РАЗДЕЛ 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ГРАНИЦ ПОЛУМУЛЬДЫ СДВИЖЕНИЯ И КРИТЕРИЕВ ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
2.1. О границах полумульды сдвижения на земной поверхности и критериях их
определения
В настоящее время границы зон влияния очистной выработки на земной поверхности
со стороны нетронутого массива определяются граничными углами. Границы
полумульды сдвижения со стороны выработанного пространства определяются углами
полных сдвижений.
Согласно существующим нормативным документам [14], за границу зоны влияния
очистной выработки со стороны нетронутого массива принимаются точки в начале
полумульды сдвижения с оседанием 15 мм, наклоном или деформацией растяжения
равными 0,5*10-3. Со стороны выработанного пространства принимается точка с
максимальным оседанием в начале плоского дна мульды сдвижения. Иначе говоря, в
качестве граничных критериев в существующих методиках взяты постоянные
величины, которые обусловлены в основном точностью инструментальных
наблюдений.
Это положение принято для всех бассейнов СНГ.
Вопрос о несовершенстве такого подхода к выбору критериев определения границ
начала полумульды сдвижения и определения граничных углов рассмотрен в работах
[28, 38, 39].
Показано, что применение существующих постоянных критериев для определения
границ полумульды не обеспечивает однозначности экспериментального определения
значений граничных углов для одной и той же толщи горных пород, при отработке
пластов на разных глубинах или с различными мощностями разрабатываемых пластов.
Не обеспечивается также необходимая точность прогнозирования длин полумульд
сдвижения и надежность прогнозирования параметров сдвижения с применением
граничных углов и границ полумульды для условий, отличающихся от тех условий, в
которых проведены наблюдения процесса сдвижения и получены значения этих
углов.
2.2. Зависимость вида кривой вертикальных сдвижений от положения границ мульды
сдвижения
Среди маркшейдеров сложилось мнение, что характер распределения сдвижений и
деформаций в мульдах сдвижения соответствует интегральной кривой Гаусса и ее
производным, обладающим свойством симметрии относительно точки перегиба.
Однако симметрия кривых распределения оседаний и других видов сдвижений и
деформаций в экспериментальных мульдах сдвижения, границы которых приняты,
согласно нормативным критериям, не всегда имеет место и тесным образом зависит
от выбора границ полумульды сдвижения, положение которых в свою очередь
зависит, согласно существующим критериям, от горно-геологических условий выемки
пласта.
Так, при изучении процесса сдвижения в условиях одной и той же угленосной
толщи с увеличением мощности вынимаемого пласта, точки расположения границ
полумульды с установленными постоянными критериями будут смещаться в сторону
вынутого пространства, а полумульда, соответственно, укорачиваться в этом
направлении. Граничные углы при этом будут увеличиваться, а распределения
сдвижений и деформаций в такой мульде сдвижения, представленные в виде
единичных типовых кривых, окажутся не симметричными относительно точки
перегиба, вытягиваясь в сторону конца полумульды. Следовательно, они не могут
быть адекватно описаны интегральной функцией Гаусса и ее производными.
Аналогичная картина наблюдается и при увеличении глубины разработки. При этом
также происходит смещение точек границ полумульды в сторону выработанного
пространства и наблюдается увеличение граничных углов. В этом случае полумульда
сдвижения укорачивается со стороны нетронутого массива и также становится
несимметричной относительно точки перегиба. Соответственно, будут изменяться
составленные по результатам наблюдений единичные типовые кривые.
Что касается границы полумульды в ее конце, то, согласно нормативным
документам, со стороны выработанного пространства, она располагается в начале
ее плоского дна. Это положение, хотя и однозначно определяет критерий, но не
регламентирует однозначности положения этой границы в пространстве. Это вызвано
тем, что сдвижения в этой части с увеличением вынимаемой мощности пласта
постепенно увеличиваются, приближаясь к максимальным значениям не в конце
теоретической полумульды, а в точке начала плоского дна мульды сдвижения.
Тогда, согласно существующему определению, граница полумульды со стороны
выработанного пространства, удлиняется в этом направлении по сравнению с
интегральной кривой Гаусса, что также является причиной асимметрии кривых
вертикальных сдвижений.
В соответствии с этим, при существующих постоянных критериях определения
границ полумульды, утверждение о соответствии кривых оседаний в мульдах
сдвижения интегральным кривым Гаусса не всегда будет иметь место. Об этом
наглядно свидетельствует также график единичных типовых кривых оседаний для
основных угольных бассейнов СНГ (рис.2.1).
Рис. 2.1. График единичных типовых кривых распределения оседаний S(z) в
мульдах сдвижения (ряды 1- 12) соответственно для Донецкого бассейна, Западного
Донбасса, Кузнецкого, Карагандинского, Челябинского, Кизеловского,
Львовско-Волынского, Воркутинского, Интинского, Печорского, Буланашского,
Подмосковного бассейнов.
Из графика видно, что при существующих постоянных критериях определения границ
зоны влияния очистной выработки на земную поверхность, лишь для условий
Донецкого и Западного Донбасса, а также Львовско-Волынского бассейнов единичные
кривые оседаний соответствуют интегральной кривой Гаусса.. Для остальных
бассейнов такое соответствие отсутствует и кривые оседаний вытянуты
относительно точки перегиба в сторону нетронутого массива угля.
Таким образом, существующие критерии определения г
- Київ+380960830922