УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОХРАНЫ ДОРОГ ОТ ВРЕДНОГО ВЛИЯНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ Калентьева Л.Г.

www.rae.ru
Научный журнал "Успехи современного естествознания"
Российская Академия Естествознания
№1, 2008 год
УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОХРАНЫ ДОРОГ ОТ ВРЕДНОГО ВЛИЯНИЯ
ГОРНЫХ РАБОТ
Калентьева Л.Г.1, Барсуков И.В.2, Калентьев В.А.1
Уральский государственный лесотехнический университет 1
Уральский филиал Научно-исследовательского института горной геомеханики и
маркшейдерского дела2
Подробная информация об авторах размещена на сайте
«Учёные России» - http://www.famous-scientists.ru
Определены условия охраны и поддержания дорог при их многократной подработке подземными
горными выработками.
Одним из самых важных составляющих развития современной экономики являются дороги.
Создание новых, ремонт, восстановление и поддержание существующих дорог, различного
народнохозяйственного назначения является приоритетным при решении многих экономических задач.
Добыча полезных ископаемых зачастую весьма негативно влияет на состояние наземных
транспортных сооружений, в том числе и на дороги, сеть которых постоянно сгущается, пересекая все
расширяющиеся площади земной поверхности, подверженные влиянию подземных горных разработок. В
результате дорожное полотно испытывает опасные деформации, при которых эксплуатация дорог
становится невозможной. Деформации земной поверхности могут быть: вертикальные (наклоны,
кривизна), горизонтальные (растяжение, сжатие), а также трещины, уступы, провалы, подтопления. .
Согласно [1] автомагистрали охраняются от образования под ними провалов и больших трещин,
размеры которых могут значительными: трещины – до 300 – 500 мм, диаметры провалов до 3 м, глубиной
до 5м и более. На угольных месторождениях выемка пластов под дорогами может производиться на
глубинах в зависимости от угла падения пластов α: не менее 20 мощностей пласта и не менее 25 м при α ≤
45°. При α ≥ 45° размер целика hц увеличивается до 1.2 hц ± h; где h – мощность наносов, м.
Величина hц может быть определена по табл. 1.
Таблица 1.
Мощность пласта,
м
≤2
3
4
5
6
7≥
hц , м
60
75
85
90
95
100
За границы зоны возможных провалов на земной поверхности при разработке пластов с углами
падения α ≥ 45° принимаются на плане:
а) по простиранию – линия, проведенная параллельно границе очистной выработке за ее пределами
на расстоянии Lп, определяемом:
Lп = hctgφ,(но не менее 15 м);
(1)
где φ - угол сдвижения в наносах, град.
б) со стороны лежачего бока – линия, проведенная на расстоянии Lл от выхода почвы пласта под
наносы, определяемом по формуле:
Lл = h ctg φ, (но не менее 15 м);
(2)
в) со стороны висячего бока – линия, проведенная на расстоянии Lв от выхода кровли пласта под
наносы, определяемом из выражения:
Российская Академия Естествознания
№1, 2008 год
www.rae.ru
Научный журнал "Успехи современного естествознания"
Lв =(Hв + dв)ctg α + h (ctg φ + ctg α),≥ 20м;(Нв < hц ± h);
(3)
где Нв – расстояние по вертикали от земной поверхности до верхней границы выработки, м;
dв – величина, определяемая в зависимости от мощности пласта.
Таблица 2. Значения dв, м.
Мощность
пласта m, м
2и
менее
dв, м
10
3
4
5
6
7
12
14
16
18
20
8и
более
22
Вероятностная частота Р появления провала на земной поверхности при разработке угольных
пластов непосредственно под целиком, оставленным на выходах пластов под наносы, высотой менее hц,
например, для Челябинского бассейна характеризуется зависимостью, представленной в табл. 3.
Таблица 3.
m, м
hц, м
2
4
6
m,м
P,%
30
0
15
hц, м
8
P, %
65
0
30
40
20
10
60
20
60
5
100
7
100
50
0
70
0
30
20
45
20
20
40
30
40
10
80
15
80
5
100
10
100
65
0
70
0
45
10
55
20
35
20
35
55
20
50
30
65
5
100
15
100
10
15
Объем провала, если известны границы по простиранию пласта, определяется из выражения:
Vn = V0PД;
(4)
где Д – размер выработки по простиранию, м;
Vт – единичный объём зоны трещин над выработкой, м3;
Vвп – объём выработанного пространства на 1м простирания пласта, м3;
V0– объем «одиночного» провала, т.е. на 1 м простирания пласта, м3:
V0 = Kп (Vвп -0,1Vт);
(5)
где Кп – коэффициент, учитывающий степень заполнения выработанного пространства за счет прогиба
вмещающих пород (табл. 4).
Российская Академия Естествознания
№1, 2008 год
www.rae.ru
Научный журнал "Успехи современного естествознания"
Таблица 4.
Нижняя глубина
Коэффициент, Кп
разработки , м
100
0,50
200
0,60
275
0,80
300
1,00
После этого определяется общий объем провалов, канавообразных углублений и больших трещин,
которые должны быть засыпаны для безопасной и экономичной эксплуатации автомагистралей.
Величина оседаний земной поверхности при подработке дорог может быть определена, в
соответствии с методикой [2].
Таким образом, проведение мониторинга дорог в районах ведения горных работ является
необходимой и обязательной мерой для их безопасной эксплуатации в современных условиях, когда с
увеличением глубины подземных горных выработок и сложности их ведения, увеличивается область их
влияния, а сдвижение и деформации земной поверхности становятся недопустимо опасными.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных
разработок на угольных месторождениях. - СПб.,1998. -291 с.
2. Калентьева Л.Г., Барсуков И.В. Влияние сдвижения земной поверхности на эксплуатацию транспорта. \\
В кн. «Эксплуатация лесовозного подвижного состава». Межвуз. научн. темат. сб. - Свердловск. - 1990. - С. 95104.
CONDITIONS OF EXPLOITATION AND PREVENTION ROADS FROM HARMFUL INFLUENCE OF MINING
Kalentyeva L.G.1, Barsukov I.V.2, Kalentyev V.A.1
Ural state forest engineering university1,
Ural branch of scientific research institute of mining geomechanics and mine surweying 2
The conditions of protection and maintenance of roads when frequent working of them with underground mining
are determined.