Способ определения сдвижений массива горных пород Советский патент 1985 года по МПК E21C39/00 

I1161

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при исследовании процессов сдвижения горных пород и земной поверхности для защиты объектов от вредного влия- s ния горных разработок и повышения безопасности ведения горных работ,

Известен способ наблюдений за сдвижением горных пород на угольных и рудных месторожд.ениях, включаю- to щий закладку реперов по профильным линиям, расположенным по простиранию и вкрест простирания залежи СООднако на рудных месторождениях, где имеются тектонические поля напри-15 жений, такое расположение линий не может выявить достоверную картину деформирования массива и поверхности под влиянием тектонических сил. Это объясняется тем, что максимальная 20 и минимальная составляющая поля напряжений действует чаще всего под углом к простиранию залежи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения сдвижений массива горных пород, включающий закладку реперов по основным и дополнительным профильным линиям в зоне влияния горных работ, производство наблюденийЗО за смещениями реперов, по которым судят о сдвижении массива горных пород 2.

Однако данный способ позволяет фиксировать лишь сдвижения пород по 35 напластован™ и не позволяет выявить специфические закономерности деформирования пород в поле тектонических сил, что приводит к выбору недостаточно надежных мер охраны сооружений.40 преждевременной их подработке и повышению опасности возникновения динамических форм проявления горного давления .

Цель изобретения - повышение безо-45 пасности ведения горных работ и надежности защиты сооружений за счет учета влияния напряженного состояния на сдвижение горных пород.

Поставленная цель достигается тем.50 что согласно способу определения сдвижений массива горных пород, включающему закладку реперов по основным и дополнительным профильным линиям в зоне влияния горных работ, производство 55 наблюдений за смещениями реперов, по которым судят о сдвижении массива гор«ных пород, определяют направлений

ПЗ 2

действия минимального и максимального тектонических напряжений, (ориентируют заложенн 1е по основным профилр ным линиям репера по направлениям действия минимального и максимального тектонических напряжений, а pertepa, заложенные по дополнительным профильным линиям, располагают между основными ; иниями параллельно зоне крайних трещин.

Расположение основных профильных линий реперов по raпpaвлeнию действия максимального и минимального напряжений и производство по реперам инструментальных наблюдений позволит определить закономерности появления и величины горизонтальных сдвижений реперов в сторону нетронутого массива и в сторону выработанного пространства, поднятий и опусканий реперов. Это позволит выбирать более надежные меры охраны сооружений и объектов, расположенных по направлению действия главных напряжений.

Расположение дополнительных линий реперов между основными линиями параллельно зоне крайних трещин, которая возникает в процессе отработки месторождения,и производство по реперам инструментальных наблюдент позволит определить закономерности появления и величины сжатий и растяжений в перпендикулярном действую1дим главвым напряжениям направлений. На основе полученных данных можно более надежно охранять протяженные в указанном направлении сооружения (например трубопроводы, горные выработки) .

На фиг. 1 представлена схема, поясняющая предлагаемый способ при отработке рудного- тела столбооб разной формы, где 1,- основные профильные линии реперов; 2 - дополнительные линии реперов; 3 - рудное тело; А - зона крайних трещин на земной поверхности; и t,T,in- направления действия максимальных и минимальных тектонических напряжений.

Способ осуществляется следующим образом.

Перед отработкой рудного тела на земной поверхности по линии действия максимального и минимального напряжений закладьгоают репера по основным профильным линиям 1. Параллельно зоне крайних трещин 4, которая возникает при отработке рудного тела 3 5 до глубины, лля которой проектируется наблюдательная станция, закладывают реперы по дoIЮJтнитeльным линиям 2. Производят плановую и высотную привязку реперов и первую серию инструментальных наблюдений, состоящую из нивелирования реперов и измерения расстояний между реперами. В массиве горных пород реперы располагают на произвольной глубине либо в скважинах, пробуренных из выработок по направлению действия максимальной или минимальной составляющей тектонического поля напряжений, либо в выработках, ориентированных в указанных направлениях. Расстояние от зоны крайних трещин дополнительных линий реперов определяется конкретностью решения задачи. При решении задач, связанных с охраной соору же НИИ о.т подработки, дополнительные линии реперов должны проходить (как и основные) через здания и сооружения, подлежащие охране. При решении задач научно-исследовательского характера расстояние дополнительных ли Hmi от зоны крайних трещин определ/iется общей постановкой задачи. В процессе отработки рудного тела 3 земная поверхность начнет дефо мироваться. В зависимости от исходно го напряженного состояния , глубины разработки, физико-механических свойств вмещающих пород на основных профильных линиях могут возникнуть горизонтальные сдвижения реперов в сторону нетронутого массива и в сторону выработанного пространств 03 поднятия и опускания реперов. На дополнительных линиях могут возникнуть участки сжатий и растяжений поверхности. Все измерения в положении реперов фиксируются систематическими инструментальными наблюдениями. В последующем на основе определения влияния напряженного состояния на процесс сдвижения горных пород выбираются надежные меры охраны поверхностных и подземных сооружений, а также безопасная технология отработки отдельных участков месторождения. Исследования указывают на связь процессов сдвижения пород в тектоническом поле напряжений с проявлениями горных ударов. В связи с эТ№1 определение влияния напряженного состояния на сдвижение горных пород позволит не только более надежно охранять поверхностные и подземные сооружения от вредного влияния подземных разработок, но и выбирать более безопасную технологию очистных работ с целью предотвращения динамических проявлений горного да:влення. Данный способ предназначен преимущественно для повышения надежности защиты объектов, ориентированных в направлении минимального и максимального напряжений, однако познание с его помощью закономерностей влияния напряженного состояния на сдвижение горных пород способствует повьппению надежности охраны отдельных элементов как угодно ориентированных сооружений.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИЖЕНИЙ ПАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, включающий закладку реперов по основным и дополнительным профильным линиям в зоне влияния горных работ, производство наблюдений за смещениями реперов, по которым .судят о сдвижении массива горных пород,, отличающийс я тем, что, с целью повьпиения безопасности ведения горных работ и надежности защиты сооружений за счет учета влияния напряженного состояния на сдвижение горных пород, определяют направления действия минш1апьного и максимального тектонических напряжений, ориентируют заложенные по основным профильным линиям репера по направлениям действия минимального и максимального тектонических напряжений, а репера, заложенные по дополнительныь профильным линиям, (Л располагают между основными линиями параллед1ьно зоне крайних трещин. II 1 05 О 00