3.3. Определение размеров и местоположения
профильных линий реперов
Ожидаемые границы мульды сдвижения, в пределах которых закладывают реперы, определяют с использованием граничных углов, с учетом вероятного сдвига пород по напластованию и сдвижения пород лежачего бока.
Сдвиг
пород по напластованию возможен, если
угол падения пласта
больше угла трения по наиболее слабому
контакту '
(чаще всего по контакту породы и угля)
и верхняя глубина разработки Hв
меньше наибольшей глубины HS,
при которой могут возникать опасные
подвижки по напластованию: > '
и Hв < HS
(значение '
определяется Правилами для соответствующих
бассейнов; если '
неизвестно, то принимается
равным 13;
значение HS
также определяется Правилами).
При выемке свиты пластов сдвиг пород
по напластованию возможен, если > '
и
(где n
– число разрабатываемых пластов).
Определение размеров зоны S, в пределах которых могут возникать опасные деформации подвижек по напластованию, показано на рис.15 и 16.
Сдвижение пород лежачего бока возможно, если > п (где – угол наклона пласта; п – предельный угол наклона пласта, определяемый для конкретных угольных месторождений по Правилам). Если сдвижение пород лежачего бока возможно, то для определения размеров профильных линий вместо о должен быть использован угол 01.
При расчете расположения рабочих реперов учитывают возможность образования провалов земной поверхности. При отработке пластов с углом падения 45 провалы образуются при глубине горных работ менее 12 м. При отработке пластов на глубине менее 400 м с углом падения > 45 провалы образуются, если вертикальная высота целиков hц меньше нормативной величины.
Если ожидается образование провалов, то на разрезах строят вероятные границы провалов (рис.17 и 18).
Рекомендуется закладывать не менее двух профильных линий реперов вкрест простирания и одной – по простиранию.
Длину профильных линий вкрест простирания и по простиранию пласта определяют графически на соответствующих разрезах. Графические размеры профильных линий определяются граничными углами, а их расположение – углами максимальных оседаний и углами полных сдвижений (на рис.19 профильная линия по простиранию проходит через точку О, а профильная линия вкрест простирания – через точки D и Е). Точка 1 – положение забоя на момент начала составления проекта наблюдательной станции, точка 2 – расчетное положение забоя на момент, когда станция будет заложена и по реперам будет произведено начальное наблюдение (рис.19).
Пользуясь разрезами (рис.19), строят план расположения профильных линий относительно забоя лавы, на который наносят рабочие и опорные реперы, а также схему привязки к опорной сети.
Расстояния между реперами на рабочих участках профильных линий АВ, А'В' и DM определяют в зависимости от глубины разработки Н: до 100 м – 5 м; 101-300 м – 10 м; более 300 м – 20 м.
Опорные реперы на профильных линиях АВ и параллельной ей А'В' закладывают с двух сторон попарно через 50 м на расстоянии 50 м от точек А и В (и от аналогичных точек параллельной линии). На профильной линии DM (по простиранию) закладывают два опорных репера на том же расстоянии за точку М по направлению отработки лавы.
Длина профильной линии по простиранию и все рассуждения, связанные с расположением точек границы мульды, критических деформаций, максимального оседания, основаны на повторяемости процесса сдвижения вслед за подвиганием забоя (рис.20).
Принцип суперпозиции. В каждой точке последовательно проходят все стадии сдвижения (вследствие повторяемости процесса сдвижения) – в результате можно построить мульду оседания на разрезе по простиранию по оседаниям точки при соответствующем положении забоя (рис.21). Этот метод получения мульды называется методом частотных наблюдений. Имея мульду сдвижения, можно получить наклон и кривизну соответственно как первую и вторую производную по оседанию.