Распределение горизонтальных и вертикальных сдвижений земной поверхности в Западном Донбассе
Розглянуто вплив напрямку руху очисного вибою на співвідношення вертикальних та горизонтальних зрушень земної поверхні при розробці вугільних пластів у Західному Донбасі....
Збережено в:
| Дата: | 2011 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2011
|
| Назва видання: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99675 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Распределение горизонтальных и вертикальных сдвижений земной поверхности в Западном Донбассе / А.С. Кучин, Л.В. Новикова // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 9, ч. 1. — С. 27-33. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-99675 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-996752016-05-03T03:02:01Z Распределение горизонтальных и вертикальных сдвижений земной поверхности в Западном Донбассе Кучин, А.С. Новикова, Л.В. Розглянуто вплив напрямку руху очисного вибою на співвідношення вертикальних та горизонтальних зрушень земної поверхні при розробці вугільних пластів у Західному Донбасі. The breakage face direction impact on relationships of vertical and horizontal ground surface movement in working of coal seams in Western Donets Coal Basin is considered. 2011 Article Распределение горизонтальных и вертикальных сдвижений земной поверхности в Западном Донбассе / А.С. Кучин, Л.В. Новикова // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 9, ч. 1. — С. 27-33. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1996-885X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99675 622.1:622.834.1 ru Наукові праці УкрНДМІ НАН України 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 |
Розглянуто вплив напрямку руху очисного вибою на співвідношення вертикальних та горизонтальних зрушень земної поверхні при розробці вугільних пластів у Західному Донбасі. |
| format |
Article |
| author |
Кучин, А.С. Новикова, Л.В. |
| spellingShingle |
Кучин, А.С. Новикова, Л.В. Распределение горизонтальных и вертикальных сдвижений земной поверхности в Западном Донбассе Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| author_facet |
Кучин, А.С. Новикова, Л.В. |
| author_sort |
Кучин, А.С. |
| title |
Распределение горизонтальных и вертикальных сдвижений земной поверхности в Западном Донбассе |
| title_short |
Распределение горизонтальных и вертикальных сдвижений земной поверхности в Западном Донбассе |
| title_full |
Распределение горизонтальных и вертикальных сдвижений земной поверхности в Западном Донбассе |
| title_fullStr |
Распределение горизонтальных и вертикальных сдвижений земной поверхности в Западном Донбассе |
| title_full_unstemmed |
Распределение горизонтальных и вертикальных сдвижений земной поверхности в Западном Донбассе |
| title_sort |
распределение горизонтальных и вертикальных сдвижений земной поверхности в западном донбассе |
| publisher |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| publishDate |
2011 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99675 |
| citation_txt |
Распределение горизонтальных и вертикальных сдвижений земной поверхности в Западном Донбассе / А.С. Кучин, Л.В. Новикова // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 9, ч. 1. — С. 27-33. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| series |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT kučinas raspredeleniegorizontalʹnyhivertikalʹnyhsdviženijzemnojpoverhnostivzapadnomdonbasse AT novikovalv raspredeleniegorizontalʹnyhivertikalʹnyhsdviženijzemnojpoverhnostivzapadnomdonbasse |
| first_indexed |
2025-07-07T09:46:24Z |
| last_indexed |
2025-07-07T09:46:24Z |
| _version_ |
1836980991160221696 |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
27
УДК 622.1:622.834.1
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И
ВЕРТИКАЛЬНЫХ СДВИЖЕНИЙ ЗЕМНОЙ
ПОВЕРХНОСТИ В ЗАПАДНОМ ДОНБАССЕ
Кучин А. С., Новикова Л. В.
(ВУЗ «Национальный горный университет»,
г. Днепропетровск, Украина)
Розглянуто вплив напрямку руху очисного вибою на співвід-
ношення вертикальних та горизонтальних зрушень земної повер-
хні при розробці вугільних пластів у Західному Донбасі.
The breakage face direction impact on relationships of vertical
and horizontal ground surface movement in working of coal seams in
Western Donets Coal Basin is considered.
Проявление процесса сдвижения на земной поверхности яв-
ляется функцией многих факторов, которые в совокупности
отображают влияние горно-геологических (глубина, угол падения
пласта, мощность покрывающих пород, физико-механические
свойства массива), технологических (управление горным давле-
нием, закладка выработанного пространства, скорость движения
очистного забоя) и геометрических (контур и размеры очистной
выработки) условий подработки. Одной из основных задач при
рассмотрении вопросов безопасной подработки объектов на зем-
ной поверхности является определение прогнозных величин
сдвижений и деформаций для выбора мер охраны сооружений,
находящихся в зоне влияния очистных работ. Эта задача может
быть решена с довольно высокой точностью лишь в том случае,
если будут учтенные все влияющие факторы, а также их сов-
местное действие.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
28
На данном этапе развития науки о процессе сдвижения гор-
ных пород и земной поверхности установить зависимости всех
факторов не представляется возможным. В связи с этим для рас-
чета ожидаемых величин сдвижений и деформаций и решения
других задач горнодобывающие районы были объединены в
группы с подобными горно-геологическими условиями, а исход-
ные параметры процесса сдвижения, полученные по результатам
натурных наблюдений, в них усреднены.
Одними из основных исходных параметров процесса сдви-
жения земной поверхности, которые отображают горно-
геологические характеристики района, являются относительные
величины максимальных оседаний q0 и горизонтальных сдвиже-
ний а0. Погрешности этих величин прямо пропорционально вли-
яют на точность окончательных расчетных величин прогнозиру-
емых сдвижений и деформаций земной поверхности. В соответ-
ствии с действующей нормативной инструкцией [1] величины q0
и а0 в условиях горнодобывающего района зависят только от со-
отношения мощности покрывающих пород и глубины разработки
и являются постоянными по всей площади мульды сдвижения.
При прогнозировании сдвижений и деформаций земной по-
верхности в мульде выделяют главные сечения по восстанию, па-
дению и простиранию. Таким образом, учитывается влияние угла
падение пласта на характер прохождения процесса сдвижения в
этих зонах. При горизонтальном залегании угольных пластов или
близком к нему, каким характеризуется район Западного Донбас-
са, проявление влияния очистных работ на земной поверхности
должно быть одинаково во всех главных сечениях.
Однако результаты наблюдений за подработкой наблюда-
тельных станций, заложенных над очистными выработками шахт
Западного Донбасса, кафедрой маркшейдерии ДГИ (ныне НГУ)
указывают на расхождение характера сдвижения по контуру
очистной выработки. Основываясь на исследованиях [2, 3], мож-
но утверждать, что процесс сдвижения земной поверхности в
главных сечениях зависит не только от угла падения пластов, но
и от направления движения очистного забоя. Предшествующими
исследованиями в Западном Донбассе [4, 5] также выявлены осо-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
29
бенности распределения горизонтальных сдвижений в зонах от-
хода и подхода лавы.
Рассмотрим предполагаемую зависимость величин относи-
тельных максимальных оседаний q0 и горизонтальных сдвижений
а0 от направления отработки лавы для условий Западного Дон-
басса. Условно выделим в мульде сдвижения: зону отхода лавы
от разрезной печи, зону прохода очистного забоя мимо оконтури-
вающих штреков, и зону остановки забоя.
Фактически под понятием "зоны" следует понимать полу-
мульду в соответствующем направлении. Такая терминология
введена для облегчения дальнейшего рассматривания материала
исследований, чтобы подчеркнуть независимость "зоны" от угла
падения пласта. К примеру, полумульда по падению может быть
в зоне отхода, прохода или остановки (подхода) очистительного
забоя.
Нами исследованы результаты натурных инструментальных
наблюдений за сдвижением земной поверхности на 25 наблюда-
тельных станциях, заложенных над очистными выработками
шахт Западного Донбасса в период с 1960 г. по 1987 г. Угольные
пласты в исследуемом районе характеризуются мощностями от
0,75 до 1,1 м. Глубина разработки пластов на станциях изменяет-
ся от 100 до 550 м, мощность наносов 50 – 200 м, угол падения
пластов 2 – 5°. Управление горным давлением – полное обруше-
ние.
Результаты исследований приведены в табл. 1 в виде сред-
них величин относительных максимальных оседаний и горизон-
тальных сдвижений, а также диапазонов их изменения.
Следует отметить, что в случаях подхода и отхода лавы в
перпендикулярном направлению движения забоя сечении не вы-
явлено влияние подработанности земной поверхности на величи-
ны а0. При определении максимальных горизонтальных сдвиже-
ний для вычисления а0 направление положительных сдвижений в
полумульдах зоны отхода и подхода принималось в сторону вы-
работанного пространства.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
30
Таблица 1
Значения относительных максимальных сдвижений и
деформаций в исследуемых зонах
Показатель Отход Проход Подход
Среднее относительное макси-
мальное оседание q0
0,88
(0,81 - 0,93)
0,88
(0,83 - 0,92)
0,88
(0,86 - 0,89)
Среднее относительное макси-
мальное сдвижение а0
0,56
(0,52 - 0,6)
0,39
(0,37 - 0,42)
0,3
(0,29 - 0,3)
Среднеквадратическая ошибка
определения q0
0,04 0,04 0,05
Среднеквадратическая ошибка
определения а0
0,03 0,03 0,03
Результаты, приведенные в табл. 1, свидетельствуют о том,
что относительное максимальное оседание в условиях закончив-
шегося процесса сдвижения, по контуру очистной выработки
остается постоянным, чего нельзя сказать о величине относи-
тельного максимального горизонтального сдвижения, которая
существенно различается в зонах отхода, прохода и подхода ла-
вы. На основании этого можно сделать вывод о том, что в мульде
сдвижения не наблюдается постоянство соотношения вертикаль-
ных и горизонтальных составляющих сдвижения. Это отличается
от существующего представления, изложенного в нормативной
инструкции [1]. В соответствии с [1] величина относительного
максимального горизонтального сдвижения зависит только от со-
отношении мощности наносов и глубины подработки и составля-
ет для условий Западного Донбасса а0 = 0,4.
Следует также отметить, что при довольно значительном
диапазоне соотношения мощности наносов и глубины подработ-
ки наблюдательных станций h/H (от 0,26 до 0,60), его влияние на
величины относительных максимальный оседаний и сдвижение
зафиксировано не было.
В ходе исследований установлено, что в плоском дне муль-
ды в направлении движения очистного забоя присутствуют по-
стоянные по величине положительные горизонтальные сдвиже-
ния. Это подтверждается исследованиями, проведенными Лар-
ченко В. Г. [5]. Таким образом, при приближении очистного за-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
31
боя к зоне его остановки за ним наблюдаются сдвижения,
направленные в сторону массива, а перед ним возникают сдви-
жения, направленные в противоположную сторону. Их компен-
сация (перераспределение) приводит к уменьшению величины
относительного максимального горизонтального сдвижения в
этой зоне. Схематично это показано на рис. 1. Распределение
наклонов в полумульдах над разрезной печью и над линией оста-
новки забоя характеризуется идентичностью кривой и одинако-
выми максимальными положительными и отрицательными зна-
чениями. В плоском дне мульды величины наклонов равны нулю.
Рис. 1. Схема распределения наклонив и сдвижений в сече-
нии, параллельном направлению движения очистно-
го забоя
Таким образом, характер распределения горизонтальных
сдвижений в полумульдах над разрезной печью и над линией
остановки забоя значительно различается. В полумульде со сто-
роны подхода забоя присутствуют горизонтальные сдвижения
обоих знаков (направленные в разные стороны). В соответствии с
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
32
тем, что горизонтальные сдвижения и деформации зависят друг
от друга, величины и характер распределения последних тоже
будут различны в зонах отхода, прохода и подхода очистного за-
боя.
Земная поверхность является частью деформирующейся
толщи горных пород и сдвижение ее отражает те процессы, кото-
рые происходят в подработанном породном массиве. С большой
вероятностью можно предположить, что перемещение точек зем-
ной поверхности вслед за движущимся очистным забоем является
следствием перемещения массива горных пород.
Выводы.
1. Величина относительных максимальных горизонтальных
сдвиженийв а0 зависит от направления движения очистительного
забоя. Другими словами, а0 различается в зонах отхода, прохода и
остановки очистительного забоя.
2. В сечении вкрест движения очистного забоя, даже при
наличии плоского дна, в полумульдах над подготовительными
выработками величины максимальных положительных и отрица-
тельных горизонтальных сдвижений имеют одинаковые значе-
ния. Вследствие этого, можно утверждать, что расхождение от-
носительных максимальных горизонтальных сдвижений в зонах
отхода и остановки есть следствием движения очистного забоя.
3. Проведенными исследованиями в Западном Донбассе не
зафиксировано влияния направления отработки лавы на величи-
ны вертикальных сдвижений.
4. По результатам анализа фактических данных наблюдений
величина q0 равняется 0,88, а0 – от 0,3 до 0,56 в зависимости рас-
положения полумульды относительно направления движения
очистного забоя.
СПИСОК ССЫЛОК
1. Правила охраны сооружений и природных объектов от вред-
ного влияния подземных горных разработок на угольных ме-
сторождениях / Министерство угольной промышленности
СССР. – М.: Недра, 1981. – 288 с.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
33
2. Кучин А.С., Пиньковский Г.С. Анализ угловых параметров
процесса сдвижений в зоне от хода лавы от разрезной печи //
Науковий вісник НГА України. Дніпропетровськ. № 7, 2003.–
С. 33 – 36.
3. Акимов А.Г., Бошенятов Е.В. Влияние направления подвига-
ния забоя при оконтуривании предохранительных целиков на
сдвижения и деформации земной поверхности // Методы изу-
чения и управления деформациями массива горных пород при
разработке пластов под застроенными территориями и обес-
печение устойчивости бортов разрезов. – Л.: Изд. ВНИМИ,
1981. – С. 4 – 10.
4. Ларченко В.Г. Факты, подтверждающие теорию механизма
сдвижения толщи горных пород // Вестник МАНЭБ. – 2002. –
№ 7. – С. 70 – 73.
5. Ларченко В.Г. Влияние направления очистного забоя на де-
формации объектов, расположенных над границей целика //
Сб. науч. трудов. Вып. 12. – Алчевск; ДГМИ, 2000. – С. 74 – 81.
|