5+ПОСТРОЕНИЕ+ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО+ЦЕЛИКА+МИНИМАЛЬНЫХ+РАЗМЕРОВ+ДЛЯ+. 5. 1 Теоретические основы построения предохранительных целиков под охраняемыми объектами
 Скачать 71.5 Kb.
|
|
5 ПОСТРОЕНИЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО ЦЕЛИКА МИНИМАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ДЛЯ ОХРАНЫ СООРУЖЕНИЯ 5.1 Теоретические основы построения предохранительных целиков под охраняемыми объектами При решении задач по построению предохранительных целиков могут встретиться два случая: 1) построение целиков под компактными объектами небольших размеров или под вытянутыми объектами, расположенными по простиранию или вкрест простирания залежи; 2) построение целиков под вытянутыми объектами, расположенными диагонально к простиранию залежи. Построение целиков производится графически чаще всего методом вертикальных сечений. Исходными данными для построения предохранительных целиков служат: а) совмещенный топографический план поверхности и изогипс почвы залежи в масштабе 1:1000 или 1:2000; б) вертикальные геологические разрезы данного участка; в) значения углов сдвижений, взятые из Правил охраны или полученные по данным наблюдений. Построение целиков начинают с определения на плане контура охраняемой площади. Если охраняемый объект или группа близко расположенных объектов имеют не очень большие размеры по длине, то в этом случае (рисунок 2) их вписывают в прямоугольник аедс, стороны которого параллельны направлениям простирания и вкрест простирания залежи. Для большей гарантии охраны объекта площадь описанного прямоугольника аедс увеличивают путем оставления по всему периметру предохранительной бермы шириной b и получают контур охраняемой площади АЕДС, под которой строят предохранительный целик. Ширину предохранительной бермы (м) принимают: для охраняемых объектов I категории — 20, II категории—15, III категории— 10 и IV категории — 5. К охраняемым объектам I категории относятся общественные, особо значимые здания; мосты неразрывной конструкции с пролетами более 20 м; участки железных дорог со скоростями движения поездов более 100 км/ч и др. К II категории относятся: детские дошкольные учреждения, больницы, поликлиники, театры; мосты разрезной конструкции с пролетами более 20 м; железнодорожные депо МПС и участки железных дорог общего пользования. К Ш категории относятся: жилые здания и гостиницы; подъездные пути железных дорог; мосты с пролетами менее 20 м и др. Наконец, к IV категории относятся учреждения общественного обслуживания и вспомогательные здания.  Рисунок 2 - Построение контура охраняемых объектов П  остроение предохранительного целика под компактным сооружением, например зданием, осуществляют следующим образом (рисунок 3). На нижнюю часть листа чертежной бумаги наносят выкопировку из плана контура АЕДС охраняемой площади, линии координатной сетки и направление падения пласта. Рисунок 3 - Построение предохранительного целика под здание Сверху строят вертикальные геологические разрезы I - I (вкрест простирания) II - II (по простиранию), проходящие через центр О охраняемой площади. От точек О' и О" этих разрезов откладывают размеры охраняемой площади и получают точки А'(С'), Е'(Д'), Е"(А"), Д"(С"). Кроме того, от поверхности земли вниз по вертикали откладывают вычисленное по формулам: - если для охраняемого сооружения в качестве допустимой приняты наиболее опасные горизонтальные деформации  ,- если в качестве допустимых деформаций приняты наклоны  ,где m - вынимаемая мощность пласта, [eД] , [iД] - допустимые величины горизонтальных деформаций и наклонов, Кe, Кi - коэффициенты, определяемые для каждого вида охраняемого сооружения. Для построения контура целика сначала на разрезе I - I из точек А'(С') и Е'(Д') проводят линии под углом φ к горизонту в пределах наносов и далее в пределах коренных пород — до встречи с залежью соответственно под углами сдвижения gи b и получают точки 1'(4'), 2'(3') на нижней и верхней границах целика. Аналогичным образом на разрезе II - II из точек Е"(А") и Д"(С") в пределах наносов проводят линии под углом φ к горизонту и далее по коренным породам - под углом сдвижения δ. Проектируя верхнюю и нижнюю границы целика с разреза I - I на разрез II - II, получают размеры целика 2"—3" и 1"—4" по простиранию пласта соответственно в верхней и нижней его границах. Затем известным из начертательной геометрии способом строят контур 1, 2, 3, 4 целика в плане. Охране подлежит часть целика, расположенная выше горизонта безопасной глубины. В нижнем правом углу выписывают данные по подсчету запасов в целике, а также значения координат х, у угловых точек целика, необходимые для перенесения их в натуру (в шахте). Несколько иначе строятся целики под вытянутые объекты (железные дороги, каналы), оси которых могут быть расположены под различными углами θ к направлению простирания залежи. Оконтуривание охраняемой площади под этими объектами по способу, описанному выше, привело бы к необоснованно большим потерям в оставляемых предохранительных целиках. Учитывая это обстоятельство, контуры охраняемой площади для таких объектов проводят параллельно их продольной оси с учетом ширины b предохранительной бермы. Построение целика под такими объектами производят по вертикальным разрезам, проведенным перпендикулярно к их продольной оси. Однако направления этих разрезов в общем случае не совпадают с направлениями главных сечений мульды сдвижения, для которых определены углы сдвижения b, g и δ. Углы сдвижения $' и ( ' в плоскости этих разрезов определяются по формулам:  ; ,где θ - острый угол между продольной осью объекта и линией простирания залежи (на чертеже линии изогипс поверхности лежачего бока пласта), измеряемый графически на плане; b, gи δ - углы сдвижений для данных условий. Значения углов b ' и ( ' могут быть определены и по таблицам, приведенным в Правилах охраны. Построение предохранительного целика для указанных объектов и, в частности, для железной дороги показано на рисунке 4. Основой для графических построений служит план расположения железной дороги с  Рисунок 4 - Построение предохранительного целика под железнодорожное полотно нанесенными изогипсами почвы залежи. На рисунке показаны изогипсы с отметками 200, 250,..., 600 м, а горизонтали рельефа местности не показаны. 5.2 Порядок работ при построении целика 1) откладывают в обе стороны от краев полотна, насыпи или выемки (на рисунке пунктирные линии) ширину предохранительной бермы b и строят контур А0А1А2А3Л4 охраняемой площади с одной стороны и контур В0В1В2В3В4 с другой; 2) в характерных местах проводят линии I - I, II - II, III - III, IV—IV, перпендикулярные к оси железной дороги, и по ним строят вертикальные разрезы с нанесением на них пласта; 3) вычисляют по вышеприведенным формулам углы сдвижений b ' и g' для каждого разреза в отдельности по выбранным из Правил охраны углам сдвижений b, g, δ и измеренным на плане углам θ1, θ2, …; 4) по углам сдвижений φ в наносах и b', g' в коренных породах на разрезах определяют контурные точки целика 1 и 1', 2 и 2', 3 и 3', 4 и 4'; 5) полученные контурные точки целика с разрезов переносят на план и получают контуры предохранительного целика под железной дорогой в плане А0—1—2—3—4 с одной стороны и В0—1'—2'—3'—4' с другой; 6) нижнюю границу целика проводят по линии горизонта безопасной глубины. 5.3 Практический пример построения предохранительного целика под здание электороподстанции Исходные данные: 1 Здание рудничной электроподстанции размером 20х10м расположено под углом 40° к линии простирания рудной залежи. 2 Рудная залежь мощностью 10 м залегает под зданием на глубине 150м. Угол падения залежи 35°. 3 Вмещающие породы - гранодиориты (f=12-14). Трещиноватость средняя. Мощность насосов 10м. Требуется: 1) построить предохранительный целик минимальных размеров; 2) определить запасы руды в целике. Таблица 3 - Углы сдвижения и разрыва при полной подработке. Тип 1. Слоистое строение пород
Примечания: 1 Промежуточные значения углов b и b¢¢ находят интерполированием по углу падения пород. 2 Найденные значения углов сдвижения и разрывов подлежат корректировке: а) при большой мощности рудных тел (m >15м) и глубине разработок менее 100м в породах I подгруппы I группы углы сдвижения уменьшают на 10°. В тех же условиях в других подгруппах обеих групп углы сдвижения уменьшают на 5°; б) в сильнообводненных породах I группы, а также в сильнотрещиноватых и рассланцованных породах 2 группы углы сдвижения уменьшают на 5°; в) при наличии в породах лежачего бока рудного тела поверхности ослабления (слабая прослойка, контакт пород различной крепости и др.), удаленной от рудного тела на расстояние не более 0,8 Н (Н - глубина горных работ), границу зоны сдвижения в коренных породах по этой поверхности, если ее угол падения превышает 40° , но не больше угла b; г) при αn > 80°угол b1 приравнивают b , если крепость пород лежачего бока залежи меньше крепости пород висячего бока; д) при полной тщательной закладке выработанного пространства углы сдвижения на залежах мощностью менее 4м увеличивают на 5-10°. Таблица 4 - Углы сдвижения и разрыва при полной подработке. Тип 2. Неслоистое строение пород (5
Примечание: Найденные значения углов сдвижения и разрывов подлежат корректировке: а) в сильнотрещиноватых породах при наличии на контакте рудного тела и пород лежачего бока слоя ослабленных пород *) при αр.т > 65° b1 = αр.т - 5°; **) при αр.т >70 b1¢¢ = αр.т - 5°; б)в крепких (f = 10) слабо- и среднетрещиноватых породах при глубине разработок больше 100м углы сдвижения и разрыва увеличивают на 5°; в) в сильнотрещиноватых породах углы сдвижения уменьшают на 5° независимо от крепости пород; г) при полной тщательной закладке выработанного пространства утлы сдвижения на залежах мощностью менее 4м увеличивают на 5 - 10°; д) при слабых неслоистых породах с крепостью f<5 углы сдвижения следует определять по таблице 1 (1 группа, 1 тип) 5.3.1 Методические указания по выполнению задания 1 Согласно структурным особенностям вмещающих пород устанавливают тип месторождения. Оно относится к неслоистым. Углы сдвижения в коренных породах согласно таблице 4 b=60°, g=65°, δ=70°. Учитывая примечание к таблице 2, необходимо внести поправку, равную +5°, за крепость пород, т.к. f =10. Окончательно b=65°, g=70°, δ=75° φ=50°. 2 Построение целика минимальных размеров производится комбинированным способом - методом вертикальных разрезов и методом перпендикуляров. 1) Вначале целик строится методом вертикальных разрезов. Для этого на плане через угловые точки здания проводят линии, параллельны и перпендикулярные линии простирания залежи. От полученного контура ABCD откладывают берму шириной -10 м. Здание отнесено ко 2- и категории охраны и получают контур охраняемой площади. 2) Границы охраняемой площади – точки a(b) и c(d) переносят на разрез вкрест простирания и через них проводят линию под углом φ = 50° до пересечения c контактом коренных пород- точки a1(b1) и c1(d1). От точек a1(b1) проводят линию сдвижения под углом (=65° до пересечения с залежью, а от точек c1(d1) - линию под утлом b= 60°. Пересекаясь с залежью в точках (1'2') (3',4'), они ограничивают контур целика на разрезе вкрест простирания. 3) На разрезе по простиранию от точек в(с) и а(d) охраняемой площадки проводят линии под углом φ =60° до контакта наносов с коренными породами и получают точки (b1c1)и (a1d1). От этих точек проводят линии сдвижения под углами δ = 70°. Проектируя на полученные линии с разреза вкрест простирания точки 3'(4') и l'(2'), получают не разрезе линию 3" 4", являющуюся верхней границей целика и линию 1" 2", являющуюся нижней границей целика. 4) Границы целика с разрезов переносятся на план и получают контур целика (точки 1,2,3,4). 5) Для построения предохранительного целика способом перпендикуляров предохранительную берму шириной 10 м откладывают параллельно контуру здания (точки a2 b2c2 d2). Вокруг контура предохранительной бермы откладывают расстояние = mн сtgφ = 8м , и тем самым получая контур охраняемой площади на контакте наносов о коренными породами (точки a'2 b'2 c'2 d'2 ). 6) Поскольку здание расположено диагонально по отношению к простиранию рудной залежи, размеры целика определяются плоскостями сдвижения, которые проводятся под углами b' и g'. Они вычисляются по формулам: ; ,гдеb, g, δ - углы сдвижения в коренных породах; θ - острый угол между линией простирания рудного тела и границей охраняемого контура θ =40°. Подставив соответствующие значения, получили b' =68°, g'= 72°. 7) Вычисляют длины перпендикуляров q - в сторону восстания и l - в сторону падения для каждой угловой точки контура по формулам:  ; ,где Н – глубина залегания рудной залежи под данной точкой бермы; mН – мощность наносов; α – угол падения рудной залежи. Вычисленные значения углов b' и g' , а также длины перпендикуляров q и l заносятся в таблицу 5. Таблица 5 - Значение длин перпендикуляров в сторону восстания и в сторону падения
8) Откладывают величины q и l от соответствующих точек и соединяют концы отрезков прямыми, до их пересечения. Получают контур рудной залежи 5, 6, 7, 8 в пределах целика, построенный способом перпендикуляров. 9) Соединив точки пересечения контуров залежи в пределах целиков, построенных способом вертикальных разрезов и способом перпендикуляров, получают минимальный контур рудной залежи в пределах предохранительного целика минимального размера (9, 10,11,12,13,14,15,16). СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Учебная Попов И.И., Жаркимбаев Б.М. Маркшейдерское дело. Алматы, 2000. Синанян P.P. Маркшейдерское дело. М., Недра, 1982 Инструкция по производству маркшейдерских работ. М., Недра, 1987 Инструкция по производству маркшейдерских замеров, контролю и приемке горных работ. М., Недра, 1978 Условные обозначения для графической документации. М., Недра, 1981 Дополнительная Ушаков Н.И. Маркшейдерское дело. М., Недра, 1989 Гусев Н.А. Маркшейдерско-геодезические инструменты и приборы. М., Недра. 1982 8. Справочник по маркшейдерскому делу, под ред. А.Н. Омельченко 4-е переработ, и дополн., М., Недра 1989. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||