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

30

а)

	ad				cb		350
	ϕ					ϕ	hн 300
	γ						β
							250
	Нб			Нср			1
							200
							150
							100
2
							50

в)

II	VI				III
	Lн	d			c
		Б	θ	Б	Lв
	Lн				Lв
		a			b
					IV
I	V

б)

	cd				ab
	ϕ				ϕ
δ					δ
1′	Lв		Lв		1′

2′	Lн	Lн	2′

50

100

150

200

Рис.1. Построение предохранительного целика способом вертикальных разрезов: а – разрез вкрест простирания; б – разрез по простиранию; в – план

31

4.2. Способ проекций с числовыми отметками

Порядок построения

1.Строят на плане охраняемую площадь на поверхности, границы которой параллельны сторонам охраняемого объекта и отстоят от них на расстоянии бермы (Б).

2.Строят охраняемую площадь на контакте коренных пород с наносами, границы которой проводят параллельно границам охраняе-

мой площади на поверхности на расстоянии ∆=hн ctgϕ . При наличии мезозойских отложений отстраивают охраняемую площадь на контакте этих отложений с коренными породами, границы которой будут параллельны охраняемым границам на контакте коренных пород с наносами и отстоять от них на расстоянии ∆′=hм δм (hм - мощность мезозойских отложений).

3.Для каждого охраняемого контура на контакте коренных пород с вышележащими породами определяют угол θ - это угол между охраняемым контуром и линией простирания пласта.

4.В соответствии с установленными углами сдвижения γ, β, δ в коренных породах вычисляют углы сдвижения плоскостей N1, N2, N3, N4

вдиагональном направлении βi′и γi′по формулам:

ctgβ′ =	ctg 2 β cos2 θ +ctg 2δ sin2 θ ;			(13)
		,
сtgγ ′ =	ctg 2γ cos2 θ +ctg 2δ sin2 θ			(14)

где β, γ, δ - углы сдвижения в главных сечениях, определяют по «Правилам охраны…» [5]; θ - угол между охраняемым контуром и линией простирания пласта.

32

5. Для каждой плоскости сдвижения N1, N2, N3, N4 определяют величину заложения горизонталей lNi (табл.6):

lNi = h ctgβi′(γi′),

(15)

где h – высота сечения горизонталей, м, или определяют графически

(рис.2).

β1′			γ1′	γ2′	β2′						h
	lN1		lN3	lN4			lN2

Рис.2. Графическое определение заложения lNi: h – высота сечения горизонталей в масштабе плана

6.Отстраивают горизонтали плоскостей сдвижения параллельно границам охраняемой площади (рис.3).

7.Определяют линии пересечения изогипс почвы пласта с каж-

дой из плоскостей сдвижения: II-III, III-IV, IV-I, I-II.

8.Определяют контур целика, вершинами которого являются точки пересечения соответствующих линий пересечения изогипс почвы пласта с горизонталями плоскостей сдвижения.

4.3. Способ перпендикуляров

Порядок построения

1.Как и в предыдущем способе, выполняют п. 1, 2, 3, 4.

2.Вычисляют длину перпендикуляров q и l в м:

	′
q =	ctgβ (H −hH )	;	(16)
	1 +ctgβ′ tgα cosθ

250

300

	N4
300	γ′2

250

I°

33

	150	200
	II °
		250 300

	300
N1 β′1	250
	200

°2	θ
θ	Б		° III
° 1			3 °
	∆		θ
θ
		4°	N2
			β′2
γ′1	N3		°
			IV

α

100

125

150

175

200

225

250

275

Рис.3. Построение предохранительного целика под здание (сооружение) способом проекций с числовыми отметками

	ctgγ	′
l =		(H −hH )	,	(17)
	1 −ctgγ ′ tgα cosθ

где Н- расстояние от земной поверхности до почвы пласта по вертикали, проведенной через точку пересечения линии, проведенной в нано-

34

сах от границы охраняемой площади под углом ϕ , с линией контакта наносов с коренными породами ( точки 1, 2, 3, 4 на рис.4), м;

hН - мощность наносов, м.

3.От точек (1, 2, 3, 4) откладывают длину перпендикуляров для каждой стороны охраняемого контура.

4.Определяют контур целика (I, II, III, IV), вершинами которого являются точки пересечения линий, проходящих через концы перпендикуляров q и l.

5.Пример построения приведен на рис.4.

Примечание.

Для удобства все расчеты целесообразно свести в отдельную таблицу.

Таблица 6

Охраняемые границы

Углы

Охраняемые точки

Глубиназалеганияпласта ,Нм

Длина

Длина

град,θ

h-Н

q′

l′

l

сдвижения,

l

q

град

м,

м,

перпендику-

ляров, м

Ni

Н

ляров

β′

γ ′

ctgβ′

ctgγ ′

1-2

1

2

2-3

2

3

35

		II	°
						β1′
	γ2′	l2	q2
			°2 θ
		θ					q3′	III
		l1′				Б	3 °	°
		° 1					q3
			∆			θ
I		l1	θ
				4
°							q4
				°				β2′
				l4
		γ1′					°
							IV

α

100

125

150

175

200

225

250

275

Рис.4. Построение предохранительного целика под здание (сооружение) способом перпендикуляров

36

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ №4

Построение предохранительного целика для охраны железной дороги МПС общего пользования

1.На основе исходных данных (табл.5) отстраивают на плане ось железной дороги АВСД.

2.По отметкам устьев скважин 1, 2, 3 и отметке поверхности земли

вточке А строят горизонтали земной поверхности.

3.Определяют границы насыпей и выемок и отстраивают на плане границу объекта.

4.По отметкам подсечения почвы пласта в скважинах 1, 2 и 3 строят изогипсы почвы пласта.

5.Определяют угол падения пласта и устанавливают углы сдвиже-

ния ϕ, β, γ, δ [5].

6.Устанавливают категорию дороги [5, табл.4.15], допустимые и

предельные деформации [5, табл.4.16], вычисляют безопасную Нб и предельную Нп глубину разработки (формулы (11), (12)) и размер пре-

дохранительной бермы Б [5, табл.8.1].

7. Отстраивают границы охраняемой площади на поверхности (на расстоянии Б от границ объекта) и границы охраняемой площади на контакте коренных пород с наносами (на расстоянии ∆=hH ctgϕ от границ охраняемой площади на поверхности).

8. Намечают на плане линии сечений, перпендикулярные оси сооружения: по 2 – 3 на прямолинейных участках и по радиусам через угловой интервал 15 - 20° на криволинейном участке трассы.

9. Криволинейные участки охраняемого контура между радиусами заменяют хордами. Для всех прямолинейных участков охраняемого

37

контура (включая хорды) определяют угол θ и вычисляют углы сдвижения в диагональных направлениях - β′, γ′.

10. В характерных точках ломаной линии охраняемого контура– в точках перегиба 1, 2, 3…1′, 2′, 3′… - определяют глубину залегания пласта как разность отметок поверхности земли и изогипс почвы пласта:

Н = Zп.з - Zпочвы

(18)

иопределяют значение H-hн (см. табл.6).

11.Для концов каждого прямолинейного отрезка охраняемого контура вычисляют значение перпендикуляров l или q по формулам (16), (17).

12.Длину перпендикуляров q и l откладывают в конце каждого прямолинейного участка охраняемого контура и определяют контур целика (рис.5).

13.Целик со стороны восстания ограничивается выходом пласта под наносы, а со стороны падения - горизонтом безопасного ведения горных работ (изогипсой пласта, соответствующей безопасной глубине разработки).

Zб.г = Zп. з- Нб,

(19)

где Zб.г – изогипса пласта соответствующая безопасной глубине разработки), м;

Zп.з – отметка поверхности земли, м;

Нб – безопасная глубина разработки, м (определяют по формуле (11)).

38

						l	l	q		354
			l		l
					3		4	q q
l	∆	а	В					5	θ
								С		352
1		а			3′		4′			q
А			2′	q	l	q	l q	5′		6
		∆	l
1′	q							l		Д
										6′
									l	350

		15-20°	α
		О
100	150	200	250

Рис.5. Построение предохранительного целика для охраны железной дороги

39

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ №5

Расчет сдвижений и деформаций земной поверхности и установление оптимальной меры охраны железнодорожного пути

при отработке предохранительного целика

1.На основании практической работы № 4 запроектировать два рабочих горизонта для отработки предохранительного целика. Для этого необходимо построить вертикальный разрез вкрест простирания пласта на участке предохранительного целика со стороны восстания пласта (т.е. на участке выхода пласта под наносы).

На разрезе следует изобразить: поверхность земли, наносы, пласт и две очистные выработки согласно заданию. Границы очистных выработок необходимо перенести на план.

2.Определение сдвижений и деформаций для каждой очистной выработки.

2.1.По граничным углам β0, γ0 определяют границы мульды сдвижения, по углам полных сдвижений ψ1, ψ2 - границы плоского дна, по углу максимального оседания θ - точку максимального оседания.

2.2.Вычисляют величину максимального оседания:

ηmax = q0 m N1 N2 cosα,

(20)

где q0 – относительное максимальное оседание, определяют по «Правилам охраны…» [5, разд.7];

m - мощность пласта, м;

α - угол падения пласта, град;

N1, N2 - коэффициенты подработанности, определяемые по [5, разд.7] из следующих отношений:

N1 по D1/Hср

и N2 по D2/Hср,