Инструкция по наблюдениям за сдвижением горных пород и земной поверхности при подземной разработке рудных месторождений

3. НАБЛЮДЕНИЯ ЗА СДВИЖЕНИЕМ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД

3.1. Подземные наблюдательные станции закладывают для наблюдений за устойчивостью подработанных пород, развитием и формированием различных зон сдвижения и деформирования в подработанной толще пород. Станции закладывают при подработке охраняемых объектов, расположенных как в толще пород, так и на земной поверхности. Результаты наблюдений на станциях используют для определения характера сдвижения пород на месторождении, прогноза величин сдвижений и деформаций толщи пород и земной поверхности в районе подрабатываемых объектов и принятия в необходимых случаях своевременных мер по предупреждению опасных последствий их подработки.

Для изучения и решения разнообразных вопросов горного давления (выбор оптимальных параметров систем разработки, рациональное расположение и крепление выработок, меры борьбы с горными ударами) закладывают специальные подземные наблюдательные станции. Способы закладки, проведения наблюдений, обработки и использования результатов наблюдений на таких станциях приведены в специальной литературе и в данной Инструкции не рассматриваются.

3.2. Реперы подземной наблюдательной станции закладывают в существующих капитальных и подготовительных горных выработках на разрабатываемом и вышележащих горизонтах, специально пройденных для этой цели выработках, а также скважинах, пробуренных из подземных горных выработок или с земной поверхности.

При подработке объектов, подлежащих охране, выработки и скважины, в которых закладывают реперы, располагают по возможности в одной или нескольких общих для них вертикальных плоскостях, проходящих через подрабатываемый объект или в непосредственной близости от него. Если при закладке подземной станции одновременно закладывают профильную линию и на земной поверхности (комплексная наблюдательная станция), то последнюю следует располагать в одной вертикальной плоскости с выработками, в которых закладывают подземную станцию.

3.3. В состав подземной наблюдательной станции включают рабочие и опорные реперы, заложенные в горных выработках, и глубинные реперы, заложенные в скважинах.

Рабочие реперы закладывают с интервалом 10-15 м; они должны по возможности образовывать прямые профильные линии. При необходимости сгущения реперов интервал между ними уменьшают до 3-5 м.

Опорные реперы закладывают на концах профильных линий (не менее двух) за пределами области сдвижения на данном горизонте. Их привязывают к исходным реперам, для этого используют реперы подземной маркшейдерской опорной сети, расположенные вне общей зоны влияния горных разработок (см. п.22 прил.1). Если опорные реперы заложить нельзя, все измерения и последующую их обработку ведут относительно рабочего репера, наиболее удаленного от очистных работ. Плановое и высотное положения этого репера при начальном и повторном наблюдениях определяют непосредственно от исходных реперов.

Рабочие и опорные реперы закладывают в почве, кровле или в боках выработки в зависимости от возможности наиболее длительной их сохранности, удобства закладки и наблюдений.

3.4. Наблюдения за сдвижением и деформациями толщи пород на недоступных для непосредственных наблюдений участках проводят с помощью глубинных реперов, заложенных в существующих или специально пройденных скважинах из горных выработок или с земной поверхности. Основные сведения о методах наблюдений за сдвижением толщи пород с помощью глубинных реперов приведены в прил.7.

3.5. Конструкция реперов и способы их закладки на подземных наблюдательных станциях должны обеспечить: простоту изготовления и установки (закладки) их в горной выработке; прочную связь с массивом пород, исключающую влияние взрывных работ и локальных отслоений пород на контуре выработки; длительную сохранность; удобство проведения наблюдений. Рекомендуемые конструкции реперов и способы их закладки приведены в прил.2.

3.6. Если в соответствии с проектом наблюдательной станции часть реперов в горных выработках или скважинах закладывают на участке ожидаемой зоны обрушения, в проекте следует предусмотреть своевременный переход на дистанционные методы наблюдений на данном участке. Для этого на реперах и кондукторах скважин закрепляют стационарные нивелирные рейки, позволяющие проводить нивелирование на расстоянии, а скважины оборудуют приборами дистанционной регистрации сдвижений глубинных реперов или концы проволок от последних выносят за пределы ожидаемой зоны обрушения.

3.7. Закладке реперов в горных выработках предшествует рекогносцировка, в ходе которой окончательно выбирают и отмечают места закладки, исходя из удобства установки (подвески) нивелирной рейки на репере и непосредственного измерения длин интервалов между ними; одновременно отыскивают и осматривают исходные реперы.

3.8. После закладки подземной наблюдательной станции проводят привязку ее опорных реперов к пунктам маркшейдерской опорной сети. В исключительных случаях, когда привязка к маркшейдерской сети затруднительна, допускается обработка измерений на профильных линиях в условной системе координат и отметок. В этом случае при расположении профильных линий станции на нескольких горизонтах обязательна увязка координат и отметок реперов на разных горизонтах в одну систему.

3.9. Передачу высотных отметок от пунктов маркшейдерской сети на опорные реперы в горизонтальных выработках проводят геометрическим нивелированием по методике и нормам нивелирных ходов IV класса, в наклонных выработках - тригонометрическим нивелированием; передачу плановых координат на опорные реперы - по методике и нормам подземных теодолитных ходов I разряда.

3.10. Плановое положение рабочих реперов определяют по вычисленным длинам интервалов с замером контрольных расстояний до ближайших маркшейдерских, съемочных или контурных точек плана выработки (сопряжений, ниш) для ряда реперов.

3.11. Для определения исходного положения реперов в подземных выработках проводят начальные наблюдения, состоящие из двух независимых серий нивелировок реперов и измерений длин между ними. В выработках, где предполагается смещение реперов в направлении, перпендикулярном оси выработки, проводят измерение ординат.

3.12. Нивелирование рабочих реперов в каждой серии наблюдений выполняют с соблюдением требований п.п.2.21-2.23. Допускается использование односторонних реек, металлических линеек и подвесных реек с лавсановым полотном (см. прил.3), а также двух-трехметровых складных нивелирных реек при условии, что нивелирование ведут при двух горизонтах инструмента.

3.13. Измерение расстояний между реперами в каждой серии проводят в прямом и обратном направлениях согласно п.п.2.24-2.26.

На реперах, заложенных в боках выработки, измерения проводят непосредственно по центрам на головках реперов или по центрам съемных наконечников, закрепляемых на реперах во время наблюдения, если реперы во избежание их повреждения заложены "заподлицо" в стенке выработки (см. прил.2).

Центры реперов, заложенных в почве или кровле выработки, выносят с помощью жестких и шнуровых отвесов или оптических центриров. При этом фиксируют расстояние от центра репера до места приложения рулетки для введения поправки за превышение. Когда используют жесткие отвесы, поправки за превышение точек приложения рулетки вводят только при переходе от измерений по жестким отвесам к другому способу измерений (непосредственно по головкам реперов, с помощью шнуровых отвесов и т.п.).

3.14. Измерение ординат при необходимости (см. п.2.28) проводят в соответствии с прил.3.

3.15. В выработках с углами наклона более 15-20° сдвижение реперов в горизонтальной и вертикальной плоскостях определяют тригонометрическим нивелированием по методике, приведенной в прил.6.

3.16. Наблюдения за сдвижением глубинных реперов состоят в измерении смещений реперов вдоль оси скважины относительно устья (кондуктора скважины, монтажной рамы) и определении абсолютных сдвижений устья скважины в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно опорного или ближайшего рабочего репера наблюдательной станции. Методы определения смещений реперов, конструкции реперов и регистрирующих устройств приведены в прил.7.

3.17. Начало проведения повторных наблюдений приурочивают к началу сдвижения пород на участке наблюдательной станции. Для определения начала сдвижения пород проводят сторожевые (контрольные) наблюдения - нивелирование реперов, расположенных вблизи очистных работ.

3.18. Каждое повторное наблюдение должно состоять из одной полной или неполной серии наблюдений, выполняемых в прямом и обратном направлениях.

3.19. Периодичность повторных наблюдений устанавливают в зависимости от поставленных задач, подлежащих решению на основе результатов наблюдений, и горнотехнических условий разработки рудных тел на данном участке.

При изучении развития процесса сдвижения подработанной толщи пород во времени сроки повторных наблюдений приурочивают к наиболее характерным этапам проведения очистных работ и наблюдений на поверхности.

3.20. Одновременно с инструментальными наблюдениями выполняют визуальные наблюдения в очистных и подготовительных выработках, описывают в специальном журнале все видимые деформации пород, крепи и завалы выработок с указанием размеров участков деформирования, параметров видимых деформаций, времени их появления и развития видимых признаков деформирования (см. прил.9). Для замера параметров деформаций в выработках устанавливают маяки различного типа (см. прил.3).