Содержание к диссертации
Введение
1 Обобщение исследований по Шахти некому угольному району 8
1.1. Основные сведения но району 8
1.2. Горно-геологическая характеристика Шахтилского угольного района - 13
1.3. Результаты инструментальных измерений на станциях по наблюдению за сдвігжением земной поверхности
2. Объекты н методы исследовании 20
2.1. Расчет сдвижений и деформаций земной поверхности над горны ми выработками но правилам охраны 199S года 20
2.2. Актуальность проблемы и задачи исследований 30
2.3. Выбор методологического аппарата для определения параметров процесса сдвижения 39
3. Определение параметров процесса сдвижении с использованием новых геометрических элементов мульды 40
3.1, Новые геометрические зависимости в мульде сдвижения 40
3.2. Расчет граншо-т шшяния горных работ на земную поперхноств 42
3.2.1. Выбор граничного критерия 42
3.2.2. Определение точек ожидаемого минимального и нулевого оседании 45
3.2.3. Зависимость единичных кривых оседании от коэффициентов подработан ностн 50
3.3. Граничные углы 54
3.4. Углы полных сдвижений и максимального оседания 58
3.5. Углы сдвижения 62
3.6. Определение величины максимального оседания 65
3.6.1. Определение величины относительного максимального оседания... 65
3.6.2. Расчет коэффициента подработанности 67
3.6.3. Влияние угла падения нластаїш оседание 69
3.6,4, Максимальное оседание земной поверхности 72
3.7. Типовые кривые сдвижений и деформаций 73
3.7.1. Типовая кривая оседаний 73
3.7.2. Типовая кривая наклонов 76
3.7.3. Типовая кривая кривизны 76
3.8, Типовые поверхности сдвижений и деформаций 77
4, Апробация параметров процесса сдвижения в условиях многократной подработки земной поверхности 84
4.1. Угловые параметры процесса сдвижения 84
4.2. Определение сдвижений и деформаций 86
4.3. Применение в маркшейдерских расчетах типовых поверхностей сдвижений и деформаций 87
5, Эффективность предложенных рекомендаций по расчету параметров процесса сдвижения 88
5.1, Эффективность применения рекомеїщуемьіх углов сдвижения при защите объектов наземной поверхности 88
5.2, Эффективность при защите вертикальных стволов 91
Заключение 93
Библиографический список использованной литературы 94
Приложения І0?
- Горно-геологическая характеристика Шахтилского угольного района
- Актуальность проблемы и задачи исследований
- Расчет граншо-т шшяния горных работ на земную поперхноств
- Определение сдвижений и деформаций
Введение к работе
Актуальность проблемы. Разработка полезных ископаемых подземным способом связана с извлечением га недр земли и перемещением горной массы. Выемка угольных пластов в районе г. Шахты ведется на протяжении около двух веков. Учитывая осадочное происхождение угля и вмещающих пород, извлекаются пласты и свиты пластов на большой площади, в результате чего происходит смещение массива горных пород и земной поверхности. Этот процесс характеризуется значительным разбросом по времени» территории и глубине. Он сопровождается различными эволюционными и разрушительными явлениями, при которых угольные шахты не только заровдались, углублялись, реконструировались, расширялись, но и подвергались аварийным ситуациям, закрывались и, наконец, взрывались. Количество отработанных пластов в отдельных местах трудно установить.
В Российском Донбассе вопросам сдвижения земной поверхности уделялось недостаточное внимание в связи с тем, что основная угольно - производственная база Донбасса в Советском Союзе находилась на территории Украины, Немногочисленные исследования отражены в отчетах о НИР под руководством В- М. Варлашкина в 1964 г. [ІЗ], Ю- В. Посыльного в 1985 [14] и 2002 гг. [15]- Заслуживают внимания исследования И, Ф. Озерова в услови- • ях шахт ПО «Гуковуголь» [II].
Анализ показывает, что измеренные сдвижения и деформации, выполненные на наблюдательных станциях г. Шахты за последние 35 лет, не совпадают с сдвижениями и деформациями, рекомендуемыми правилами охраны []]. Это объясняется недостаточной изученностью связей между временем, количеством подработок и параметрами процесса сдвижсшія, а также существенным изменением физико-механических свойств массива при многократной подработке земной поверхности.
Применяемый в настоящее время метод расчета сдвижений и деформаций земной поверхности основывается на типовых кривых, которые получены практически на основании данных инструментальных измерений, поэтому целесообразно эти кривые определять для каждого угольного района, а в будущем и для каждой шахты. Такой дифференцированный подход к показателям процесса сдвижения позволігг повысить точность определяемых параметров, эффективность охраны поверхностных сооружений, а также вести рациональную выемку угольных пластов.
Следует отмстить, что важным моментом при исследовании деформированных участков поверхности земли является применение распределений сдвижений и деформаций по площади мульды, которые дают наглядное представление об изменении земной поверхности.
В связи с вышеизложенным настоящая работа посвящена актуальной задаче по определению параметров процесса сдвижения в условиях многократной подработки земной поверхности горными выработками угольных шахт.
Цель работы. Обоснование параметров сдвижения земной поверхности при многократной подработке.
Идея работы заключается в использовании новых геометрических элементов мульды при обработке исходной информации о процессе сдвижения земной поверхности.
Методы исследований. Поставленные задачи решены при помощи анализа данных инструментальных наблюдений, методов математической статистики и теории ошибок измерений, трансформирования кривых оседаний посредством виртуальной точки сдвижения.
Основные защищаемые положения.
1. Методика определения углов сдвижения, граничных углов, углов полных сдвижений и максимального оседания отличающихся тем, что позво ляют устанавливать более точные параметры сдвижения при многократной подработке земной поверхности.
2. Метод расчета ожидаемых сдвижений и деформаций по площади мульды, характеризующийся тем, что при определении рассчитываемых величин используются типовые поверхности оседаний, наклонов и кривизны, позволяющие упростить аналитический расчет.
Обоснованность и достоверность результатов подтверждается:
— использованием в работе большого объема инструментальных наблюдений за сдвижениями земной поверхности над горными выработками;
— положительной апробацией результатов исследований в практике маркшейдерских работ;
— эффективностью полученных результатов.
Научная новизна заключается в разработке методических положений по расчету параметров процесса сдвижения земной поверхности при ее многократной подработке, основанных на методе трансформирования типовых распределений сдвижений и деформаций с использованием виртуальной точки мульды.
Практическое значение. Установлены параметры процесса сдвижения при многократной подработке земной поверхности в условиях Шахтин- ского угольного района, которые позволяют точнее рассчитывать ожидаемые • деформации земной поверхности при разработке угольных пластов. Исполь зование новых углов сдвижения позволяет уменьшить площадь опасной зоны в мульде и сократить потери угля в предохранительных целиках.
Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 6 статей в научных сборниках, внедрены в производство «Методические рекомендации по расчету параметров процесса сдвижения в Шахтинском угольном районе», делались доклады на ежегодных научно-технических конференциях Шахтин-ского института (филиала) Южно-Российского государственного техническо-го университета (НПИ) (1999,2001).
Структура и объем работы. Диссертация состоит га введения, пяти глав, заключения, списка литературы га 103 наименований, приложения и содержит 171 страницу машинописного текста, 38 таблиц, 27 рисунков.
Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю доктору технических наук Ю. В. Посыльному, коллективу кафедры геологии, геодезии и маркшейдерии Шахтинского института ЮРГТУ (НПИ), сотрудникам группы по наблюдению за сдвижением АО «Ростов-уголь» за помощь и ценные советы и замечания при подготовке диссертационной работы.
Горно-геологическая характеристика Шахтилского угольного района
Шахтинский угольный район в геологическом отношении является подрайоном Шахтинско-Несветаевского промышленного угольного района. С северной стороны к нему прилегает Сулино-Садкинский, с восточной — Задонский промышленные районы. В строении толщи пород принимают уча стае породы четвертичного, неогенового, палеогенового и каменноугольного возрастов.
Каменноугольные отложения, представлены верхней частью свиты Сг - «Несвстасвская» и свитой С25 - «Каменская» Породы еноты Сг обнажены на северном крыле по реке Грушевка» а также по берегам рек Аюта и Кадамовка. Свита представлена песчано-глинистыми сланцами и мелкозернистыми песчаниками с преобладанием темных глинистых сланцев. К свите С2 приурочено 9 пластов известняка и 32 угольных пласта, из которых рабочей мощности достигают лишь пла сты з э h , h . Мощность пластов колеблется в пределах 0,7- 1,50 м.
Породы свиты С25 выходят на дневную поверхность по балкам и рекам: Акюктовка, Атюкта, Грушевка, На остальной площади они не обнажаются, так как закрыты покровом третичных и четвертичных отложений. Мощность свиты достигает 1100 м. Отложения сложены из перемежающихся между собой слоев песчаников, песчаных и глинистых сланцев, известняков и угольных пластов. Из 40 пластов антрацита рабочую мощность имеют следующие: К$ К$ — К$в, КзН, - г1Иэ 2Н- Известняки и угольные пласты по мощности довольно незначительны и относительно остальных пород имеют подчиненное значение.
Пласт К52 состоит из двух угольных пачек и характеризуется сложным строением. Мощность пласта изменяется от 0,75 до 1,67 м.Пласт К$ имеет сложное строение, мощность до 2 метров. Однако в северо-восточной части раздваивается на два пласта - К5 мощность которого достигает ї,50 м и FC5ut мощностью до 1,00 м.
Пласт К характеризуется простым строением и мощностью, изменяющейся от 0,39 до 0,91 м Пласт Кг11 имеет рабочую мощность 0,68 - 0,98 м.Пласт Кг1 простого строения, кондиционной мощностью, изменяющейся в пределах 0,65 - 1,54 м.
Песчаники свиты по своему петрографическому составу и текстуре довольно не постоянны. По зернистости изменяются от мелкозернистых до крупно- и грубозернистых, связаны между собой плавным взаимопереходом. По текстуре песчаники изменяются от тонкослоистых и плитчато-сланцевых до толстослоистых. Некоторые песчаники имеют монолитное сложение. Окраска песчаников - серая. Мощность колеблется от единиц сантиметров до 25 -30 м.
Сланцы свиты разделяются на глинистые и песчаные, связанные между собой постепенным переходом. Отличаются глинистые сланцы от песчаных тем, что сложены они из более топкого и однородного материала, цвет их более темный и сохраняется как внутри, так и на поверхности, в то время как песчанистые сланцы на поверхности, выветриваясь, гаменяют окраску. Кроме указанных сланцев, в толще каменноугольных отложений встречаются углистые сланцы незначительной мощности, залегающие либо среди антрацитов, либо в кровле или почве угольных пластов. Мощность сланцев также колеблется от весьма тонких до мощных (до 25 м) слоев.
Известняки в карбоне трещиноваты, причем трещины часто бывают заполнены кальцитом. Мощность известняков сравнительно небольшая от 0,05 до 2 м.Палеоген представлен кремнисто-глинистой породой харьковского яру са, мощностью 1 - 4 м, В северном направлении эти глины выклиниваются.
Неоген представлен песками, известняками-ракушечниками и «скифскими» глинами. Мощность отложений не более 8 м. Глины имеют красную и красно-бурую яркую окраску, вязкие и жирные, для них характерно плотное сложение, трещиноватость, способность держать крутые откосы в обнажениях.
Четвертичные отложения залегают плащеобразио на породах различного возраста, распространены повсеместно, кроме балки Атюктовка, рек 9 Атюкта, Грушсвка, Кадамовка, где на поверхность в результате размыва вы ходят породы каменноугольного возраста, прикрытыми незначительными по мощности покровами аллювиальных отложений. В основном же четвертич-тые отложения состоят из лесовидных суглинков водоразделов и делювиальных суглинков склонов. Мощность четвертичных отложений колеблется от О до 40 м.
Примерное процентное соотношение общей толщи пород, залегающихвыше пласта fj свиты Сг составляет;
Шахтииско-Несветаевская синклиналь осложнена более мелкой складчатостью. В пределах этой синклинали, на одном из ее крыльев расположена Грушевская котловина. В тектоническом отношении угольный район расположен на северном и южном крыльях котловины, в ее центральной части. Ось Грушевской котловины погружается с северо-запада на юго-восток под углом 2—5. Залегание пластов па участке спокойное. Углы падения изменяются от 8 до 15. Выполаживание происходит к оси котловины. В более молодых свитах углы также выполаживаются. Тектонические нарушения представлены в следующем виде:-на севере района происходит вертикальный сброс с амплитудой 3-5 м;- на юго-востоке протягивается Главный Грушевский сброс, который имеет амплитуду НО м, угол падения 90;- западнее бывшей шахты им. Петровского с направлением с юго-запада на северо-восток проходит «Петровский» сброс с углом падения 34;- Октябрьский сброс расположен почти параллельно Главному Грушевскому сбросу и является вертикальным с амплитудой 18 м;
Актуальность проблемы и задачи исследований
В настоящее время при наличии перспективных планов развития горных работ ожидаемые сдвижения и деформации определяются с использованием типовых кривых. Правила охраны сооружений рекомендуют использовать граничные углы и типовые распределения функций S(z)t S (z) и Str(z) для Восточного Донбасса В разделе 9 приводится пример расчета ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности на одной из шахт ПО «Ростов-уголь», Однако, как показывают результаты натурных измерений на наблюдательных станциях Шахтинского угольного района, рекомендуемые граничные углы и типовые распределения не совпадают с фактическими. Это говорит о необходимости дифференцированного подхода к расчетным величинам в конкретных условиях.
Перспектива развития Российского Донбасса напрямую связана с освоением новых территорий, преимущественно в восточном направлении. Очевидно, что условия подработки будут ближе к Шахтинскому району, чем к Гуковскому району или Украине. В этих условиях уже работают шахты им, М П. Чиха, им. Окт, Революции, Садкинская. Поэтому исследования процесса сдвижения в условиях Шахтинского угольного района являются актуальными.
Рассмотрим несколько случаев расчета сдвижений и деформаций по правилам охраны сооружений, приведенные в работах [7, 8].
Первый участок расположен в черте г. Шахты и анализировался группой по защите от вредного влияния подземных разработок ЛО «Ростовуголь» на следующих наблюдательных станциях: — №17 по ул. Маяковского (от пр.Чернокозова до пр.Победа Революции); — №26 по ул. Маяковского (от ж/д магистрали Ростов — Москва до пр. Чернокозова); _ . і — №27 по пер. Сквозной от ул. Маяковского в сторону падения пласта h Участок подрабатывался лавами №№ 1522 и 1524 (по пласту Ц ) шахты «Южная» в период с 09.1986 по 04.1988 гг. Первые наблюдения выполнены в июле 1986 г.э то есть до начала подработки. Далее наблюдения велись ежемесячно с 08,05-87 до 09.08.88 гг. Система разработки - длинные столбы по простиранию, длина лав 190 м при межлавном целике 10 м. Угол падения пласта -7, мощность наносов 30 м, фактическая выемочная мощность колеблется в пределах 1,4-1,6 м. Средняя глубина разработки 730 м, средние темпы очистных работ 40-45 м/мес. Управление кровлей - полное обрушение. Лава 1522 опережала лаву 1524 на 4-6 месяцев, что составляло 150-250 метров. Ранее участок подработан в 1963-65 гг- по пласту К3.ы: мощность 0,8-0,9 м, угол падения 4-5, средняя глубина работ 245 м. Имеющийся фактический материал удовлетворяет условиям применения методики расчета ожидаемых сдвижений и деформаций при отсутствии сдвижения пород лежачего бока [1]. Наблюдения 13,14,15 по станции 26 и 13,14 по станции 27 позволяют утверждать, что процесс сдвижения между реперами 1-22 в полумульде по простирашпо и реперами 1-16 в полумульдс по падению практически закончился к 04.88 г. Расчет производился для двух лав, как для одной выработки, так как разрыв во времени подработки меньше периода опасных деформаций для первоочередной лавы. На рис. 2-5 и 2-6 показаны фактические кривые оседаний на момент окончания процесса сдвижения. Максимальное оседание рассчитано по формуле:
Следует обратіпь внимание на то, что результаты рассчитанных величин в большой степени зависят от значений граничных углов, то есть от правильности определения границ мульды. Кроме того, исследуемые сечения не совпадают с главными сечениями мульды, а станция по простиранию не параллельна главному сечению. Это учтено при решении поставленной задачи. За граничные критерии приняты следующие величины:для оседаний 15 мм; для наклонов 0?5- КГ3;
Расчет граншо-т шшяния горных работ на земную поперхноств
Известно, что на характер топовых распределений в мульде сдвижения существенное влияние оказывает величина длины полумульды. Длина полумульды определяется как горизонтальное расстояние на вертикальном разрезе от точки максимального оседания до границы мульды. Поэтому на первом этапе исследований автором производится выбор граничного критерия, наїь более полно и точно отражающего границу мульды по фактическим измерениям. Фактические кривые, имеющие границу по определенному критерию, приводятся к единичному виду. Определяется точка максимального варьирования ординат единичных кривых - виртуальная точка [6]. Так как данные измерений указывают на неравномерность процесса сдвижения по большинству профильных линий, то с помощью координат виртуальной точки графически устанавливаются граничные точки для всех профильных линий. С помощью аналитических зависимостей находятся точки максимальных оседаний. Используемая методика позволяет с достаточной точностью определять граничную точку сдвижения и но линиям, не имеющим данных измерений в граничной зоне. Это дает возможность для расширения базы фактического материала, что увеличивает надежность получаемого результата. После получения новых граничных точек по каждой профильной линии определяются граничные углы и углы максимальных оседаний. Таким образом, исследования указывают на необходимость выработки методики расчета сдвижений и деформаций для Шахтинского угольного района и создания методических рекомендаций по расчету параметров процесса сдвижения. 3. Определение параметров процесса сдвижения с использованием новых геометрических элементов мульды Новая геометрия мульды сдвижения, созданная Ю. В, Посыльным, подробно освещена в его монографиях [6,9] и диссертационной работе [10]-Ниже приведены определения новых геометрических элементов мульды, позволяющих вести исследования процесса сдвижения земной поверхности на более высоком уровне точности. Особая (виртуальная) точка мульды - точка максимального варьирования единичных кривых оседания [10], Абсцисса особой точки равна абсциссе точки максішального варьирования, а ордината — среднему значению оседания в этой точке. Линия среднего наклона полумульды — прямая линия, от которой сумма квадратов отклонений оседаний минимальна. Она имеет следующий вид: 7j = ax + b, и для единичной кривой; Sz Az + В, Граничная зона сдвижения — геометрическое место точек земной поверхности, в которых инструментальным путем определено оседание 15 мм и интервалов, получивших наклон и растяжение 0,5- 1(Г3. Граничная точка сдвижения - точка, получившая оседание 15 мм, либо являющаяся серединой интервала с наклоном и растяжением 0,5- 10"3. Измеренный граничный угол - внешний относительно выработанного пространства угол, образованный линией, соединяющей точку границы работ с граничной точкой и горизонтальной линией. Точка ожидаемого минимального оседания — точка с оседанием 15 мм, полученная путем расчета с применением особой точки мульды.
Граничный угол ожидаемого минимального оседания - внешний относительно выработанного пространства угол, образованный горизонтальной линией и линией, соединяющей точку границы работ с точкой ожидаемого минимального оседания. Точка ожидаемого нулевого оседания точка на земной поверхности, полученная путем экстраполяции нулевого оседания. Граничный угол ожидаемого нулевого оседания — нешний относительно выработанного пространства угол, образованный горизонтальной линией и линией, соединяющей точку гршшцы работ с точкой ожидаемого нулевого оседания. Точка нулевых сдвижений - точка земной поверхности, оседание и горизонтальное сдвижений которой равны нулю. Угол нулевых сдвижений-внешний относительно выработанного пространства угол, образованный горизонтальной линией и линией, соединяющей точку границы работ с точкой нулевых горизонтальных и всрткальных сдвижений на земной поверхности. Измеренная длина полумульды - горизонтальное расстояние между точкой максимального оседания и любой точкой граничной зоны сдвижения.
Расчетная длина полумульды — горизонтальное расстояние между точкой максимального оседания и граничной, полученной в результате применения расчетных формул. Расчетный граничный угол — угол, вьічислеіпшй по аналитической зависимости, полученной при обработке измеренных граничных углов или граничных углов, определенных косвенным способом. Правила охраны сооружений 1998 г. рекомендуют при определении границ зоны влияния подземных разработок по данным наблюдений следующие значения деформаций земной поверхности при расстояниях между реперами 15-20 м: наклоны /=О,5-10"35 растяжение є- 0,5-1073 [1], Границы зоны влияния подземных разработок определяются по граничным углам. Я-Л #-20 По результатам инструментальных наблюдений на станциях вычислим граничные углы по указанным критериям, с учетом средней мощности наносов 20 метров, В расчетах употребим также и критерий границы зоны влияния, равный оседанию точки 15 мм. Схема к расчету граничных углов показана на рис. 3.L Применение координат виртуальной точки мульды позволяет находить граничные точки и в тех случаях, когда они не были установлены измерениями или не попали в зону наблюдений. Пример 3.1. По имеющимся материалам натурных наблюдений кривой \А [прил, 1], с помощью координат виртуальной точки найти длину полумульды для ожидаемого минимального (L\s) и нулевого (Lo) оседаний. Построить единичную кривого оседаний (при 0). Найдем оседание виртуальной точки для данной кривой: 77„ = 0,49 -499 -244,5 мм. На вертикальном разрезе по линии наблюдательной станции (рис. 3-3) отложим оседание 244,5 мм. Этому оседанию соответствует абсолютная абс-цисса =104м. Проведенные исследования показывают, что максимальная зависимость просматривается в точке z - ОД; то есть в непосредственной близости от точки максимального оседания. Средняя величина коэффициента детерминации по всей единичной кривой равна 7,4 %. Следует отметоть, что средний коэффициент подработанности равен 0,73 и его величина колеблется, для рассматриваемого материала, от 0,43 до 1,55, Таким образом, можно сделать следующий вывод: при изменении коэффициента подработанности более, чем в 3 раза, форма единичных кривых оседаний нсзначіпельно зависит от этого коэффициента и появляется возможность установления общей типовой кривой оседании. Правила охраны сооружений [1] при расчетах ожидаемых величин сдвижений и деформаций рекомендуют следующие выражения для определения граничных углов (для условий Шахтииского района — угли марок ПА и А; а 45; неоднократная подработка): Полученные в результате расчетов новые граничные точки мульды сдвижения вызывают необходимость расчета новых граничных углов. Обозначим граничные углы ожидаемого минимального оседания через Р2 С У! С 8Ж, полученные по границе оседаний \5мм и граничные углы ожидаемого нулевого оседания - Д Уо о? Для вычисления граничных углов применим схему расчета из п. 3.2.1, Вычисления выполнены в табл.3.6. и 3.8. Средние значения и погрешности граничных углов при различном залегании угольного пласта представлены в табл. 3.7 и 3.9.
Определение сдвижений и деформаций
В формулах для вычисления сдвижений и деформаций с помощью типовых (топографических) поверхностей кроме типовых распределений фигурантами являются постоянные величины. Вместо них можно ввести коэффициент топоповсрхности. В результате получаем упрощенные формулы и абсолютные значения сдвижений и деформацийгде Ai, Ax f Ag, Ac- условные коэффициенты наклонов, кривизны, горизонтальных сдвижений и горизонтальных деформаций; при этом А $ - 2В-А% и Aft-2B Aem
Ожидаемые сдвижения и деформации определяются, как правило, для важнейших промышленных объектов, железных дорог, газовых и нефтепроводов, систем водоснабжения и водоотведения. В этой связи метод топопо-верхностей заслуживает внимания, так как позволяет нанести подрабатываемые о&ьскты непосредственно на абсолютную поверхность сдвижений и деформаций, Топоповсрхности построены для условий Шахтанского угольного района, однако описанную методику можно применять и в других случаях. 5Л, Эффективность применения рекомендуемых углов сдвижения при защите объектов на земной поверхности Величина затрат на единицу подрабатываемой площади выражается формулой где ] 3— суммарные затраты шахты (прил, 5 правил охраны [1]); 5—площадь подрабатываемой территории. Величина затрат на единицу охраняемой площади умноженная на охраняемую площадь дает затраты на мероприятия по охране, то есть уменьшается, то становятся меньше и затраты При двух вариантах охраняемых площадей 5д 5в HSQ 5Д, затраты Зп С в будут МЄІЇЬШЄ 3Л = С- SA, Эффективность мероприятий будет выражаться формулой может служить коэффициент эффеетив-ности Если к 1, то можно говорить о целесообразности (эффективности) применения разработок. Площадь S защищаемой территории определяется с помощью углов сдвижения. Углы сдвижения по правилам [1] значительно меньше рекомендуемых нашими исследованиями, поэтому в конкретных условиях подработки защищаемая площадь будет отличаться от площади, определенной по правилам охраны. Ранее установлено, что средняя глубина разработки равна 400 м, угол падения угольных пластов в большинстве случаев составляет 8. Исходя из этих условий, определим площадь защиты по данным правил охраны и предлагаемым рекомендациям. Для этого построим мульду сдвижения для среднестатистической лавы, длиной 200 м при длинном столбе в 1000 м. Схема представлена на рис. 5 J, Мульда сдвижения, построенная по правилам охраны [1], заключена в контуре АРКО, а по данным настоящей работы — в контуре BRHT Примем приближенно закругленные участки границы мульды за части эллипса, площадь которого равна где а и в - большая и малая полуоси эллипса. Для контура АРКО: SA = SIA + S2A, где SIA и S2A - площади закругленного и прямоугольного участков соответственно. Тогда площадь закругленного участка мульды для широкого контура получит выражение что указывает на целесообразность использования в практике маркшейдерских работ результатов проведенных нами научных исследований процесса сдвижения в Шахтинском угольном районе. В последнее время все большее распространение получают разработки новіх, безрасстрельных схем армирования шахтных стволов. Это связано с высокой экономичностью технологического процесса, относительно низкой металлоемкостью консолей и рядом других факторов [16,17,18]. При этом встает вопрос надежности крепления ствола, так как консоль опирается на ограниченном участке и не имеет жесткой связи при большой базе. Как показывает практика, подработка вертикальных стволов практически всегда ведет к их нарушению [19]. Поэтому для охраны используются предохранительные целики. В целиках консервируется значительная часть запасов- Это происходит потому, что современной шахтой разрабатываются, как правило, несколько пластов на больших глубинах. В то же время, уголь в таких целиках наиболее удобен для извлечения. Снижение потерь угля в целиках достигается применением рекомендуемых в настоящей работе новых углов сдвижения. Схема для расчета размеров предохранительного целика для средних условий Шахтинского района представлена на рис. 5.2.
