14.3 Схема сдвижения пород при отработке верхней части месторождения
На конечную величину и форму процесса сдвижения определяющее влияние оказывает соотношение основных размеров участков, отрабатываемых с обрушением покрывающих пород. При размере участка 50×87,5м L1/L2=0,57, когда 0,5≤L1/L2<1, рудное тело имеет кулисообразную форму залегания [16].
1. Расчетное значение пролета выработанного пространства
L=
2. Высота зоны обрушения
hобр=
В верхней части залежи зону обрушения ограничивает свод с высотой h. Согласно схеме величина h определяется по формуле:
h=
3. Снизу зона сдвижения пород ограничивается углами β, γ и δ, которые определены в [1].
Расчетная схема сдвижения пород при отработке участка размером 50×87 м системой слоевого обрушения представлена на рис 14.1.
При отработке участка залежи размером 50×87 м зона обрушения пород распространяется на высоту до 13 м по нормали от пласта, в верхней части рудного тела ограничена сводом разгрузки высотой 42 м и углом сдвижения γ=700. Внизу зона обрушения ограничивается углом разрыва пород β"=β+100=700.
В вертикальной проекции с торца отрабатываемого участка зона сдвижений ограничивается углами δ=700.
В переходной зоне между границей обрушения и предельным контуром влияния отработки, равным hсв=L=65 м, осуществляется плавный переход затухания разрушающих деформаций (4×10-3 мм/м) с наличием крупных трещин и разломов к ненарушенному массиву с упруго-пластическими деформациями в пределах 2×10-3 мм/м. На поверхности может сформироваться правильная мульда сдвижения без разрыва сплошности пород. Максимальная величина оседания поверхности зависит от соотношения глубины работ (H), пролета выработанного пространства (L), крепости пород (f), их вязкости и пластичности.
Контур зоны опасных деформаций по критерию 2×10-3 мм/м, как минимум имеет двойной запас надежности. В этой зоне нельзя проходить и эксплуатировать выработки, располагать на поверхности здания и сооружения по причине неизученности характера и параметров сдвижения пород на месторождении.
14.4 Мероприятия по охране земной поверхности, зданий и сооружений
Западный участок месторождения расположен под склоном холма с незначительным уклоном в сторону разработок. При образовании на поверхности зоны сдвижения осадковые и паводковые воды могут попадать в зону ведения горных работ и отрицательно влиять на устойчивое состояние выработок. Для исключения попадания поверхностных вод в подземные горные выработки вокруг зоны сдвижения необходимо устраивать нагорные канавы, дамбы или другие сооружения для отвода воды.
Закрытая схема сдвижения подработанных пород без выхода на поверхность характеризуется отношением Н>L (Н – глубина ведения горных работ; L – меньший пролет очистного пространства).
При отношении Н/L≥2-3 и пластичных, вязких породах Рубцовского месторождения сдвижение подрабатываемых покрывающих пород будет иметь закрытую форму и не проявится на поверхность. Выполнить это условие можно сокращением одного из размеров очистного пространства на системе слоевого обрушения чередованием с участками, отрабатываемыми системой с закладкой твердеющими смесями.
Например, при сокращении размера участка отработки ССО по падению до 40 м (H/Lпад=85/40=2,1; H/Lпр=85/50=1,7) при наклонном залегании залежи сдвижение пород будет локализоваться в массиве без нарушения поверхности. При сокращении пролета очистного пространства по простиранию залежи до соотношения Н/Lпр≥2 можно отрабатывать ССО участки (ленты) по падению с размером в пределах всего оруденения. При соблюдении указанных условий применять систему слоевого обрушения можно на любом участке месторождения, но предпочтение должно отдаваться тем районам, где возможно чередование с системой послойной выемки с полной закладкой выработанного пространства.
Рис.14.1 Расчетная схема сдвижения пород при отработке участка 50×87 м