Способ определения сдвижений массива горных пород

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 4 Е 21 С 39 ПИСА Е ИЗОБРЕТЕНИЯСВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(72) Ю.И.Туринцев и Ю.А.Кашников (71) Пермский политехнический институт и Свердловский горный институт (53) 622.235(088.8)(56) 1. Инструкция по наблюдениям за сдвйжением горных пород и земной поверхности при подземной разработке рудных месторождений. Л., ВНИМИ, 19592. Авторское свидетельство СССР У 899948, кл. Е 21 С 39/00, 1980 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИЖЕНИ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД, включающий закладку реперов по основным и дополнительным профильным линиям в зоне 80116170 влияния горных работ, производствонаблюдений за смещениями реперов,по которым .судят о сдвижении массива горных пород о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениябезопасности ведения горных работ инадежности защиты сооружений за счетучета влияния напряженного состоянияна сдвижение горных пород, определяют направления действия минимальногои максимального тектонических напряжений, ориентируют заложенные поосновным профильным линиям реперапо направлениям действия минимального и максимального тектоническихнапряжений, а репера, заложенныепо дополнительным профильным линиям,располагают между основными линиямипараллеЛьно зоне крайних трещин.Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при исследовании процессов сдвижения горных пород и земной поверхности для защиты объектов от вредного нлия ния горных разработок и повышения безопасности недения горных работ.Известен способ наблюдений за сдвижением горных пород на угольных и рудных месторождениях, включаю- О щий закладку реперов по профильным линиям, расположенным по простиранию и вкрест простирания залежи 1 т.Однако на рудных месторождениях, где имеются тектонические поля напряжений, 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 наблюдений 30 за смещениями реперов, по которым судят о сдвижении массива горных пород 2 1.Однако данный способ позволяет фиксировать лишь сдвижения пород по 35 напластованию 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 повышенито опасности возникновения динамических форм проявления горного давле, ния.Цель изобретения " повышение безопасности ведения горных работ и надежности защиты сооружений за счетучета влияния напряженного состояния на сдвижение горных пород.Поставленная цель достигается тем.50что согласно способу определения сдвижений массива горных пород, включающему закладку реперов по основным и дополнительньтм профильным линиям в зоне влияния горных работ, производство 55 наблюдений за смещениями реперов, по которым судят о сдвижении массива гор.,ных пород, определяют направления действия минимального и максимального тектонических напряжений, ориентируют заложенные по основным ттрофиттт.- цым линиям репера по направлениям действия минимального и максимальноготектонических цапряжеций, а репера,заложецньте ло дополнительным профильным .пиниям, располагают между основными линиями параллельно зонекрайних трещин.Расположение основных профильныхлиний реперов по направлению действия максимального и минимальногонапряжений и производство по реперамин струме тт таль ттьтх на блюде ний поз волитопределить закономерности появленияи величины горизонтальных сдниженийреперов в сторону нетронутого массива и н сторону выработанного пространства, подцятий и опусканий реперов.Это позволит выбирать более надежныемеры охраны сооружений и объектов,расположецных по направлению действияглавных напряжений,Расположение дополнительных линийреперов между основными линиями параллельно зоне краицих трещин, которая возникает в процессе отработкиместорождения,и производство по реперам инструментальных наблтодеттийт позво 1лит определить закономерности появления и величины сжатий и растяженийв перпендикулярном действующим главвьтм напряжениям направлении, На основе полученных данных можно болеенадежно охранять протяженные в указанном направлении сооружения (например трубопроводы, горные выработки).На фиг. 1 представлена схема, поясняющая предлагаемый способ при отработке рудного тела столбообразнойформы, где 1 - основные профильныелинии реперов; 2 - дополнительныелинии реперов; 3 - рудное тело;4 - эона крайних трещин на земной поверхности; 6,и 6- направлениядействия максимальных и минимальныхтектонических напряжений.Способ осуществляется следующимобразом.Перед отработкой рудного телана земной поверхности по линии действия максимального и минимального напряжений закладывают репера по основным профильным линиям 1, Параллельно эане крайних трещин 4, которая возникает при отработке рудного тела 3Заказ 3949/38 Тираж 482 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 до глубины, лля которой проектируется наблюдательная станция, закладывают реперы п. лополнительным линиям 2. 1 роиззодят плановую и высотную привязку реперов и первую серию ин струментальных наблюдений, состоящую иэ нивелирования реперов и измерения расстояний между реперами.В массиве горных пород реперы располагают на произвольной глубине либо в скважинах, пробуренных иэ выработок по направлению действия максимальной или минимальной составляющей тектонического пол 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 ссору- о жений от подработки, дополнительные линии реперов должны проходить (как н основные) через здания и сооружения, подлежащие охране. При решении задач научно-исследовательского ха 25 рактера расстояние дополнительных линий от зоны крайних трещин определяется общей постановкой задачи. В процессе отработки рудного те- ЗО ла 3 земная поверхность начнет деформироваться. В зависимости от исходного напряженного состояния, глубины разработки, физико-механических свойств вмещающих пород на основных 35 профильных линиях могут возникнуть горизонтальные сдвнжения реперов в сторону нетронутого массива ив сторону выработанного пространства,40 поднятия и опускания реперов. Надополнительных линиях могут возникнуть участки сжатий и растяженийповерхности. Все измерения в положении реперов фиксируются систематическими инструментальными наблюдениями. В последующем на основе определения влияния напряженного состояния на процесс сдвижения горныхпород выбираются надежные меры охраны поверхностных и подземных сооружений, а также безопасная технология отработки отдельных участковместорождения,Исследования указывают на связьпроцессов сдвижения пород в тектоническом поле напряжений с проявлениями горных ударов.В связи с этим определение влияния напряженного состояния на сдвижение горных пород позволит не только более надежно охранять поверхностные и подземные сооружения отвредного влияния подземных разрабо -ток, на и выбирать более безопаснуютехнологию очистных работ с цельюпредотвращения динамических проявлений горного давления.Данный способ предназначен преимущественно для повышения надежностизащиты объектов, ориентированныхв направлении минимального и максимального напряжений, однако познаниес его помощью закономерностейвлияния напряженного состояния насдвижение горных пород способствуетповышению надежности охраны отдельных элементов как угодно ориентированных сооружений,