Гранит и камень

Охрана объектов и сооружений при горных работах



Предотвращение повреждений и разрушений объектов



При разработке полезного ископаемого образуется выработанное пространство. Равновесие горных пород нарушается и происходит их сдвижение, при этом земная поверхности претерпевает деформацию.

охрана сооружений и обектов природы при разработке карьеров

Сдвижение горных пород и деформация земной поверхности под влиянием горных разработок при определенных условиях вызывают повреждение или даже разрушение сооружений и природных объектов, попадающих в зону влияния горных разработок.

Практически очень важно в каждом отдельном случае иметь возможность определять границы зоны вредного влияния горных разработок, и принимать соответствующие меры по охране сооружений и различных объектов от повреждения или разрушения.

Сдвижение горных пород и земной поверхности является сложным процессом. С целью изучения его производятся систематические инструментальные наблюдения.
Характер проявления процесса сдвижения горных пород и деформация земной поверхности зависят от целого ряда геологических и горноэксплуатационных факторов.
При извлечении полезного ископаемого сдвижение горных пород над выработанным пространством развивается последовательно, охватывает перекрывающую толщу, достигает земной поверхности, которая в той или иной степени деформируется.
Так, например, при подземной разработке угольных месторождений, основными факторами сдвижения горных пород являются: прогиб, обрушение, сдвиг по напластованию, пластическое течение, сползание, а также отжим угольного пласта.

Характер деформации земной поверхности

Сдвижение пород над или возле выработанного пространства вызывает деформацию земной поверхности, она или обрушивается, или прогибается или сползают края карьера, разреза. Прогиб на земной поверхности, возникший в результате выработки полезного ископаемого в недрах, называют мульдой сдвижения. Площадь мульды зависит напрямую от площади выработанного объема ископаемого и его физических характеристик.

Сдвижение горных пород при открытых разработках проявляется в деформации горных пород, слагающих борта карьеров и находящихся в отвалах. При этом сдвижения горных пород проявляются в виде осыпания, оплывания, обвалов и оползней на отдельных участках карьера или охватывает толщу пород на всю глубину карьера.

охрана сооружений и объектов при маркшейдерских работах

При оползнях поверхность АВБ скольжения обычно имеет форму, схематически изображенную на рис. 19, где направление сдвижений отдельных точек 1, 2, 3, ... 7 показано векторами.
Сдвижение пород захватывает не только борт карьера, но также его дно, которое выдавливается и поднимается.
Направления векторов приблизительно параллельны касательным к поверхности скольжения АВБ в точках пересечения поверхности с перпендикуляром, проведенным к соответствующему вектору.

Положение поверхности скольжения зависит от условий залегания, механических свойств пород, слагающих борт карьера, от положения борта и глубины карьера. Особенно часто проявляются оползни, когда в основании борта залегают слабые породы. В условиях открытой разработки породы подвергаются выветриванию, увлажняются, становятся неустойчивыми, поэтому необходимо уделять особое внимание их осушению, а также наблюдениям за состоянием бортов карьеров.

Сущность наблюдений состоит в определении перемещений системы точек, заложенных на земной поверхности над очистной выработкой.
Система таких наблюдательных точек образует наблюдательную станцию, которая представляет собой совокупность реперов, заложенных по линиям, расположенным вкрест простирания и по простиранию разрабатываемого месторождения полезного ископаемого.



В зависимости от срока службы и назначения различают станции: долговременные (5-20 лет), рядовые (до 5 лет) и кратковременные (менее года), а также станции специального назначения.

Наибольшее распространение имеют рядовые станции. Вкрест простирания в этом случае располагают не менее двух, а по простиранию - одну линию реперов.
Наблюдения за перемещением верхних слоев выработки карьера заключается в производстве геометрического или тригонометрического нивелирования и измерений расстояний между пунктами станции с целью определения вертикальной и горизонтальной составляющих сдвижений наблюдаемых точек вдоль створа профильной линии.
охрана сооружений при горных работах По результатам замеров строят для каждого рабочего репера векторы их сдвижений, а поскольку векторы приблизительно параллельны соответствующим участкам поверхности сдвижения пород, по данным маркшейдерских наблюдений может быть построена поверхность сдвижения, если в какой-либо точке будет зафиксировано смещение пород борта карьера.
Для этого от точки, где обозначился оползень, проводят линию, параллельную вектору сдвижения в этой точке и продолжают ее до пересечения с перпендикуляром к вектору сдвижения следующей точки и т. д.

В результате таких маркшейдерских наблюдений могут быть установлены характер и степень опасности перемещения пород на борту карьера или в отвале для близстоящих объектов и сооружений на земной поверхности.


Способы охраны объектов и сооружений

Чтобы сохранить сооружение от вредного влияния горных выработок принимаются различные меры, например:

  • под сооружением оставляется предохранительный целик;
  • применяются специальные конструктивные приспособления в зданиях и сооружениях, обеспечивающие необходимую устойчивость при подработке;
  • выемка полезного ископаемого производится с полной закладкой выработанного пространства;
  • примеряется такая система разработок и такой порядок выемки, при которых сооружение плавно опускается при незначительных безвредных деформациях.

Наиболее распространенным способом защиты сооружений и объектов поверхности является метод оставления предохранительных целиков.
Построение целиков производится графически и заключается в определении контура участка полезного ископаемого, который должен быть оставлен в недрах в качестве предохранительного целика под сооружением или другим объектом. Построение делается способом разрезов или в проекции с числовыми отметками.
Площадь целика состоит из площади земной поверхности, занимаемой охраняемыми объектами и полосы, окружающей охраняемый контур. Эта полоса называется бермой. Берма предназначена для предохранения от неизбежных ошибок в маркшейдерских расчетах, вызванные неточностями в определении углов сдвижения, углов падения, плотностными и прочностными характеристиками пород и т. д.

* * *

Инструкция
по производству маркшейдерских работ
РД 07-603-03