кривые ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности по главному сечению мульды сдвижения вкрест простирания пласта от каждой лавы и суммарные.

2.4.Построить мульду сдвижения в изолиниях оседаний.

23

2.5.Произвести расчет ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности по оси железнодорожного пути графоаналитическим способом и построить соответствующие графики.

2.6.Установить оптимальную меру охраны железнодорожного пу-

ти.

2.7.Дать заключение по установлению меры охраны объекта.

4. Рекомендуемая литература

[1, с. 602-606; 2, с. 492-511; 5; 9, с. 89-124; 10, с. 86-125]

24

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ №3

Построение предохранительного целика для охраны отдельного здания (сооружения)

1.На основании исходных данных (табл.1, 2, 3, 4) строят план охраняемого объекта.

2.Производят расчет допустимых и предельных деформаций. 2.1. Для гражданских и общественных зданий

Для расчета безопасной и предельной глубины разработки, категории охраны и размеров предохранительной бермы определяют допустимые и предельные показатели горизонтальных деформаций.

	[ε Д ]=		[∆l Д ]		;		(1)
		1,2mεl
	[εП ]=		[∆lП ]			,	(2)
			1,2mεl

где [∆lД], [∆lП] - соответственно допустимые и предельные показатели деформации (определяемые по формулам (3) и(4));

l- длина здания в мм;

mε-коэффициент, усредняющий горизонтальные деформации по длине здания (определяют по [5, табл.4.1]).

[∆lД]= [∆lД]н n1 n2 n3 n4 n5 ;	(3)
[∆lП]= [∆lП]н n1 n2 n3 n4 n5 ,	(4)

где [∆lД]н; [∆lП]н - нормативная величина допустимой и предельной деформаций (определяют по [5, табл.4.2] в зависимости от этажности и назначения здания);

25

n1-коэффициент, учитывающий грунтовые условия [5, табл.4.3];

n2-коэффициент, учитывающий материал и толщину наружных стен [5,

табл.4.4];

n3-коэффициент, учитывающий износ наружных стен [5, табл.4.5];

n4-коэффициент, учитывающий наличие жестких перекрытий:

-для зданий со сборным или монолитным перекрытием (принимают 1,2);

-для зданий с деревянным перекрытием (принимают 1);

n5-коэффициент, учитывающий форму здания в плане;

-для зданий сложной формы, показанных ниже (принимают 1)

-для других форм (принимают 0,8)

-для деревянных (принимают 1)

Произведение (n1 n2 n3 n4 n5) должно быть>0,5.

2.2. Для промышленных зданий

Промышленные здания в зависимости от характера производственного процесса, чувствительности оборудования и строительных конструкций к деформациям земной поверхности, а также от их народ- но-хозяйственной значимости при определении допустимых и предельных деформаций разделяют на 5 разрядов [5, табл.4.7].

Для промышленных предприятий с размещением в них оборудования допустимые и предельные деформации земной поверхности определяют раздельно для зданий (формулы (5)-(10)) и оборудования – в соответствии с [5, табл.4.11].

Меры охраны устанавливаются по наименьшим допустимым и предельным деформациям для зданий или технологического оборудования.

26

Допустимые и предельные показатели горизонтальных деформаций земной поверхности для промышленных зданий определяют по формулам

[εД] = [εД]н n1 n6 ;	(5)
[εП] = [εП]н n1 n6 ,	(6)

где [εД], [εП] - соответственно допустимые и предельные горизонтальные деформации для промышленного здания;

[εД]н, [εП]н - нормативная величина допустимых и предельных деформаций;

n1-коэффициент, учитывающий грунтовые условия [5, табл.4.3];

n6-коэффициент, зависящий от состояния здания на момент его подработки [5, табл.4.6].

Нормативные величины допустимых показателей горизонтальных деформаций земной поверхности для промышленных зданий (каркасных, бескаркасных) определяют по формулам:

а) для зданий на столбчатых и ленточных фундаментах

[ε	Д	]	=	[СД ]			;	(7)
				m l
		н			ц
				ε

б) для зданий на сплошной железобетонной плите

[ε	Д	]	=	100		,	(8)
				m l
		н			ф
				ε

где [СД]- показатель, зависящий от разряда зданий [5, табл.4.7] и конструктивных особенностей здания [5, табл.4.8];

27

lц –расстояние от середины здания на ленточном фундаменте, от середины каркасного здания без связевого блока, от связевого блока каркасного здания или от жесткой пристройки до крайних фундаментов, мм;

lф. – длина фундаментной плиты, мм.

Нормативную величину предельных деформаций земной поверхности для промышленных зданий определяют:

а) для каркасных зданий

[ε	П	]	=	[СП ]		;	(9)
		н		m l	ц
				ε

б) для зданий бескаркасных и с неполным каркасом

[ε	П	]	=	100		,	(10)
				m l
		н			ц
				ε

где [СП] – показатель, который определяют в зависимости от разряда зданий и высоты колонн [5, табл.4.9];

Категорию охраны и размеры бермы определяют в зависимости от допустимых горизонтальных деформаций [εД] 10-3 и от деформаций на-

клонов [iД] 10-3 по [5, табл.8.1].

3. Вычисляют безопасную глубину разработки.

Безопасную глубину разработки для одиночного пласта определяют по формуле

m
Нб = КД [ ДД ] ,	(11)

Предельную глубину разработки

28
НП = К	m
	П [ ДП ] ,	(12)

где m-мощность пласта, м;

[ДД] - допустимые деформации: если допустимые деформации для охраняемого объекта определяются горизонтальными деформациями, то [ДД] = [εД], а если деформациями наклона, то [ДД] = [iД].

КД - соответственно принимается равным Кε или Кi, которые определяют по [5, прил.1, табл.4, 5]. Аналогично [ДП] = [εП] или [ДП] = [iП].

4. Построение целика под здание выполняют тремя способами.

4.1. Способ вертикальных разрезов

При построении предохранительных целиков способом вертикальных разрезов, вертикальные разрезы всегда строят по линиям, перпендикулярным к границам охраняемой площади. Пример построения показан на рис.1.

Порядок построения

1.На плане отстраивают границы охраняемой площади на земной поверхности. Для этого через характерные угловые точки здания или сооружения проводят линии, параллельные и перпендикулярные простиранию пласта до их взаимного пересечения, параллельно полученным линиям на расстоянии ширины бермы (Б) проводят границы охраняемой площади.

2.Строят вертикальный разрез вкрест простирания пласта по линии, проходящей через центр охраняемой площади. На разрезе изображают поверхность земли (по горизонталям поверхности), наносы, пласт по изогипсам почвы пласта, а также границы охраняемой площади на поверхности.

3.По углу падения пласта α по «Правилам охраны…» [5] для соответствующего бассейна устанавливают углы сдвижения ϕ - в наносах,

29

γ, β, δ - в коренных породах, при наличии мезозойских отложений - углы сдвижения γм, βм, δм .

4.От границ охраняемой площади на поверхности откладывают углы сдвижения ϕ - в наносах, γ, β - в коренных породах до пересечения

спочвой пласта (в точках 1 и 2), которые являются верхней и нижней границей целика, точки 1 и 2 проецируют на план в виде линий, параллельных изогипсам пласта, это линии III-IV со стороны восстания пласта и I-II со стороны падения (рис.1, а).

5.Строят вертикальный разрез по простиранию пласта, на котором изображают поверхность земли, наносы, верхнюю и нижнюю границу целика, которые проецируют с разреза вкрест простирания, и границы охраняемой площади.

6.От границ охраняемой площади на поверхности проводят плоскости сдвижения под углами ϕ - в наносах и δ - в коренных породах, до пересечения с верхней и нижней границами целика в точках 1′ и 2′ (рис.1,б).

7.Определяют контур целика на плане (I-II-III-IV). Если нижняя граница целика, полученная по углу γ, расположена ниже безопасной

глубины разработки Нб, то за нижнюю границу целика принимают безопасную глубину разработки. В данном примере с учетом Нб – кон-

тур целика III-IV-V-VI (см. рис.1).