Классификация подработанных территорий по степени их пригодности для дальнейшего использования в хозяйственных целях
Розглянуто актуальну проблему освоєння підроблених територій. Складена класифікація підроблених територій за ступенем їх придатності для подальшого використання в господарських цілях....
Gespeichert in:
| Datum: | 2011 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2011
|
| Schriftenreihe: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99696 |
| 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: | Классификация подработанных территорий по степени их пригодности для дальнейшего использования в хозяйственных целях / В.С. Зимич, М.А. Иофис, А.В. Гришин // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 9, ч. 1. — С. 236-244. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-99696 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-996962016-05-03T03:02:25Z Классификация подработанных территорий по степени их пригодности для дальнейшего использования в хозяйственных целях Зимич, В.С. Иофис, М.А. Гришин, А.В. Розглянуто актуальну проблему освоєння підроблених територій. Складена класифікація підроблених територій за ступенем їх придатності для подальшого використання в господарських цілях. The actual problem of development of the underworked territories is considered. Classification underworked territory on degree of their suitability for the further use in the economic purposes is made. 2011 Article Классификация подработанных территорий по степени их пригодности для дальнейшего использования в хозяйственных целях / В.С. Зимич, М.А. Иофис, А.В. Гришин // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 9, ч. 1. — С. 236-244. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1996-885X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99696 622.83 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 актуальну проблему освоєння підроблених територій. Складена класифікація підроблених територій за ступенем їх придатності для подальшого використання в господарських цілях. |
| format |
Article |
| author |
Зимич, В.С. Иофис, М.А. Гришин, А.В. |
| spellingShingle |
Зимич, В.С. Иофис, М.А. Гришин, А.В. Классификация подработанных территорий по степени их пригодности для дальнейшего использования в хозяйственных целях Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| author_facet |
Зимич, В.С. Иофис, М.А. Гришин, А.В. |
| author_sort |
Зимич, В.С. |
| title |
Классификация подработанных территорий по степени их пригодности для дальнейшего использования в хозяйственных целях |
| title_short |
Классификация подработанных территорий по степени их пригодности для дальнейшего использования в хозяйственных целях |
| title_full |
Классификация подработанных территорий по степени их пригодности для дальнейшего использования в хозяйственных целях |
| title_fullStr |
Классификация подработанных территорий по степени их пригодности для дальнейшего использования в хозяйственных целях |
| title_full_unstemmed |
Классификация подработанных территорий по степени их пригодности для дальнейшего использования в хозяйственных целях |
| title_sort |
классификация подработанных территорий по степени их пригодности для дальнейшего использования в хозяйственных целях |
| 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/123456789/99696 |
| citation_txt |
Классификация подработанных территорий по степени их пригодности для дальнейшего использования в хозяйственных целях / В.С. Зимич, М.А. Иофис, А.В. Гришин // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2011. — № 9, ч. 1. — С. 236-244. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| series |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT zimičvs klassifikaciâpodrabotannyhterritorijpostepeniihprigodnostidlâdalʹnejšegoispolʹzovaniâvhozâjstvennyhcelâh AT iofisma klassifikaciâpodrabotannyhterritorijpostepeniihprigodnostidlâdalʹnejšegoispolʹzovaniâvhozâjstvennyhcelâh AT grišinav klassifikaciâpodrabotannyhterritorijpostepeniihprigodnostidlâdalʹnejšegoispolʹzovaniâvhozâjstvennyhcelâh |
| first_indexed |
2025-07-07T09:48:08Z |
| last_indexed |
2025-07-07T09:48:08Z |
| _version_ |
1836981095210418176 |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
236
УДК 622.83
КЛАССИФИКАЦИЯ ПОДРАБОТАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
ПО СТЕПЕНИ ИХ ПРИГОДНОСТИ ДЛЯ ДАЛЬНЕЙШЕГО
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЦЕЛЯХ
Зимич В. С.
(ОАО «НТЦ «Промышленная безопасность», г. Москва, Россия)
Иофис М. А., Гришин А. В.
(УРАН ИПКОН РАН, г. Москва, Россия)
Розглянуто актуальну проблему освоєння підроблених те-
риторій. Складена класифікація підроблених територій за сту-
пенем їх придатності для подальшого використання в господар-
ських цілях.
The actual problem of development of the underworked territo-
ries is considered. Classification underworked territory on degree of
their suitability for the further use in the economic purposes is made.
Бурный рост промышленности, наблюдавшийся в последнее
столетие, сопровождался существенным увеличением освоения
недр Земли. Это привело к тому, что значительные территории
пригодные для проживания, оказались подработанными горными
работами. Для обеспечения безопасного функционирования под-
рабатываемых объектов было законодательно закреплено геоме-
ханическое обоснование возможности их подработки и дальней-
шее их геомеханическое сопровождение.
Под геомеханическим обеспечением освоения земных недр
понимается решение задач устойчивости подземных объектов и
контроля за деформированием вмещающих их пород и земной
поверхности, определение влияния подземных объектов на окру-
жающую их природную среду и инженерные сооружения как в
период строительства и эксплуатации объектов, так и в период их
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
237
реконструкции и особенно - ликвидации. Основной целью геоме-
ханического обеспечения является предотвращение аварийных
ситуаций при освоении недр, повышение безопасности и эффек-
тивности горных работ, обеспечение сохранности и нормальной
эксплуатации зданий, сооружений и инженерных сетей, попада-
ющих в зону их влияния, и охрана природной среды.
Подработка территорий в период строительства горных
предприятий сопровождалась проблемой сохранности подраба-
тываемых объектов. В этот период были разработаны различные
методы мониторинга и охраны, направленные на обеспечение со-
хранности подрабатываемых объектов [1-4].
За последние двадцать лет, проблема строительства зданий
и сооружений на площадях залегания полезных ископаемых ко-
ренным образом изменилась. За этот период произошла массовая,
не бывалых ранее масштабов, ликвидация горнодобывающих
предприятий, в связи с чем объемы строительства на ранее под-
работанных территориях стали превышать объемы строительства
на территориях, подлежащих подработке. Проблема существенно
усложняется тем, что после ликвидации горнодобывающего
предприятия геомеханические и гидрогеологические процессы в
толще пород и на земной поверхности продолжаются, а возмож-
ности управлять этими процессами из-за отсутствия доступа к
горным выработкам снижаются.
Рост антропогенной нагрузки на недра и земную поверх-
ность создает серьезную угрозу возникновения крупных аварий.
Первые признаки такой угрозы начинают проявляться в виде
крупномасштабных разрушений жилых массивов. Так, в г. Осин-
ники (Кузбасс) над горными работами шахты «Капитальная» на
пологом склоне располагается крупный жилой массив. Никаких
повреждений в этих зданиях в период работы шахты не наблюда-
лось. Через некоторое время после ликвидации шахты все здания
вместе со склоном сползли вниз и получили сильные поврежде-
ния. Анализ этой аварии показал, что в период строительства
зданий во время работы шахты, в ней велась интенсивная откачка
воды, и ее уровень был значительно ниже потенциальной по-
верхности скольжения. После закрытия шахты и прекращения
откачки воды ее уровень сильно поднялся и подтопил потенци-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
238
альную поверхность скольжения, что в свою очередь привело к
сползанию поверхности склона, на котором располагался посе-
лок.
Особую обеспокоенность вызывает накопление в недрах
Земли пустот, образующихся при добыче полезных ископаемых.
Обрушение этих пустот проявляется крупными провалами на
земной поверхности, вызывающими разрушение зданий и соору-
жений, попадающих в эти провалы. Несколько таких провалов
образовалось, в частности, над старыми и современными горны-
ми работами на территории рудников, добывающих калийные
соли на Урале. В провал, образовавшийся в 2006 году над горны-
ми выработками Первого Березниковского рудника, попали и
полностью разрушились некоторые здания и сооружения города
Березники, в том числе объекты электроснабжения и линии же-
лезных дорог. Значительная территория была признанна потен-
циально опасной по образованию на ней провалов, за счет чего
десятки жилых домов были срочно расселены (рис. 1) и (рис. 2).
Рис. 1. Провал, образовавшийся над горными выработками в
городе Березники Пермского края
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
239
Рис. 2. Провал, образовавшийся под действующей железной
дорогой, расположенной над горными выработками в
г. Березники Пермского края
Проблема безопасного функционирования зданий и соору-
жений на ранее подработанной территории существует не только
у нас в стране, но и за рубежом. В румынском городе Муреш в
зоне заброшенной соляной шахты образовался кратер, в который
рухнула часть здания супермаркета. Многие близлежащие строе-
ния, в том числе жилые дома, сильно пострадали и находятся в
аварийном состоянии. По мнению Румынских коллег, катастрофа
произошла в результате давления накопившихся подземных вод.
Общая площадь кратера составила около 1800 метров. Трещины
появились и в помещениях местного спортивного зала, а также в
финансовом управлении города (рис. 3).
Тяжелые последствия, вызванные перечисленными авария-
ми, можно было избежать, если бы в зоне влияния горных выра-
боток проводился геомеханический мониторинг, позволяющий
своевременно выявлять признаки, предшествующие возникнове-
нию аварийных ситуаций.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
240
Рис. 3. Обрушения земной поверхности в зоне влияния от-
работанной соленой шахты в Румынии
Так в районе произошедшего провала на Первом Березни-
ковском руднике, регулярно проводились инструментальные
маркшейдерско-геодезические наблюдения на земной поверхно-
сти, которые не зафиксировали признаков возникновения прова-
ла, поскольку деформирование породного массива, вызванное
разрушением горных выработок, развивается снизу вверх по
направлению к земной поверхности. Деформации земной по-
верхности являются следствием деформирования массива и в не-
которых случаях могут существенно отставать во времени, осо-
бенно когда ближе к земной поверхности залегают более проч-
ные породы. Такие породы играют роль так называемого «поро-
да-моста». По достижению предельных деформаций породами
этого «порода-моста», происходит внезапное их обрушение, в ре-
зультате чего на земной поверхности образуется провал.
Для выявления на земной поверхности мест возможного об-
разования провалов и эффективного их мониторинга, целесооб-
разно указанные выше инструментальные наблюдения проводить
совместно с геофизическими исследованиями. Например, приме-
нение гравиметрических или сейсмоакустических методов изме-
рений массива позволяет выявлять места, где образовались
разуплотнения горного массива. Далее в указанном районе закла-
дывается комплексная наблюдательная станция, состоящая из си-
стемы реперов на земной поверхности, в зданиях и сооружениях
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
241
и глубинных реперов, размещаемых в скважинах пробуренных в
местах возможного образования провала.
Существует несколько способов измерения величин сдви-
жения горных пород с помощью глубинных реперов, отличаю-
щихся конструкцией реперов и способами фиксации их переме-
щения [5]. Наиболее себя зарекомендовал на практике магнито-
герконовый способ измерения глубинных реперов, который реа-
лизуется путем установки в скважине через определенный интер-
вал глубинных реперов – кольцевых магнитов и дальнейшей
фиксации их месторасположения специальным датчиком, про-
пускаемым сквозь установленные репера.
Наблюдения, проводимые на указанной станции, позволят
дать количественную оценку геомеханическим процессам, оце-
нить их динамику и при необходимости своевременно принять
меры для управления этими процессами.
Из изложенного следует, что для своевременного выявления
признаков, предшествующих возникновению аварийных ситуа-
ций необходимо проводить полноценный геомеханический мони-
торинг, включающий в себя наблюдения за деформациями по-
родного массива, земной поверхности и зданий и сооружений
попадающих в зону влияния горных работ.
Мониторинг за сдвижением и деформациями толщи пород
на недоступных для непосредственных наблюдений участках
проводят с помощью глубинных реперов, заложенных в суще-
ствующих или специально пройденных скважинах из горных вы-
работок или с земной поверхности.
Очень важным моментом при реализации геомеханического
мониторинга является проведения его по единой методике всеми
организациями, занимающимися производством инструменталь-
ных измерений в зоне влияния горных работ. Только тогда дан-
ные, полученные в результате проведения таких наблюдений, бу-
дут пригодны для интерпретации, что, безусловно, позволит по-
лучить более достоверные сведения о параметрах геомеханиче-
ских процессов вызванных антропогенным воздействием на
недра Земли при их освоении. Из выше изложенного следует, что
наиболее опасными проявлениями упомянутых процессов явля-
ются провалы на земной поверхности и ее подтопление. На осно-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
242
вании исследований, проведенных УРАН ИПКОН РАН, составле-
на классификация (табл. 1) условий использования подработанных
территорий, которая вошла в нормативный документ «Методическое
руководство о порядке выделения провалоопасных зон….», согласо-
ванный с Ростехнадзором.
При составлении классификации в качестве основного клас-
сификационного признака принята высота зоны обрушения вы-
шележащей толщи, определяемая из выражения:
fK
SM
i )2,005,1(
30
2+
≤ , (1)
где М - высота зоны обрушений вышележащей толщи над
выработкой, м; S - сечение выработки вчерне, м2;
f - коэффициент крепости по проф. М.М. Протодьяконову;
K t - коэффициент, учитывающий продолжительность
нахождения выработки в массиве, который определяется с помо-
щью выражения:
)50/(50 tKt += , (2)
где t - время существования выработки в толще, год.
Установлено, что различные подработанные территории по-
разному могут быть использованы в хозяйственных целях.
На основании этого составлена классификация подработан-
ных территорий по степени их пригодности для дальнейшего ис-
пользования в хозяйственных целях. В качестве основного клас-
сификационного признака принята высота зоны обрушения вы-
шележащей толщи, определяющая степень потенциальной опас-
ности для объектов, располагаемых на подработанной террито-
рии.
Данная классификация направлена на повышение безопас-
ности и эффективности освоения подработанных территорий за
счет своевременного определения степени потенциальной опас-
ности, в зависимости от характера подработки и планируемых
условий использования подработанной территории.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
243
Таблица 1
Классификация подработанных территорий по степени их при-
годности для дальнейшего использования в хозяйственных целях
Класс Характеристика Вариант Условия
использования
Благо-
прият-
ные
Территории, под ко-
торыми отсутствуют
полости в толще по-
род
Территории, под кото-
рыми выработки зало-
жены пустой породой
Использование территорий
без ограничений
Территории, под кото-
рыми полости ликви-
дированы искусствен-
ным путем и процесс
сдвижения закончился
Использование территорий
для нужд сельского хозяй-
ства без ограничений, для
других целей после проведе-
ния дополнительных изыска-
ний
Относи-
тельно
благо-
прият-
ные
Территории, под ко-
торыми горные вы-
работки расположе-
ны на глубине свыше
60м при крепости по-
род 10<f < 14
Н>М
Использование территорий
для сельского хозяйства и
для строительства сооруже-
ний 3 и 4 разряда с примене-
нием профилактических мер
защиты
Небла-
гопри-
ятные
Территории, под ко-
торыми горные вы-
работки расположе-
ны на глубинах от 30
до 60м при крепости
пород 6 < f < 10
М30<Н<М60
Использование территорий
для нужд сельского хозяй-
ства и для строительства со-
оружений 4 разряда, с при-
менением строительных и
специальных мер защиты
Угрожа-
емые
Территории, под ко-
торыми горные вы-
работки расположе-
ны на глубинах менее
30м при крепости по-
род 2 < f < 6
Н<М
Строительство сооружений
не допускается. Ограничен-
ное использование террито-
рий под лесопарковые зоны и
для строительства подсобных
помещений под контролем
наблюдений.
Угро-
жающие
Участки территорий
в зоне влияния выра-
боток, имеющих вы-
ход на земную по-
верхность (стволы,
шурфы и т.п.)
Засыпка выработок по-
родой до уровня зем-
ной поверхности
Территории не подлежат ис-
пользованию. Около стволов
создается резерв породы для
дополнительной подсыпки
по мере просадки грунта.
Непри-
годные
Участки территорий
в зоне влияния выра-
боток, имеющих вы-
ход на земную по-
верхность (стволы,
шурфы и т.п.)
Установка прочных
полков в выработке и
засыпка пространства
между ними слабо про-
садочной породой
Территории не подлежат ис-
пользованию. Вокруг устья
ствола на расстоянии, опреде-
ленном проектом, возводятся
прочное ограждение, высотой
не менее 2,5м и водоотливная
канава, устанавливаются зна-
ки опасной зоны.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 9 (частина I), 2011
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 9 (part I), 2011
244
СПИСОК ССЫЛОК
1. Авершин С.Г. Сдвижение горных пород при подземных раз-
работках – М.: Углетехиздат, 1947. – 244 с.
2. Иофис М.А. Медянцев А.Н. и др. О защите жилых зданий
поселка Октябрьский г. Горловки от влияния выемки угля в
крутопадающих пластах нескольких свит. Госстроя СССР.
ДонпромстройНИИпроект. «Надшахтное строительство».
Сборник научных трудов № 8, 1968, – 240 с.
3. Муллер Р.А. Влияние горных выработок на деформации зем-
ной поверхности – М.: Углетехиздат, 1958.
4. Навитний А.М., Иофис М.А., Айуруни А.Т. Опыт разработки
угольных пластов под инженерными и природными объекта-
ми. – М.: ЦНИЭИуголь, 1987.
5. Инструкция по наблюдениям за сдвижениями горных пород,
земной поверхности и подрабатываемыми сооружениями на
угольных и сланцевых месторождениях. М.: Недра, 1987. – 96 с.
|