автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.01, диссертация на тему:Разработка метода прогноза вероятных сдвижений и деформаций земной поверхности при пологом падении пластов Донбасса

РГ8 ОП

1 п ФРЙ

1 " * На правах рукописи

Шеремет Анжела Нпколаеспа

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПРОГНОЗА ВЕРОЯТНЫХ СДВИЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ПОЛОГОМ ПАДЕНИЯ ПЛАСТОВ ДОНБАССА

Специальность 05.15.01 "Маркшейдерия"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкг-Петербз'рг 1996

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Земиссв Владимир Назарович Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Попов Владислав Николаевич кандидат технических наук, с.н.с. Бошенятоз Евгении Владимирович Ведущая организация: п/о "Красноарменскуголь"

Защита состоится ц/4" . 1997 г. в

" " час. мпп. на заседании диссертационного Совета

Д.063.15.03 в Санкт-Петербургском государственном горком ннстшуте имени Г.В. Плеханова (техническом университете) по адресу: 199026, Санкт-Петербург, 21-я литш, дом 2, зал N 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного нкстшлта.

Автореферат разослан " 99 тЧ-ода.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н., доцент ^ В.И.Онлров

ВВЕДЕНИЕ

Проблем:) охраны здании и сооружений от вредного воздействия горных работ в Донбассе и других угольных бассейнах остается актуальной. С дочки зрения хозяйственного освоения земная поверхность большинства угольных бассейнов является интенсивно застроенной территорией. Поверхностный комплекс угленосных территорий представлен зданиями и сооружениями различного типа, немалая часть из которых не имеет конструктивных мер защиты. Здания и сооружения, имеющие конструктивные меры защиты. рассчитаны на определенные деформации поверхности, от надежности расчйта которых зависит вероятность повреждении объектов при нх подработке. Часто меры защиты проектируемых и строящихся объектов должны быть определены на стадии перспективного планирования горных работ. Надежная методик;! прогноза вероятных сдвижении и де<1>ормашш земной поверхности на стадии перспективного планирования горных работ позволит обоснованно подойти к выбору мер защиты охраняемых объектов и обеспечит экономию значительных средств.

Таким образом, разработка обоснованной методики прогноза вероятных сдвижении и деформации земной поверхности при перспективном планировании горных работ с учетом проектируемых систем разработки и порядка отработки пластов имеет большое значение.

Цель работы - совершенствование методики расчета вероятных сдвижений к дс(|юрмаций земной поверхности при перспективном планировании горных работ в свите пологих пластов Донбасса с-учетом; порядка отработки и систем разработки пластов для выбора мер защиты объектов.

Идея работы.

Разработка метода расчета вероятных сдвижений и деформации земной поверхности должна базироваться на анализе существующих систем разработки свиты пластов с учетом порядка отработки, взаимного положения выработок, мощности'иеждупластья н глубины асденг.я горных работ. .

Задачи исследовании. - , • - ■

В соответствии с поставленной целью в работе предусматривается решение следующих задач:.

- изучение н обобщение опыта ведешш горных работ в свитах пластов и подработки зданий и сооружений в условиях шахт Донбасса:

- анализ существующих методов оценки деформации ловермю-• ста ; ' '

- оценка факторов, определяющих степень влияния деформации от отработки каждого пласта на суммарные деформации земной поверхности при разработке свиты;

. - установление критериев, максимально зачитывающих основные ; факторы, оказывающие влияние на максимальные сдвижения и деформации земной поверхности;

- исследование зависимостей коэффициентов влияния для всех : видов деформации от установленных критериев, при двух условиях:

1) когда точка (зона) максимальных деформации от свиты пластов совпадает с точкой максимальных деформации от наиболее влияющего пласта (наиболее влияющий пласт - дласт с наименьшей ; 1фатностыо H/m, где Н - глубина ведения горных работ (м). m - мощ-Hocii пласта (м));

. i 2). когда точка (зона) максимальных деформаций от сшгш лла-стов не совпадает с точкой максимальных деформаций от наиболее влияющего пласта;

- разработка рекомендаций по прогнозу вероятных сдвижении и деформаций земной поверхности и рациональному планированию горных работ б езитепологих пластов. ~ . ' . -' ,

Методы исследований ; Для решения поставленных задач использовались следующие ме-, тоды: ••• ; ' ;■. у

- ан&игшческий метод исследования, включающий обобщение материалов наблюдений за сдвижением земной поверхности ij условиях Донбасса, расчеты сдвижений ндеформаций земной поверхности на подработанных территориях ряда шахт, анализ результатов расчетов с привлечением аппарата математической статистики; \

. - метод математического моделирования для оценки оптимальных критериев при определении коэффициентов влияния выработок в различных пластах; ■ ••■. '.у

- анализ натурных наблюдений по четырнадцати наблюдательным станциям Донбасса. / \ • . у- :•• ■ •

Научные положения, защищаемые потопом.

1. При ра зработке пологих пластов Донбасса совместное влияние на объекты поверхности при с\щеегвуюших системах разработки могут оказать выработки в двух или трех пластах свиты. Совместное влияние выработок в трех пластах на объекты наблюдается не более чем в 25% случаев при ведении горных работ системами по простиранию и не более чем в 15% случаев при.ведении горных работ системами вкрсст простирания пластов: выработки в двух пластах оказывают совместное влияние на объекты в 60% случаев при ведении горных работ системами по простиранию и а 75% случаев при ведении горных работ системами вкрест простирания пластов. Выработки в одном пласте оказывают влияние на объекты в 10-15% случаев. Для выбора мер защиты объектов на стадии перспективного планирования горных работ в Донбассе следует учитывать выработки в двух либо в трех влияющих пластах в зависимости от значимости и конструктивных особенностей объектов. Моры защиты объектов должны проектироваться с учетом разрывов во времени между их подработками выработками в различных пластах. Разрывы во времени между подработками объектов выработками в первом (наиболее влияющем) и втором пластах составляют в среднем один год. а выработками в первом и третьем пластах - пять лет.

2. Методы прогноза вероятных сдвижений и деформаций поверхности должны учитывать проектируемые системы разработки, расстояния мевду фронтами очистных работ, глубины залегания пластов и другие факторы, реализуемые в работе в критериях "а" и "Ь".

3. При отработке свиты пластов следует рассматривать два варианта расчета вероятны?: деформаций поверхности:

1) когда точки максимальных суммарных деформаций земной поверхности совпадают с точками максимальных деформаций от отработки первого наиболее влияющего пласта (системы разработки по простиранию);

2) когда точки максимальных суммарных деформаций земной поверхности не совпадают с точками максимальных деформаций от отработки первого влияющего пласта (системы разработки вкрест простирания. отработка через столо, опережение горных работ по нижнему пласту).

Для выбора мер-защиты объектов необходимо принимать наибольшие по абсолютной величине из полученных указанными вариантами расчета деформации.

Научная новизна выполненной работы заключается в совершенствовании методики прогноза вероятных сдвижении и деформаций при пологом залегании пластов Донбасса на осноес учета проектируемых систем разработок и основных горно-геологнческнх факторов, определяющих значения коэффициентов влияния для всех видов деформаций земной поверхности.

Практическая значимость работы.

1. Предлагаемый метод прогноза позволяет обоснованно и достоверно определять величины сдвижений и деформаций на стадии перспективною планирования горных работ, которые являются исходными для выбора эффективных мер охраны подрабатываемых объектов.

2. Установленные закономерности распределения деформаций позволяют в определешшх пределах управлять деформационными процессами путем планирования горных работ таким образом, чтобы обеспечить минимальные деформации в основании подрабатываемых объектов.

Достоверность научных положений.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверидается сравнением прогнозируемых величин сдвижений и деформаций земной поверхности с данными натурных наблюдений по ряду наблюдательных Станций Донбасса и значительным объемом материалов (рассмотрено 23 пласта: 214 случаев подработки системой пр простиранию и 161 случай подработки вкрест простирания пластов), использованных при анализе выемки свит пологих пластов в Донбассе.

Реализация результатов работы.

Результаты исследований будут использоваться п/о "Красноармсйскуголь" при отработке пластов 1гх 0 и Ь10'; используются ВНИМИ при разработке нормативных документов по вопросам сдвижения горных пород, а также в учебном процессе рри подготовке горных ннженгров-маркшейдеров в Санкт-Петербургском горном институте,

Апробация работы, . Основные; положения, изложенные в диссертации, докладывались на 6-ой Всероссийской научно-методической конференции

"Безопасность жизнедеятельности человека" (Новочеркасск, 1994), на Всероссийском молодежном научном форуме "Интеллектуальный потенциал России - г. XXI век" (Санкт-Петербург, 22-24.11.1995), на научной конференции студентов и молодых ученых Санкт-Петербургского государственного горного института им. Г'.В.Плеханова "Полезные ископаемые России н их освоение" (24-25.04.1996), на конструкторском бюро п/о "Крлсноармстскуго.и,'' и конструкторских бюро шахт им. А.Г.Стаханова и "Родинсиая". а также на заседаниях кафедры маркшейдерского дела СПбГГИ з 1993-1996 годах.

Исходные материалы и личным вклад соискателя.

Основой диссертационной работы явлн'ютсм планы горных выработок по пластам рада шахт Донбасса, данные натурных наблюдений 1а сдвиа-сннсм земной поверхности пс наблюдательным станшшм Донбасса при огработкс свиты. Все исследования, начиная с анализа состояния изученности проблемы и заканчивая разработкой рекомендаций, выполнялись непосредственно автором на ка^юдрс маркшеГиерского дела СПбГГИ.

Публикации.

Основное содержание диссертационной работы отражено в шести публикациях..

Структура и обье.м работы.

Диссертационная работа состоит ич введения, четырех глав и заключения. наложенных на ПО страницах машинописного текста, содержит 24 рисунка, 51 таблицу, список литерату ры из 53 наименовании.

В 'первой главе диссертационной работы дается анализ опыта подработки гражданских и промышленных объектов в условиях Донбасса. приводятся фактические примеры подработок и характерные меры зашиты для всех основных типов подрабатываемых объектов. Вторая глава посвящена методам прогноча. нспольчусмым в практике для определения сдвижений « деформаций земной поверхности на разных стадиях разработки угольных месторождении. В нон указываются недостатки этих методов и ставится проблема разработки более надежного прогноза сдвшшшй « деформаций земной поверхности на стад«« перспективного планирования горных работ в свитс пластов. Третья глава посвящена непосредственно разработке метода прогноза сдвижений н деформаций поверхности. В ней оцениваются факторы, влияющие •на значения коэффициентов влияния и выводятся критерии, позволяю-

щие определять степень влияния деформаций, вызванных отработкой каждого из пластов, на суммарные деформации земной поверхности при отработке свиты пластов. Исследуются зависимости значений коэффициентов влияния от установленных критериев для всех видов деформаций земной поверхности, на основе чего разрабатываются рекомендации по прогнозу деформаций. Производится оценка разрывов во времени между подработками объектов выработками в разных пластах при различных системах разработки. В четвертой главе выполнена оценка точности разработанного метода прогноза путем сравнения прогнозируемых сдвижений и деформаций земной поверхности по разработанной методике с фактическими данными по наблюдательным станциям Донбасса и рассчитанными по существующей методике.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Положение 1, При разработке пологих пластов Донбасса совме-. стное влияние на объекты поверхности при существующих системах разработки могут оказать выработки в двух или трех пластах свиты. Совместное влияние выработок в трех пластах на объекты наблюдается не более чем в 25% случаев при ведении горных работ системами по простиранию и не более чем в 15% случаев при ведении горных работ системами вкрест простирания пластов;'выработки в двух пластах оказывают совместное влияние на объекты в 60% случаев при ведении горных работ системами по простиранию и в 75% случаев при ведении горных работ системами вкрест простирания пластов. Выработай в одном пласте оказывают влияние на объекты в 10-15% случаев. Для выбора мер защиты объектов на стадии перспективного плакирования горных работ в Донбассе следует учитывать выработки в двух либо в трех наиболее влияющих пластах в зависимости от значимости и конструктивных особенностей объектов. Меры защити объектов должны проектироваться с учетом разрывов во времени между их подработками выработками в различных пластах. Разрывы во времени между подработками объектов выработками в первом (наиболее влияющем) и втором пластах составляют в среднем один год. а выработками в первом и третьем пластах - пять лег.

Прогноз вероятных сдвижений и деформаций земной поверхности согласно денствзтощим "Правилам охраны сооружений и природных

объектов...". 1981 г., рекомендуете л вести с учетом влияния всех разрабатываемых пластов езнты с коэффициентами влияния к=1.0.

Исследования ВНИМИ (1987г.) позволили уточнить действующую методику прогноза вероятных сдвижений и деформаций земной позерхиоо-и. В частности согласно уточненным ре ког ехщ ащим при расчетах вероятных сдкгл;екяй и-деформаций на разрезе вкрест простирания учитывается влияние выработок только в трех наиболее влияющих пластах. Значения коэффициентов влияния выработок каждого пласта получены па основе математической обработки экспериментальных данных и не равны меяеду собой.

Анализ планов горных выработок по шахтам Донбасса, отрабо- • танных за период 1938-1994г., выполненный автором, позволил установить, что в Донбассе в настоящее время отрабатывается одновременно не более трех пластов, которые оказывают совместное влияние на подрабатываемые объекты. В результате анализа фактического положения очистных выработок в свите пластов на 16-н шахтах Донбасса установлено, что из рассмотренных 375 случаез три пласта оказывают совместное влиягие на объекты поверхности не более чем в 25% случаев при . системе разработки длинными столбами по простиранию п не более 15% случаев при системе разработки длинными столбами вкрест простирания. Выработки в двух пластах оказывают совместное влияние на объекты поверхности в 60% к 75% случаев соответственно для систем разработок по простиранию к вкрест простирания. Выработки в- одном пласте оказывают влияние на объекты поверхности не более чем в 1015% всех рассматриваемых случаев.

Исследования коэффициентов влияния выработок в различных пластах показали, что их средние значения зависят от применяемых систем разработан. При разработке пластов длинными столбами по простираншо они составили: .

- для наклонов и горизонтальных сдвижений:

к, = 1.0, к2 - 0.9, кэ= 0.8;

- для горизонтальных деформаций:

к, = 1.0, к2 = 0.8, ' к3 = 0.7;

- для кривизны:

к! = 1.0, к;-0.8, к3= 0.4;

При применении системы разработки длинными столбами вкрсст простирания:

- для наклонов:

к, = 1.0. к2 = 0.9. к3=0.7;

- для горизонтальных сдвижений:

к, = 1.0. кг - 0.8. к, = 0.6;

- для горизонтальных деформации:

к, = 1.0. к: = 0.8. к, = 0.5;

- для кривизны:

1ч} = 1.0, к; = 0.8. к, = 0.4:

Исследованиями ВНИМИ установлено, что при разрывах во времени между подработками объектов более пяти лет вследствие релаксации напряжений в конструкциях выбор мер защиты объектов может осуществляться по максимальным деформациям от наиболее влияющего пласта. Поэтому важной является оценка периода времени между подработками объектов выработками в первом, втором и третьем влияющих атасгах. Для определения разрывов во времени между подработками объектов выработками в разных пластах было рассмотрено 160 случаев совместной отработки пластов при системе разработки длинными столбами по простиранию и 12К случаев - при системе разработки длинными столбами по падению (восстанию). Из них только 29% и 15% для соответствующих систем составляют случаи совместной отработки трех пластов, т.е. периоды времени между подработками первым и третьим пластами меньше или равны пяти годам. Как для системы разработки по простиранию, так и для системы ¿крест простирания преобладающие разрывы во времени между подработками объектов между первым и вторым пластом составляет один год, а между первым и третьим пластом - пять лет. Анализы реального положения горных работ и времени подработок дают основание для того, чтобы при проектировании мер охраны для особо зажиых объектов учитывать влияние выработок в трех наиболее влияющих пластах свиты, а для объектов менее значимых и сооружении усиленной конструкции ограничиться учетом влияют выработок в двух пластах. Это значительно сократит расходы на охранные мероприятия. Допустимые деформации для объектов следует определять с учетом разрывов времени между их подработками выработками в различных пластах,

Положение. 2. Методы прогноза вероятных сдвижений и деформаций поверхности должны учитывать проектируемые системы разработки. расстояния между фронтами очистных работ, глубины залегания пластов и другие факторы, реализуемые з работе в критериях "а" н "Ь".

Очевидно, что на величины коэффициентов влияния второго к третьего пластов оказывают воздействие отставания фронтов очистных работ по этим пластам от фронта очистных работ по первому влияющему пласту (рис.1. 2):

ДЬ.! - отставание фронта очистных работ во втором пласте от фронта очистных работ в перзом влияющем пласте в плоскости напластования. м;

Л1)„> - отставание фронта очистных работ я третьем пласте от фронта работ в первом зшшошем пласте в плоскости напластования. м.

Чем больше отставание горных работ по второму и третьему пластам от горных работ по первому влияющему пласту, тем больше расстояние между максимумами соответствующих кривых сдвижений и деформаций и, как следствие, меньше коэффициенты влияния от второго к третьего пластов. В тех случаях, когда на точку с максимальными деформациями от выработок первого нал бол ее влияющего пласта не оказывают выработки во втором и третьем пластах, прогноз вероятных деформаций может выполняться от выработок каждого пласта в отдельности.

Анхтизы закономерностей процесса сдвижения и метода прогноза деформаций показывают, что коэффициенты влияния деформаций от выработок второго и третьего пласта также зависят от мощности меж-дупластья - М;.],м, глубины расположения выработок в первом и рассматриваемом пластах - Нь Н;.м. Поэтому в качестве критериев при определении значений коэффициентов влияния следует использовать величины (рисЛ ,2): ;

, А1.-1 а=—— (I)

, •■■"■■ ■■ и

и ".'■..';'■

Ь=--- (2)

и , ■ •

--- Л

РисЛ. Схема к расчету деформаций поверхности при

ведении горных работ системами по простиранию:

I, 2, 3 - соответственно деформации от выработок

^ в первом, втором и третьем влияющих пластах; I, 2, 3 - соответственно точки максимумов деформаций от выработок в первом, втором и третьем пластах;

4 - суммарные деформации от выработок в трех пластах; I - точка максимальных деформаций от выработок в трех пластах.

Рис.2. Схема к расчету деформаций поверхности при ведении горных работ системами вкрест простирания:

I, 2, 3 - соответственно деформации от выработок

в первом, втором и третьем влияющих пластах;

1,-2, 3 - соответственно точки максимумов деформаций от

выработок в первом, втором и третьем пластах;

4 - суммарные деформации от выработок в трех пластах; / -

4 - точка максимальных деформаций от выработок в трех пластах.

где Ь; - длина полумульды по падению (простиранию), вызванной отработкой ¡-то пласта (м);

Ь, - длина полумульды по падению (простиранию), вызванной отработкой наиболее влияющего пласта (м).

Длины полумульд на разрезе по простиранию определяются углами и фз, а на разрезе вкрест простирания - углами |\, и 4ч •

Критерии "а" и "Ь" учитывают основные влияющие факторы.

- отставание фронта очистных работ во втором или третьем пласте от фронта очистных работ в первом влияющем пласте в долях длины полумульды от выработок рассматриваемого пласта (что равносильно учету отставания в долях глубины разработки рассматриваемого пласта при полной подработке); .

- соотношение областей влияния выработок в первом и рассматриваемом пластах, обеспечивающее косвенный учет мощностей между-пластья и глубин разработки.

Как показали сравнения рассчитанных (вероятных) и измеренных максимальных деформаций земной поверхности на 14-и наблюдательных станциях в Донбассе, использование критериев "а" и "Ь" обеспечивает учет основных влияющих факторов и надежный прогноз деформаций земной поверхности.

Положение 3. При отработке свиты пластов следует рассматривать два варианта расчета вероятных деформаций поверхности:

3) когда точки максимальных суммарных деформаций земной поверхности совпадают с точками максимальных деформации от отработки первого наиболее влияющего пласта (системы разработки по простиранию);

2) когда точки максимальных суммарных 'деформаций земной поверхности не совпадают с точками максимальных деформаций от отработки первого влияющего пласта (системы разработки вкрест простирания, отработка через столб, опережение горных работ по нижнему пласту).

Для" выбора мер защиты объектов необходимо принимать наибольшие по абсолютной величине из полученных указанными вариантами расчета деформаций. . -

Исследование значений коэффициентов влияния в зависимости от установленных критериев проводились при двух условиях: .

1. При условии совпадения точек максимумов суммарных деформаций от трех пластов и от первого влияющего пласта:

0'=01 + к:х1Э2 + ЬзхРз. (3)

где к;. кз - коэффициенты влияния для соответствующего вэда деформаций от второго и третьего влияющих пластов;

Оь В;. Оз - максимальные значения рассматриваемого вида деформаций от первого, второго, и третьего влияющих пластов соответственно:

В'- суммарное значение рассматриваемого вида деформаций от совместной отработки трех пластов в точке максимума того >:<е вида деформации от отработки первого влияющего пласта.

2. При несовпадении точек максимумов суммарных деформаций от трех пластов и от наиболее влияющего пласта:

кГхП( + кг'хЭг -Ы^'хОз, (4) где О"- максимальные суммарные деформации от совместной отработки трех влияющих пластов;

к! к:-'. к/ - коэффициенты влияния для соответствующего вида деформаций от первого, второго и третьего влияющих пластов;

Исследовашш выполнялись отдельно для каждого вида сдвижений и деформаций (наклонов, горизонтальных сдвижений, горизонтальных деформаций и кривизны) при а е [0.1;0.7] и Ь е [0.1; 1.5], для следующих систем разработки:

- длинные столбы по простиранию (анализировались сдвижения и деформации на разрезах земной поверхности в крест простирания (рис.!));

- длинные столбы по восстанию (падешпо) (исследовались сдвижения н деформации земной поверхности по простиранию (рис.2)).

Всего было рассмотрено 214 случаев разработки пластов по простиранию пластов и 161 случай разработки пластов вкресг простирания. Были установлены средние значения коэффициентов влияния к, в зависимости от критериев "а" и "Ь" для всех видов деформаций при условиях (3) и (4) (табл.1). Анализ изменения коэффициентов влияния в зависимости от установленных критериев позволил установить явное отличие в их значениях при равных "а" и "Ь", но при разных системах разработки. Прогноз по условию (4) более характерен для системы разработки вкресг простирания, а также для случаев опережения очистных работ по

нижнему пласту, яри неполной подработке и при ведении горных работ через столб.

При комбинированном способе отработки пластов, когда один пласт отрабатывается по простиранию, а другой отрабатывается ¡з крест простирания, при определенных положениях очистных забоев по первому и второму пластам происходи сложение максимумов деформаций одного знака в одном направлении. В этих условиях при расчете деформации рекомендуется:

1. Учитывать выработки только в двух наиболее влияющих на земную повеохность пластах.

2. Расчет деформации выполнять от калаого пласта в отдельности с коэффициентами влияния, равными единице. От выработок пласта, разрабатываемого по простнрашно, следует рассчитывать деформации вкрест простирания - Е„хр,, а от выработок пласта, разрабатываемого вкрест простчранпя, считать деформации по простиранию -

3. Для определенна вероятных сдвижений и деформаций земной поверхности следует складывать деформации:

^икр* — Е-ч-р-

На основе анализа .значений коэффициентов влияния в зависимости от критериев "а" и "Ь" автором разработаны рекомендации по прогнозу деформаций поверхности и рациональному планированию горных работ. Сравнение сдвижений и деформации, рассчитанных по методике автора, с данными натурных наблюдении по 14-и наблюдательным станциям Донбасса показало, надежность, разработанного метода и возможность его использования в более широком диапазоне условий. Средние ошибки определения вероятных наклонов, горизонтальных деформаций, кривизны и горизонтальных сдвижений соответственно составили: т(0=18%, т(с)=30%, т(к)=28%, т©=27%.

Анализ ошибок при расчетах вероятных деформаций показал следующее:

1. Прогнозы по условию (3) и по условию (4) можно считать равноточными, т.к. расхождения между средними ошибками для всех видов деформаций составляют 1-2%. .

2. При определении расчетных деформаций коэффициенты пере-грркн должны приниматься исходя из ошибок их определения, составляющих примерно 20% для наклонов о 30% для кривизны и горизонтальных деформаций. .

3. Разработанный метод прогноза может применяться при ведении горных работ системами по простиранию, 'пкрсст простирания, при ведении горных работ через столб, при опережающей разработке нгокс-ле;:сан;и\ пластов.

Таблица 1

Значения коэффициентов влияния к; в зависимости от критериев "а" и "Ъ" для наклонов при условии ¡4=1.0 (3) для системы разработки

длинными столбами топ ростнрл и иго

а !ь 0.1 0.2 0.3 . 0.4 0.5 0.6 ОТ1

0.1 0.5 0 0 0 0 0 • 0

0.2 0.5 0 0 0 0 0 0

0.3 0.6 0.1 0 0 0 0 0

0.4 0.6 ' 0.2 0 0 0 0 0

0.5 0.7 ■ 0.4 0 0 0 0 0

0.6 0.8 0.5 0.1 0 0 0 0

0.7 0.8 0.6 0.2- 0 0 0 0

0.8 0.8 0.6 0.3 0.1 0 0 0

0.9 0.9 0.6 0.4 0.2 0 . 0 0

1.0 0.9. 0.7 0.5 0.3 0.1 0 0

1.1 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

1.2 1.0 0.9 11.7 0.5 0.3 0.1 0

1.3 1.0 1.0 0.7 0.5 0.3 0.2 0

1.4 1.0 • 1.0 . 0.8 0.6 0.4 0.3 0.1

1.5 1:о 1.0 0.9 0.7 0.4 0.3 0.2

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований, состоящих из обобщения опыта подработки, анализа существующего метода прогноза вероятных сдвижений и деформаций, аналитических исследований и статистической обработки данных наблюдений можно сделать следующие выводы:

1. В связи с необходимостью застройки угленосных территорий в условиях Донбасса актуальным вопросом является разработка надежного метода прогноза вероятных сдвижении и деформаций земной поверхности при перспективном планировании горных работ.

Сущсствшщий метод прогноза не удовлетворяет современным требованиям. Он не учитывает различные проектируемые системы горных работ, а также интервалы времени между подработками объектов .выработками в различных пластах. Существующий метод прогноза не применим при ведении горных работ длинными столбами в крест простирания и когда положение зоны максимальных суммарных деформаций не совпадает с положением зоны максимумов от первого влияющего пласта.

2. Величины суммарных вероятных деформаций зависят от:

- отставания фронта очистных работ в рассматриваемом пласте от фронта очистных работ в первом наиболее влияющем пласте;

- мощности меичдупластья;

- глубины ведения горных работ. Важными критериями для оценки вероятных деформаций являются:

1) отноше1ше отставания фронта работ в рассматриваемом пласте от фронта работ в первом пласте к длине полумульды от влияния рассматриваемого пласта (критерий "а");

2) отношение длины полумульды от влияния первого пласта к длине полумульды от рассматриваемого пласта (критерий "Ь").

3. Разработанная методика прогноза вероятных сдвижений и деформаций позволяет рассчитывать сдвижения и деформации, земной поверхности при ведении горных работ длинными столбами по простиранию и длинными столбами вкрест простирания при последовательной отработке и порядке отработки через столб.

4. Если с увеличением критерия "а" наблюдается уменьшение суммарных вероятных деформаций, то с увеличением критерия ИЬ" про- . исходит увеличение суммарных вероятных деформаций. При опреде-

ленных соотношениях критериев игаксимальные деформации от отдельных влияющих пластов практически складываются.

5. Установлено, что на точку земной поверхности при существующих системах разработки в Донбассе одновременно оказывают влияние в основном два, реже - три разрабатываемых пласта. Период между подработками объектов на земной поверхности выработками в первом и втором атастах составляет в среднем один год, а з первом и третьем - пять лет.

6. На основании статистического анализа горно-геологияееких данных установлены вероятные значения критериев "а" и "Ь" для различных глубин, мощностей междупластнй, систем разработки, а также вероятные значения коэффициентов влияния п стандарты отклонений.

7. В случаях, когда проектируемые величины отставаний неизвестны, рекомендуется применять наиболее часто наблюдающиеся коэффициенты влияния.

8. Оценка точности определения вероятных сдвижений и деформаций по разработанной методике показала, что средняя погрешность определения наклонов составляет 18%, горизонтальных сдвижений -27%, горизонтальных деформации - 30%, кривизны - 28%. Это дает основания рекомендовать эту методику для практического использования при перспективном планировании горных работ под застроенными территориями. ' .

Установленные критертг для оценки деформаций и общий методический подход могут использоваться для оценки деформаций в других бассейнах.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

СТАТЬИ

1. Шеремет А Н. Об особенностях распространения деформаций земной поверхности н необходимости их \"чста в целях безопасности эксплуатации подрабатываемых объектов / Тезисы доклада на 6-ой Всероссийской научно-.методпческой конференции "Безопасность жизнедеятельности человека". -Новочеркасск. 1994.

2. Шеремет А.Н. Источники опасности при проектировании мер охраны подрабатываемых объектов и путь их ликвидации / Тсзнсы доклада на 6-ой Всероссийской научно-методической конференции "Безопасность жизнсдеотельностн человека". - Новочеркасск. 1994.

3. Ишкова C.B.. Шеремет А.Н. Совершенствование методики расчета вероятных сдвижений и деформаций земной поверхности как одцн из.путей рационального использования недр / Тсзнсы доклада на 6-ом Симпозиуме "Интеллектуальный потенциал России - в XXI век". -СПб.: СПбГГИ. 1995.

4. Шеремет АН. Оценка точности прогноза сдвижсшш и деформации подработанной земной поверхности / Тсзнсы доклада на научной конференции "Полезные ископаемые России и их освоение". - СПб.: СПбГГИ. 1996. е..

5. Зсмиссв В.Н., Шеремет А.Н. Прогноз деформаций земной поверхности при подработке свитой пластов - М.. "Маркшейдерский вестник" N3,1996.

6. Шеремет"А.Н. Исследование коэффициентов влияния в формулах расчета вероятных сдвижен1ш и деформаций - Сборник трудов молодых ученых СПбГГИ (ТУ),- СПб.: СПбГИ, 1996.