Инструкция по наблюдениям за сдвижением горных пород, земной поверхности и подрабатываемыми сооружениями на угольных и сланцевых месторождениях

     

3. НАБЛЮДЕНИЯ ЗА СДВИЖЕНИЕМ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

3.1. Инструментальные наблюдения за сдвижением земной поверхности под влиянием горных разработок производят с целью определения или уточнения параметров процесса сдвижения при освоении новых участков месторождений, выемке угля на больших глубинах, применении закладки выработанного пространства, наличии тектонических нарушений или складчатого залегания пластов, внедрении новых систем разработки; установления взаимосвязи между деформациями земной поверхности и возникающими деформациями в подрабатываемых объектах; определения эффективности применяемых конструктивных и горных мер охраны объектов от вредного влияния подземных разработок.

Наблюдения за сдвижением земной поверхности обязательны: 1) при выемке угля под охраняемыми объектами с применением горных мер охраны; 2) когда подрабатываемые объекты расположены над выходами сместителей дизъюнктивных нарушений или над осевыми поверхностями синклинальных складок, а при допустимых деформациях для охраняемого объекта 2·10 и над выходами под наносы разрабатываемых вышележащих пластов и пропластков угля; 3) по требованию организации (ведомства), эксплуатирующей подрабатываемый ответственный или уникальный объект; 4) когда подрабатываемые объекты - железная дорога, водные объекты, дамбы, плотины, леса, подкрановые пути, сварные трубопроводы.

3.2. Результаты инструментальных наблюдений используют при установлении, выборе и уточнении мер охраны зданий, сооружений и природных объектов от вредного влияния горных разработок; при выборе способов выемки угля под объектами, охраняемыми от вредного влияния горных разработок; для корректировки методов прогноза сдвижений и деформаций.

3.3. Инструментальные наблюдения проводят на наблюдательных станциях, состоящих из системы реперов, закладываемых по профильным линиям. В районах заболачивания закладка реперов и наблюдения за их сдвижением производятся по проекту, согласованному со специализированной организацией. На застроенных территориях для исключения возможности повреждений подземных коммуникаций места закладки реперов согласуются с местными органами власти. Закладка реперов и начальные наблюдения на них должны быть проведены до появления влияния очистных выработок.

3.4. Различают типовые и специальные наблюдательные станции.

Типовые наблюдательные станции закладывают для определения параметров процесса сдвижения, установления характера распределения сдвижений и деформаций земной поверхности в мульде сдвижения, а также характера их накопления при выемке свиты пластов или одного пласта на нескольких горизонтах. Срок существования станции - от одного года до нескольких десятилетий. При выборе места закладки станции следует предусматривать возможность реконструкции ее и дозакладки или продления профильных линий по мере развития горных работ.

Специальные наблюдательные станции закладывают для изучения сдвижения земной поверхности, в частности, определения условий и мест образования сосредоточенных деформаций (трещин, уступов) над выходами пластов и нарушений под наносы, установления взаимосвязи грунта (основания) и сооружений при подработке, контроля соответствия фактических деформаций расчетным, исследования характера накопления деформаций при многократном (по разным пластам) оконтуривании предохранительных целиков (под промплощадку, шахтные стволы и т.д.), установления зависимости получаемых величин деформаций от длины измеряемых интервалов с целью определения величин сдвижений и деформаций не в главных сечениях мульды сдвижения, а также и с целью изучения влияния деформаций земной поверхности и толщи пород на состояние растительных и лесорастительных условий и фильтрационные свойства толщи пород.

Для изучения деформаций пород используют глубинные реперы. Методика наблюдений за сдвижением толщи пород с помощью глубинных реперов приведена в прил.5.

3.5. Закладку наблюдательной станции и наблюдения на ней производят по специальному проекту, который должен включать графическую часть и пояснительную записку. Графическая часть должна состоять из плана наблюдательной станции в масштабах 1:500, 1:1000, 1:2000 или 1:5000, геологических разрезов по профильным линиям (в том же масштабе, что и план станции) и чертежей конструкции реперов.

На план наносят: рельеф земной поверхности, пройденные и проектируемые горные выработки, выходы под наносы пластов угля, тектонических нарушений и осевых поверхностей складок, наличие плывунов, карстов, естественных полостей, сооружения и объекты, расположенные на земной поверхности, подземные коммуникации, границы предохранительных целиков, профильные линии и все реперы как грунтовые, так и закладываемые в сооружения.

Геологические разрезы следует составлять, используя все данные по ближайшим геологическим скважинам и горным выработкам. Особое внимание следует уделять уточнению мощности наносов и меловых отложений, положению мощных крепких слоев пород, расположению горных выработок, в том числе старых, карстов, естественных полостей, тектонических нарушений и других плоскостей ослабления массива (нерабочие угольные пласты, слабые глинистые прослойки). На разрез наносят все рабочие и опорные реперы профильной линии.

В пояснительной записке указывают цель наблюдений, приводят краткую геологическую и горнотехническую характеристики участка, обосновывают конструкцию наблюдательной станции, ее местоположение, число и направление профильных линий, их длины, интервалы между реперами, число реперов и необходимых для их закладки материалов (металл, цемент, песок). Приводят методику и периодичность наблюдений с соответствующим обоснованием, способ привязки станции к маркшейдерской опорной геодезической сети, указывают требуемую точность измерений, необходимые приборы и инструменты. Все материалы к проекту наблюдательной станции должны быть сброшюрованы и подписаны лицом, ответственным за составление проекта, и утверждены главным маркшейдером производственного объединения. Проекты долговременных комплексных наблюдательных станций за состоянием вертикальных стволов утверждаются техническим директором объединения.

3.6. Типовая наблюдательная станция должна состоять не менее чем из двух профильных линий вкрест простирания и одной по простиранию пласта при подвигании забоя в направлении простирания и не менее чем из двух линий по простиранию пласта и одной вкрест простирания при подвигании забоя по восстанию или падению.

Если станция рассчитана на длительный срок наблюдений (более 5 лет) и имеет большую протяженность (более 1 км), то при отработке пласта по простиранию допускается закладка одной профильной линии вкрест простирания, а при отработке пласта по восстанию или падению - одной линии по простиранию. Конструкции наблюдательных станций, закладываемых для наблюдения за подрабатываемыми зданиями и сооружениями и наблюдения за состоянием вертикальных шахтных стволов, приведены ниже.

3.7. Длины профильных линий вкрест простирания на типовых станциях в зависимости от угла падения пласта и наличия старых выработок определяют следующим образом:

1) при 25° и отсутствии по восстанию старых горных выработок (рис.2, а) проводят линии под углами () у нижней границы и () у верхней до контакта коренных пород с наносами и далее под углом до пересечения с линией земной поверхности. Точками А и Б определяются границы рабочей части профильной линии. Значения и приведены ниже.

Рис.2. Определение длин профильных линий в направлении вкрест простирания пласта при 25°

     
а - старые выработки отсутствуют; б - при наличии старых выработок со стороны восстания.

Остальные условные обозначения см. на рис.1

С обоих концов профильной линии закладывают по два или три опорных репера на расстояниях соответственно 50 и 100 м или 30, 60 и 90 м от крайних рабочих реперов (от точек А и Б, см. рис.2, а). Длина профильной линии определяется отрезком I-IV. Если невозможно заложить опорные реперы на обоих концах линии, то можно ограничиться закладкой их на одном конце;

2) при 25° и наличии со стороны восстания старых горных выработок границу рабочей части профильной линии определяют от верхней границы ранее отработанной лавы по углу () в коренных породах и углу в наносах (точка В, см. рис.2, б).

Если нет необходимости изучать активизацию процесса сдвижения над ранее подработанной толщей, можно ограничить длину профильной линии со стороны восстания пласта углом (точка Б, см. рис.2, б). Со стороны падения пласта в обоих случаях границу рабочей части профильной линии определяют по углу () в коренных породах и углу в наносах;

3) при 25°45° (рис.3) границу рабочей части профильной линии со стороны восстания пласта устанавливают следующим образом: от точки Б', расположенной на пересечении линии почвы пласта (или ее продолжении) с линией контакта наносов и коренных пород, проводят в наносах под углом линию до пересечения с линией земной поверхности. Полученная точка Б будет границей рабочей части профильной линии со стороны восстания. Со стороны падения границу рабочей части профильной линии находят по углу (), а затем углу в наносах (точка А).

Рис.3. Определение длин профильных линий вкрест простирания пласта при 25°45°.

a - на плане; б - на разрезе по простиранию; в - на разрезе вкрест простирания;
1, 2, 3, 4 и 5 - дополнительные линии