Переоценка влияния факторов на процесс активизации провалообразований

Переоценка влияния факторов на процесс активизации провалообразований

На підставі детального аналізу останніх даних по пошкдженнях земної поверхні над старими гірничими виробками проведено переоцінку впливу факторів на процес активізації. Доведено переважне значення гідрогеологічного фактору, як такого, що найбільше впливає на міцнісні властивості породного масиву і н...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2009
1. Verfasser: Феофанов, А.Н.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України 2009
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/15923
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Переоценка влияния факторов на процесс активизации провалообразований/ А.Н. Феофанов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 1. — С. 18-32. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-15923
record_format dspace
spelling irk-123456789-159232013-02-13T03:08:54Z Переоценка влияния факторов на процесс активизации провалообразований Феофанов, А.Н. На підставі детального аналізу останніх даних по пошкдженнях земної поверхні над старими гірничими виробками проведено переоцінку впливу факторів на процес активізації. Доведено переважне значення гідрогеологічного фактору, як такого, що найбільше впливає на міцнісні властивості породного масиву і на процес активізації утворення провалів. Based on the detailed analysis of recent data of surface damage above abandoned mine workings reevaluation of factors that effect activation process was made. A primary importance of hydro-geologic factor as such that has the major effect on strength properties of rock mass and caving activation process is proved. 2009 Article Переоценка влияния факторов на процесс активизации провалообразований/ А.Н. Феофанов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 1. — С. 18-32. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 1996-885X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/15923 556.3:622.831.6 ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description На підставі детального аналізу останніх даних по пошкдженнях земної поверхні над старими гірничими виробками проведено переоцінку впливу факторів на процес активізації. Доведено переважне значення гідрогеологічного фактору, як такого, що найбільше впливає на міцнісні властивості породного масиву і на процес активізації утворення провалів.
format Article
author Феофанов, А.Н.
spellingShingle Феофанов, А.Н.
Переоценка влияния факторов на процесс активизации провалообразований
author_facet Феофанов, А.Н.
author_sort Феофанов, А.Н.
title Переоценка влияния факторов на процесс активизации провалообразований
title_short Переоценка влияния факторов на процесс активизации провалообразований
title_full Переоценка влияния факторов на процесс активизации провалообразований
title_fullStr Переоценка влияния факторов на процесс активизации провалообразований
title_full_unstemmed Переоценка влияния факторов на процесс активизации провалообразований
title_sort переоценка влияния факторов на процесс активизации провалообразований
publisher Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
publishDate 2009
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/15923
citation_txt Переоценка влияния факторов на процесс активизации провалообразований/ А.Н. Феофанов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 1. — С. 18-32. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT feofanovan pereocenkavliâniâfaktorovnaprocessaktivizaciiprovaloobrazovanij
first_indexed 2025-07-02T17:17:10Z
last_indexed 2025-07-02T17:17:10Z
_version_ 1836556359771881472
fulltext Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 18 УДК 556.3:622.831.6 ПЕРЕОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ НА ПРОЦЕСС АКТИВИЗАЦИИ ПРОВАЛООБРАЗОВАНИЙ Феофанов А. Н. (УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина) На підставі детального аналізу останніх даних по пошко- дженнях земної поверхні над старими гірничими виробками про- ведено переоцінку впливу факторів на процес активізації. Дове- дено переважне значення гідрогеологічного фактору, як такого, що найбільше впливає на міцнісні властивості породного масиву і на процес активізації утворення провалів. Based on the detailed analysis of recent data of surface damage above abandoned mine workings reevaluation of factors that effect ac- tivation process was made. A primary importance of hydro-geologic factor as such that has the major effect on strength properties of rock mass and caving activation process is proved. Известно, что развитие повреждений земной поверхности при активизации процесса сдвижения породной толщи над ста- рыми выработками во многом зависит от влияющих факторов. В работах [1-3] на основании предварительных исследований все факторы, способные в той или иной степени повлиять и спрово- цировать процесс обрушения породных слоев, разделены на сле- дующие основные группы: факторы, способствующие сохране- нию пустот, провоцирующие и сопутствующие. На сегодняшний день в результате анализа уже зафиксированных случаев повреж- дений земной поверхности установлены три крупных группы провоцирующих факторов: изменение прочности горных пород, изменение напряженного состояния вокруг старой выработки и Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 19 сейсмическое воздействие. Каждая из этих групп представляет собой совокупность факторов одинаковой направленности. Так, например, изменение прочности породного массива может про- исходить как за счет снижения длительной прочности, так и в связи с изменением гидрогеологических условий. На основании предыдущих исследований, значительная часть провоцирующих факторов имеет техногенное происхождение (табл. 1, рис. 1). Таблица 1 Распределение повреждений земной поверхности по провоцирующим факторам Фактор Количество повреждений В процентном соотношении Техногенный 44 33 Гидрогеологический 22 16 Тектонический 7 5 Плывуны 6 5 Комплексные воздействия 18 13 Неопределённый 37 28 ВСЕГО 134 100 К техногенным были отнесены те факторы, которые непо- средственным образом связаны с деятельностью человека в при- роде: осушение и затопление выработок, подработка приповерх- ностного массива горными работами по нижележащим пластам, сотрясания поверхности вследствие забивания свай, вибраций турбин и других механизмов, движения ж/д и автотранспорта, порывы водопроводных и канализационных сетей, ирригацион- ные, взрывные и буровзрывные мероприятия и т.п. Доля этих Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 20 факторов в общей совокупности велика, так как очень часто, при фиксировании очередного повреждения земной поверхности, именно эти факторы считают первопричиной происшедшего. 134 100 % 44 33 % 22 16 % 7 5 % 6 5 % 18 13 % 37 28 % 0 20 40 60 80 100 120 140 Ч ис ло п ов ре ж де ни й Всего Техногенн. Гидрогеол. Тектон. Плывуны Компл. воздействия Неопред. ФАКТОРЫ Рис. 1. Диаграмма распределения повреждений земной по- верхности по провоцирующим факторам Проведенный более детальный анализ имеющихся послед- них данных о повреждениях земной поверхности и факторах, способствующих этому, позволил перераспределить доли воздей- ствия в пользу гидрогеологического фактора. Гидрогеологический фактор – это изменение гидрогеологии породного массива на малых глубинах за счет естественного во- допритока подземных, поверхностных вод и атмосферных осад- ков, а так же осушение или затопление горных выработок. Уже является неоспоримым фактом, что существенная часть провалов образовалась и продолжает образовываться после обильных осенних дождей или весенних паводков, когда происходит ин- тенсивное замачивание выветрелого приповерхностного массива. Особенно ярко это проявляется в Центральном Донбассе при Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 21 крутонаклонном и крутом залегании пластов, что способствует лучшей фильтрации поверхностных паводковых вод в породные слои. Такая предрасположенность отдельных участков поверхно- сти обрушаться после обильных дождей была использована, на- пример, в США (штат Вайоминг) при реализации Национальной программы по борьбе с вредным влиянием старых горных выра- боток [4]. Обильное и длительное орошение таких участков во- дой из местной реки привело к ликвидации (обрушению) сохра- нившихся пустот. Последующая их засыпка и укрепление спо- собствовали повышению эксплуатационной пригодности этих участков. Существенное влияние на гидрогеологические условия уча- стка оказывают плывуны, то есть тонко- и мелкозернистые, пы- леватые и водоносные пески или водонасыщенные глины, кото- рые при вскрытии выработок плывут. При этом провалы поверх- ности достигают наибольших размеров. Так, на поле шахты “Кременная-Восточная” и “Кременная- Западная” ПО “Лисичанскуголь” при наличии 15-ти метрового слоя песков, размер провала на поверхности составил 15 × 5 м при глубине 6 м. На шахте “Селидовская” ПО “Селидовуголь” при 15-ти метровом слое обводненных песков и плывунов разме- ры провала поверхности достигли 10 × 9, 5 м и глубины 10 м. Из- вестен целый ряд подобных случаев, когда подработка зоны об- воднённых песков и водонасыщенных глин вызвали существен- ные нарушения породной толщи и земной поверхности. Поэтому логично такие воздействия также отнести к гидрогеологическому фактору. Часто повреждения земной поверхности развиваются на устьях уже ликвидированных вертикальных или наклонных гор- ных выработок. Как правило, такие случаи относят к проявлению техногенного фактора, а именно, неудовлетворительное погаше- ние выработок (неполная засыпка, некачественная пробка на устье и т. д.). Однако независимо от времени и качества выпол- ненных ликвидационных работ, повреждения на выходах таких выработок проявлялись и продолжают проявляться. Обследова- ния ранее погашенных стволов [3] показывают, что породная за- сыпка испытывает длительную усадку, которая за 40-50 лет дос- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 22 тигает 40 % её первоначальной высоты. В результате в погашен- ном стволе образуются весьма протяжённые пустоты, состояние которых неуправляемо [5]. Известен ряд случаев, когда прове- денная полная засыпка стволов и шурфов не даёт положительно- го эффекта, и устья ликвидированных выработок в результате уп- лотнения заполняющего материала и сохранившихся в выработке пустот со временем оседают и обрушаются. Так, в ш/у им. О. Кошевого ПО «Краснодонуголь» ежегодно производится повторная засыпка устьев десятков выработок, но после некоторого промежутка времени усадка возникает снова. Не спасает положение даже перекрытие ж/б плитой полностью засыпанных стволов. Ликвидированный несколько десятков лет назад путём за- сыпки породой до поверхности и перекрытый ж/б плитой ствол № 2 шх. им. Горького, при обследовании в 2008 г. дал усадку за- кладочного материала на глубину до 8 м. Ствол был повторно до- сыпан до поверхности и перекрыт плитой. Дополнительный объ- ём породы составил 90 м3. В 2002-03 гг. на шх. № 3 «Александровская» ГП «Орджони- кидзеуголь» был ликвидирован наклонный шурф, проведенный в 1943 – 44 гг., путём засыпки и бетонирования устья на глубину 4 м. В апреле 2005 г. на устье шурфа образовался провал (рис. 2). Причиной явились паводковые воды, которые проникли под пли- ту перекрытия и бетонную пробку, размыли закладочный мате- риал, образовали воронку провала за пределами ограждения и вызвали повреждение поверхностной конструкции на устье. Такие случаи характерны для всех горнопромышленных районов. В Германии на шх. «Фридрих» в 1954 г. произошло по- вторное понижение уровня закладки в стволе, тщательно засы- панном ещё в 1935 г. В 1954 г. на шх. «Иоганн» после подтопле- ния территории произошло понижение уровня закладки в стволе, засыпанном в 1927 г. Практически все подобные случаи происходят благодаря воздействию гидрогеологического фактора. Причина заключается в воде и её разрушающем воздействии на породный массив. Сю- да относятся как изменения гидрогеологического режима (затоп- ление или осушение) породного массива, так и проникновение Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 23 поверхностных вод рек, водоёмов, регулярные порывы водопро- водов, коллекторов, а так же периодические фильтрации в массив паводковых вод и осадков. Рис. 2. Провал на устье ликвидированного наклонного шурфа Детальное изучение комплексных повреждений, когда со- вместное воздействие на массив группы факторов приводило к развитию повреждений земной поверхности, так же позволяет выделить решающую роль гидрогеологического фактора. Прак- тически всегда завершающее воздействие на активизацию про- цесса провалообразования оказывает изменение гидрогеологии массива. Например, на шх. Черкасская ПО «Луганскуголь» в 1964 – 65 гг. на глубине 140 м велась отработка угольного пласта k3 в мощностью 0,85 м и углом падения 44º. После обильных ве- сенних паводков и осенних дождей в 1967 г. на поверхности об- разовалась трещина шириной 0,7 м и серия небольших провалов. Несколько десятилетий без проблем проработала котельная шх. Ольховатская ГП «Орджоникидзеуголь» ошибочно запроек- тированная и «посаженая» на выход пласта и устья двух ликви- дированных шурфов. Всё это время участок неоднократно попа- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 24 дал в зону влияния очистных работ по нижележащим пластам без каких-либо последствий. Ситуация кардинально изменилась, ко- гда в марте 2004 г. после обильного таяния снега, очередного по- рыва водовода и канализации произошло оседание пола котель- ной до 10 см, раскрытие трещин по стенам здания, опускание подпорной колонны поверхностного водовода, образование двух провалов около фасада здания. Безусловно, своё влияние на раз- витие повреждений оказывала и подработка по пласту k3 «Дере- зовка» на глубине 380 м, как техногенный фактор. Но несомнен- но, что водный фактор явился самым существенным. В ходе исследования ряд повреждений были отнесены к группе с неопределёнными факторами. Есть данные о самом по- вреждении, месте его проявления, но в силу субъективных при- чин отсутствует информация о возможных факторах, приведших к развитию этих повреждений. С определённой уверенностью можно утверждать, что большая часть этих повреждений также произошла при непосредственном участии гидрогеологического фактора и тогда его доля в распределении повреждений, отобра- жённом в табл. 2 и на рис. 3, будет ещё больше. Таблица 2 Уточнённое распределение повреждений земной поверхности по провоцирующим факторам Фактор Количество повреждений В процентном соотношении Техногенный 40 30 Гидрогеологический 64 48 Тектонический 7 5 Неопределённый 23 17 ВСЕГО 134 100 Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 25 134 40 64 7 23 0 20 40 60 80 100 120 140 Ч ис ло п ов ре ж де ни й Всего Техногенн. Гидрогеол. Тектон. Неопред. Факторы Рис. 3. Уточнённая диаграмма распределения повреждений земной поверхности по провоцирующим факторам Таким образом, проведенный детальный анализ собранных данных позволяет несколько по иному взглянуть на природу про- цесса обрушения породного массива, залегающего над старыми горными выработками (пустотами), сохранившимися на малых глубинах, отдавая первостепенную роль гидрогеологическому фактору в этом процессе. На малых глубинах по карбону (20 - 50 м) вся подработан- ная толща находится в зоне обрушения, повышенной трещинова- тости и выветривания, что создает условия для интенсивной фильтрации в горные выработки как поверхностных, так и вод из деформированных водоносных горизонтов, находящихся в этой толще. Поступающие в подработанную толщу воды смачивают и размывают имеющиеся в ней трещины, способствуют развитию процесса обрушения горных пород в выработки, что приводит к образованию значительных по размерам воронок обрушения на поверхности. Закладочный материал, как бы хорошо он не распо- лагался в ликвидируемой выработке, рано или поздно под воз- действием подземных и поверхностных вод размывается по тре- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 26 щинам и перераспределяется в свободное пространство примы- кающих пустот и выработок, растворяется и уплотняется, что приводит к периодическим оседаниям устьев ликвидированных стволов, шурфов, скважин. И качество ликвидационных работ отражается лишь на длительности временного промежутка между очередными засыпками. Аналогичные процессы происходят в старых протяжённых горных выработках с сохранившимися пустотами, которые за- полняются обрушающимися породами вышележащей толщи при активизации процесса сдвижения. При определённых условиях накопление на почве выработки обрушенных пород, по мнению некоторых исследователей [6, 7] может привести к т.н. «самопод- бучиванию» пустоты. Интенсивность самоподбучивания определя- ет высоту распространения обрушения в массиве над первона- чальным контуром полости. Эта высота зависит от объёма пусто- ты, её конфигурации и степени изменения в объёме обрушаю- щихся пород при переходе от естественного состояния в рыхлое. Изменение в объёме обрушающихся пород определяется коэф- фициентом их разрыхления kp, который входит в формулу по оп- ределению высоты распространения возможного свода обруше- ния Н над старой выработкой (пустотой) и соответственно степе- ни опасности старых подготовительных выработок: ( )1 5,2 − = pk hH , (1) где h – высота сохранившейся старой выработки (пустоты); kp – коэффициент разрыхления обрушенных пород. В литературе приведены различные данные о величине ко- эффициента разрыхления свежеобрушенных пород, например 1,25 – 1,5 [8], 1,5 – 2,5 [9]. Однако он отличен от коэффициента первоначального разрыхления, поскольку процесс формирования провала в массиве происходит в течение длительного времени. В этих условиях обрушенный материал уплотняется под давлением вышележащих пород и разрушается под влиянием выветривания. Поэтому используемый для расчётов коэффициент разрыхления принято называть коэффициентом остаточного разрыхления (табл. 3). Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 27 Таблица 3 Значения коэффициентов разрыхления осадочных пород по [10] Порода Коэффициент раз- рыхления обрушен- ной породы Остаточный коэф- фициент разрыхле- ния Песок 1,05 – 1,15 1,01 – 1,03 Глинистый сланец 1,40 1,10 – 1,15 Песчаный сланец 1,60 – 1,80 1,10 – 1,15 Алевролит 1,20 – 1,70 1,15 – 1,20 Аргиллит 1,15 – 1,55 1,20 – 1,25 Песчаник крепкий 1,50 – 1,80 1,25 – 1,30 Следует напомнить, что приближённое значение этого ко- эффициента 1,2 было получено для условий образования провала на поле шх. «Червона Зирка» ПО «Торезантрацит», где в 1980 г. образовался провал поверхности над устьем гезенка, располо- женного на глубине 50 м. Полученное значение kp не противоре- чило данным, приведенным, например в [11], где крепкий мер- гель и трещиноватый скальный грунт имеют остаточное увеличе- ние объёма 10 - 20 %, а скальные породы различной крепости 20- 30 %. Таким образом, для основных породных слоёв были приня- ты соответствующие коэффициенты остаточного разрыхления, которые применяются в настоящее время для оценки степени опасности старых подготовительных выработок (табл. 4). Оценим это с позиций влияющей роли гидрогеологического фактора в процессе провалообразования, приведенной выше. Как уже отмечалось, старые горные выработки (пустоты), сохранив- шиеся на малых глубинах и представляющие опасность для зем- ной поверхности, располагаются в приповерхностной выветрен- ной части карбона, которая обязательно подвержена воздействию гидрогеологического фактора. Это близкое расположение к по- верхности создаёт все необходимые предпосылки для всесторон- него воздействия этого фактора. Это и сезонные изменения па- водковых вод, проникающих с поверхности, и естественные из- менения гидрогеологического состояния самого породного мас- сива, и техногенное воздействие человека. Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 28 Таблица 4 Общепринятые исходные расчётные данные Основные породные слои Коэффициент оста- точного разрыхле- ния kp Высота развития свода обрушения H по формуле (1) Аргиллит (глинистый сланец) 1,15 16,5h Алевролит (песчаный сланец) 1,20 12,5h Песчаник 1,25 10,0h Практически всегда процесс провалообразования происхо- дит под воздействием в той или иной степени гидрогеологиче- ского фактора. Поскольку процесс формирования провала в мас- сиве происходит в течение длительного времени, то соответст- венно и длительное меняющееся воздействие гидрогеологическо- го фактора вносит свои существенные корректировки в этот про- цесс. Прежде всего, это отразится на величине коэффициента ос- таточного разрыхления, отражающего увеличение объёма обру- шенных пород по сравнению с нетронутым массивом. Возникает вопрос, а каким он будет для обрушенной горной массы, которая неоднократно в течение всего процесса обрушения будет то на- мокать, то подсыхать в соответствии с изменяющимися гидро- геологическими условиями. В то же время - это послойное обру- шение разнообразных как по морфологии, так и по мощности ли- тологических разностей, залегающих над пустотой и по-своему индивидуально взаимодействующих с водой. Для аналогии мож- но привести изменения угла естественного откоса различных об- рушенных пород в зависимости от их состояния (табл. 5). Таким образом, высота обрушенной на почву выработки по- родной массы при увлажнении будет уменьшаться пропорцио- нально уменьшению угла естественного откоса и чем сильнее это увлажнение, тем меньше вероятность срабатывания принципа Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 29 «самоподбучивания», а, следовательно, сохраняется опасность такой выработки (пустоты) для земной поверхности. Таблица 5 Изменение угла естественного откоса при изменении влажности Угол естественного откоса, градус Материал сухой влаж- ный мокрый Макси- мальное уменьше- ние, % Растительный грунт 40 35 25 37,5 Торф без корней 40 25 15 63 Суглинок 40 - 50 35 - 40 25 - 30 50 Глина жирная 40 - 45 35 12 - 20 73 Гравий 35 - 40 35 30 25 Скальные породы 32 - 35 30 - 35 - 14 Уголь (разрыхлен- ный) 50 40 30 40 Песчано-глинистые породы 32 - 37 30 - 33 20 - 25 46 Глинистые породы 35 - 40 30 - 40 15 - 25 50 Применяемый в настоящее время расчётный метод оценки степени опасности был разработан для условий одиночных выра- боток (пустот) и коэффициенты остаточных разрыхлений были получены для условий естественной влажности породных слоёв. Но такие идеальные условия вряд ли можно встретить в природе. Во-первых, выработки (пустоты) не бывают локальными, обо- собленными и практически всегда связаны друг с другом. Это их непосредственное практическое предназначение, как транспорт- ных артерий. Поэтому всегда существуют условия для перепуска обрушенной горной породы в свободные примыкающие про- странства и по падению пласта на нижележащие горизонты, осо- бенно при помощи водопритока. Во-вторых, если величины коэффициентов остаточного раз- рыхления определены путем наблюдений, то крайне важно уста- новить момент такого наблюдения, - при какой влажности они Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 30 были получены. Время играет решающую роль в данном вопросе, и невозможно установить, какой именно коэффициент следует признать правильным для характеристики разуплотнённости данной породы, - тот, который был определён в первые минуты, или тот, который определён спустя час, день, неделю и т. д., ко- гда уже изменилась гидрогеологическая ситуация. В-третьих, если гипотетически предположить, что при удач- ном совпадении идеальных условий сработал принцип «самопод- бучивания» локальной пустоты, то нет гарантий, что с постоянно меняющимися гидрогеологическими условиями эта забутившаяся пустота не будет представлять опасности в последующем (рис. 4). Рис. 4. Постепенное перемещение свода обрушения над вы- работкой (пустотой) в массиве к земной поверхности а) первоначальное развитие свода обрушения; б) «самоподбучивание» об- разовавшейся пустоты; в) уплотнение обрушенных пород с образованием нового свода обрушения; г) дальнейшее развитие свода обрушения в массиве к поверх- ности Со временем, благодаря воздействию воды, часть материала забутовки вымоется по трещинам, микротрещинам и порам мас- сива, оставшаяся часть уменьшится в объёме, обнажив новый ку- пол обрушения в массиве. При этом образованная пустота будет расположена уже ближе к поверхности карбона, вновь представ- ляя опасность для земной поверхности. С этих позиций все рас- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 31 чёты по оценке степени опасности старых выработок, выполнен- ные по выше приведенной методике, являются не вполне кор- ректными, т.к. не дают полной гарантии безопасности в послед- ствии «самоподбутившихся» пустот. Причина одна – неучтены такие факторы, как время и состояние породного массива, кото- рое в первую очередь определяется воздействием гидрогеологи- ческого фактора. Выводы. 1. Детальное исследование факторов, провоцирующих про- цесс активизации старых горных выработок, позволяет утвер- ждать, что гидрогеологический фактор является важным и наи- более влияющим в процессе провалообразования. 2. Применяемая в настоящее время методика расчёта разви- тия высоты свода обрушения над старыми горными выработками на малых глубинах, включающая высоту сохранившейся выра- ботки и полученный экспериментальным путём коэффициент ос- таточного разрыхления массива, являются первым шагом в реше- нии вопросов, связанных с оценкой степени опасности старых горных выработок для земной поверхности. Однако, расчёты, выполненные по этой методике, не вполне корректны. 3. Назрела необходимость в разработке новых расчётных методов, которые будут исходить из изменений прочностных свойств конкретного породного массива во времени с учётом влияния именно гидрогеологического фактора, как наиболее влияющего на эти изменения. СПИСОК ССЫЛОК 1. Феофанов А. Н. Влияние гидрогеологических условий на процесс активизации заброшенных горных выработок // Уголь Украины. - 1995. - № 7.- С. 39-40. 2. Феофанов А. Н. Обоснование параметров учёта старых гор- ных выработок на малой глубине для охраны поверхностных объектов: Автореф. дис... канд. техн. наук. – Донецк, 2003. 3. Дослідження стійкості структурно-неоднорідних масивів гірсь- ких порід: Звіт про НДР (проміж.)/ УкрНДМІ; Керівник Дрі- бан В. О. – 14/08; № ДР 0107U010339. – Донецьк, 2008. – 185 с. Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009 32 4. Mario G. Karfakis and Ertugrul Topuz. Post mining subsidence abatements in Wyoming abandoned coal mines // Mining Science and Technology. – 1991. – № 12. – P. 215 – 231. 5. Геомеханические основы предотвращения провалов земной поверхности при ликвидации шахт / Звягильский Е. Л., Мина- ев А. А., Назимко В. В. и др. – Донецк: ООО «НОРД Компью- тер», 2001.– 334 с. 6. Медянцев С. А. Сдвижение земной поверхности над выработка- ми старых шахт в Донбассе // Уголь Украины. - 1983. - № 7. - С. 20 - 22. 7. Пальчик В. Д. О высоте зоны обрушения пород над старыми выработками под Донецком // Уголь Украины. - 1993. - № 6. - С. 53. 8. Ардашев И. А., Куксов Н. И., Шалыгин А. С. и др. Совершенство- вание управления горным давлением при разработке наклонных и крутых угольных пластов. М., «Недра», 1975. 9. Кратч Г. Сдвижение горных пород и защита подрабатывае- мых сооружений. - М.: Недра, 1978.- 560 с. 10. Борисов А. А. Механика горных пород и массивов. – М.: Не- дра, 1980. – 360 с. 11. Горное дело. Терминологический словарь. «Недра», М., 1974.

Ähnliche Einträge