А. Постановление Госгортехнадзора России от 16.03.1998 N 13 "Об утверждении Правил охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях" (вместе с "ПБ 07-269-98. Правила...")

3.1. Изложенные в настоящем разделе условия безопасной выемки угля в зонах влияния на объекты, меры охраны объектов и порядок их выбора распространяются на гражданские и промышленные здания, технологическое оборудование, транспортные коммуникации, инженерные сооружения, опоры ЛЭП, санитарно-технические сети и другие объекты.

3.2. Условия безопасной выемки угля в зонах влияния на здания и сооружения и выбор мер их охраны определяются на основании расчетных деформаций (показателей деформаций) земной поверхности и их сравнения с допустимыми и предельными деформациями (показателями деформаций) и скоростями деформаций для железных дорог.

Расчетные деформации определяются по Прил. 1, а показатели деформаций по разд. 4.

Допустимыми деформациями (показателями деформаций) земной поверхности (основания сооружений) считаются деформации, которые могут вызвать такие повреждения в сооружениях, при которых для дальнейшей их эксплуатации по прямому назначению достаточно проведения текущих ремонтных и наладочных работ. Значения допустимых деформаций (показателей деформаций) для различных объектов приведены в разд. 4.

Предельными деформациями (показателями деформаций) земной поверхности (основания сооружений) считаются такие, превышение которых вызывает аварийное состояние сооружений с угрозой опасности для жизни людей. Значения предельных деформаций (показателей деформаций) для различных объектов приведены в разд. 4.

3.3. Условия безопасного ведения горных работ в зонах влияния на охраняемые объекты определяются допустимыми значениями деформаций (показателей деформаций), приведенных в разд. 4, и при перспективном планировании горных работ безопасной глубиной разработки пластов.

Безопасной глубиной разработки называется такая, ниже которой горные работы не вызывают в сооружениях деформаций более допустимых. Безопасная глубина откладывается от объекта по вертикали.

Ниже горизонта безопасной глубины горные работы могут проводиться без применения специальных горных и конструктивных мер охраны сооружений.

В тех случаях, когда расчетные деформации превышают допустимые значения для объектов, необходимость ремонтных и наладочных работ и другие специальные меры защиты объектов определяются проектом с технико-экономическим обоснованием подработки и согласовываются в установленном порядке. Безопасная глубина при разработке одиночных пластов определяется по формулам:

а) без учета влияния подвижек пород по контактам напластований

; (3.1)

б) от влияния подвижек пород по контактам напластований

, (3.2)

где m - вынимаемая мощность пласта.

Под вынимаемой мощностью пласта понимают суммарную мощность пачек угля и прослоев пород, если порода не остается в выработанном пространстве.

При выемке пластов с закладкой выработанного пространства материалом, доставляемым извне области влияния горных работ на объект, рассчитывается по эффективной мощности пласта , определяемой по разд. 3 Прил. 1;

- допустимые значения горизонтальных деформаций (показателей деформаций) или наклонов для объекта.

Если для объекта установлены допустимые величины горизонтальных деформаций и наклонов (показателей деформаций), то из рассчитанных по формуле (3.1) значений безопасной глубины принимается наибольшее .

Если в качестве допустимых значений деформаций для объекта установлены допустимые уступы , то при определении безопасной глубины разработки в этом случае вначале по рекомендациям Прил. 1, исходя из допустимых уступов, находят допустимые наклоны, которые используются при расчете по формуле (3.1);

- при допустимых горизонтальных деформациях (показателях деформаций) для объекта;

- при допустимых наклонах для объекта.

Значения коэффициентов и определяются по таблицам 5 и 6 Прил. 1.

Учет влияния подвижек пород по напластованию производится только на тех месторождениях, где они установлены по данным инструментальных наблюдений.

В этом случае для планирования горных работ и выбора мер защиты объектов из рассчитанных по формулам (3.1) и (3.2) принимается ее наибольшее значение.

3.4. Безопасная глубина при разработке свит пластов без учета влияния подвижек пород по контактам напластований определяется по формулам:

а) при разработке свит пластов с углами падения (рис. 3.1, а)

, (3.3)

где:

, , - вынимаемые мощности соответственно верхнего, среднего и нижнего - трех наиболее влияющих пластов (имеющих максимальные отношения - , , );

, , - средние глубины разработки пластов, расположенных в зоне влияния на охраняемый объект; зона влияния определяется по углам и на разрезе вкрест простирания или углом на разрезе по простиранию (рис. 3.1, а, зона АА'Б'Б);

- мощность междупластья между первым и вторым наиболее влияющими пластами (расстояние по нормали между почвой первого и кровлей второго пластов);

- мощность междупластья между первым и третьим наиболее влияющими пластами (расстояние по нормали между почвой первого и кровлей третьего пластов).

Рис. 3.1. Схемы к определению безопасной глубины разработки
свиты пластов: - при разработке пластов с углами падения
, б - то же,

При мощности междупластий ; расчет безопасной глубины допускается производить по формуле:

. (3.4)

При ; безопасная глубина определяется из выражения (3.3); решение уравнения (3.3) выполняется методом итераций или каким-либо другим методом.

Примечание. В Кузнецком бассейне при определении безопасной глубины разработки следует учитывать два наиболее влияющих пласта свиты;

б) при разработке свит наклонных и крутых пластов с углами падения (рис. 3.1, б)

, (3.5)

где:

- суммарная вынимаемая мощность свиты пластов в пределах зоны влияния на охраняемые объекты; зона влияния выработок на охраняемый объект определяется по углам , - на разрезе вкрест простирания и углом - на разрезе по простиранию (зона АА'Б'Б, см. рис. 3.1, б);

, где , , - расстояния по горизонтали между выбранным первым пластом свиты и каждым рассматриваемым пластом; в качестве первого принимается пласт с максимальной вынимаемой мощностью или пласт, находящийся в центре свиты.

Расчет безопасной глубины разработки по выражению (3.5) выполняется последовательно. Вначале учитываются все пласты, находящиеся в зоне влияния на охраняемый объект; если линия безопасной глубины на разрезе пересекает все пласты в зоне влияния, принятые для ее расчетов, либо располагается ниже принятых к расчету пластов в зоне влияния, то полученное значение безопасной глубины является окончательным.

Если часть принятых в расчетах безопасной глубины пластов располагается на разрезе в зоне влияния ниже линии безопасной глубины, то производится повторный расчет безопасной глубины по формуле (3.5) без учета влияния пластов, расположенных ниже линии рассчитанной безопасной глубины на разрезах. Расчеты безопасной глубины ведутся до тех пор, пока линия безопасной глубины на разрезе будет пересекать или располагаться ниже тех пластов, мощности которых использовались при расчетах .

3.5. Безопасная глубина разработки свиты пластов при наличии подвижек пород по контактам напластований определяется из выражения:

, (3.6)

где , , ..., - коэффициенты влияния первого, второго, n-го пластов; ; ; .

При наличии подвижек пород по контактам напластований расчеты безопасной глубины выполняются дважды:

- по формулам (3.1), (3.3), (3.4), (3.5) без учета влияния подвижек пород по контактам напластований;

- по формулам (3.2), (3.6) с учетом подвижек пород по контактам напластований.

К использованию для планирования горных работ и выбора мер охраны объектов принимаются максимальные из полученных значений безопасной глубины .

Если охране подлежат гражданские объекты с кирпичными или каменными стенами на ленточных фундаментах, а их подработка выработками в свите пластов ведется с разрывом во времени, не меньшим общей продолжительности процесса сдвижения, то значения безопасной глубины, вычисленные по формулам (3.1) - (3.6), могут быть уменьшены на величину

.

При разработке свиты пластов под гражданскими, промышленными, инженерными сооружениями и санитарно-техническими сетями безопасная глубина может рассчитываться отдельно для каждого пласта свиты как для одиночного, если разрыв во времени между подработками объектов превышает пять лет, ликвидированы деформации и повреждения несущих и ограждающих конструкций от предыдущих подработок, восстановлена эксплуатационная способность зданий, сооружений и коммуникаций.

Для линий электропередач, наклонных шахтных стволов безопасная глубина определяется по формуле:

, (3.7)

где:

m - вынимаемая мощность пласта;

- коэффициенты безопасности, определяемые по разд. 4 для ЛЭП и разд. 7 для наклонных шахтных стволов.

При разработках свит пластов под ЛЭП безопасная глубина определяется по суммарной мощности трех наиболее влияющих пластов. Нормы подработки наклонных шахтных стволов одиночными и свитой пластов даются в разд. 3.Б.

Для охраняемых гражданских, промышленных, инженерных сооружений и санитарно-технических сетей допустимые деформации для объектов и безопасные глубины могут быть уменьшены (разд. 4).

Если охраняемый объект возведен на подработанной площади после окончания процесса сдвижения от предыдущих подработок и при отсутствии зависаний пород, то значение безопасной глубины, рассчитанное по формулам (3.1) - (3.7), увеличивается на 15%.

При зависании пород над старыми горными выработками, при наличии в массиве древних оползней, в зонах совместного влияния подземных и открытых работ определение безопасной глубины должно производиться по заключению специализированных организаций.

3.6. Предельные условия подработки объектов, при которых горные работы могут вызвать появление недопустимых деформаций в зданиях и сооружениях, определяются предельными показателями деформаций (разд. 4) или при перспективном планировании горных работ - предельной глубиной разработки . Предельная глубина разработки откладывается от охраняемого объекта по вертикали и определяется по формулам (3.1) - (3.6), в которых вместо допустимых деформаций (показателей деформаций) используются предельные деформации (показатели деформаций), определяемые в соответствии с разд. 4.

Приемы и методы расчета предельной глубины разработки аналогичны приемам и методам расчета безопасной глубины разработки, изложенным в настоящем разделе.

3.7. Различают следующие меры охраны зданий и сооружений.

Горные меры охраны - специальные системы разработки пластов и способы управления горным давлением, способствующие уменьшению величин деформаций поверхности или их скоростей.

Различают следующие горные меры: применение закладки выработанного пространства породой, доставленной извне зоны влияния горных работ, а также специальные способы и порядок ведения горных работ в отдельных и свитах пластов, уменьшающие величины деформаций (скорости деформаций) поверхности; оставление предохранительных целиков, если другие меры охраны не могут гарантировать нормальную эксплуатацию охраняемого объекта или являются экономически нецелесообразными. Когда надобность в предохранительном целике отпадает, шахта обязана частично или полностью извлечь запасы из предохранительного целика. В случае нецелесообразности извлечения запасов они относятся к потерям в целиках в установленном порядке.

Горные меры назначаются в соответствии с рекомендациями Прил. 2. Конструктивные меры охраны (Прил. 3) - усиление конструкций и узлов для восприятия дополнительных усилий в сооружении при подработке, а также снижение жесткости конструкций для уменьшения дополнительных усилий в сооружении, снижение дополнительных силовых воздействий на сооружения со стороны основания, уменьшение деформаций сооружения путем подъема и выправления сооружения или его части.

Различают следующие конструктивные меры: усиление отдельных конструктивных элементов или сооружения в целом тяжами, железобетонными поясами, установка связей-распорок, разделение зданий деформационными швами, выправление зданий и сооружений, вскрытие подземных трубопроводов или установка в них компенсаторов, восстановление профиля железнодорожных путей и др.

Мерой охраны может явиться временное изменение характера эксплуатации объекта.

Выбор мер охраны производится на основе технико-экономических расчетов.

Меры охраны городов, поселков, промышленных комплексов разрабатываются проектными организациями. Меры охраны должны обеспечивать удовлетворительную эксплуатацию объектов при минимальных затратах на их осуществление и при наиболее полном извлечении запасов из недр.

Различают общие и частные меры защиты городов, поселков, промышленных комплексов.

Общие меры обеспечивают снижение деформаций поверхности под всей застроенной территорией путем, например закладки выработанного пространства или частичной выемки запасов. Частные меры обеспечивают снижение деформаций в основании отдельных объектов.

Выбор рационального комплекса общих мер защиты должен определяться технико-экономическим обоснованием и социальными требованиями.

Рациональный вариант определяется на основании оценок потерь угля в недрах, дополнительных затрат на специальные способы ведения горных работ, стоимости конструктивных мер защиты объектов.

3.8. Определение условий безопасной выемки угля в зонах влияния на охраняемые объекты выполняется в следующем порядке:

- устанавливаются конструктивные особенности и техническое состояние объектов и другие параметры, используемые для определения допустимых и предельных деформаций (показателей деформаций);

- по рекомендациям разд. 4 определяются допустимые и предельные деформации (показатели деформаций) основания для объектов;

- в соответствии с настоящим разделом определяются безопасная и предельные глубины разработки пластов на разрезах, строятся горизонты безопасной и предельной глубины разработки;

- определяются пласты и участки пластов, которые располагаются:

а) ниже горизонта безопасной глубины разработки;

б) между горизонтами безопасной и предельной глубин разработки;

в) выше горизонта предельной глубины разработки;

г) отдельно выделяются участки пластов (разд. 2), отработка которых может вызвать образование провалов на земной поверхности, затопление поверхности или существенное изменение гидрогеологических режимов, которое может нанести значительный вред природе.

3.9. Безопасные и предельные глубины разработок используются для выбора мер охраны зданий и сооружений при перспективном планировании горных работ. Безопасные глубины разработки используются также при построении предохранительных целиков.

Планирование горных работ должно производиться исходя из следующих основных положений:

- ниже горизонта безопасной глубины горные работы в зоне влияния на охраняемые объекты могут вестись без применения горных и конструктивных мер охраны объектов;

- на участках между безопасной и предельной глубиной разработки при ведении горных работ необходимо предусматривать применение раздельно или совместно горных и конструктивных мер охраны объектов.

При проектировании горных работ на участках выше предельной глубины или участках, разработка которых может вызвать образование провалов, необходимо совместное применение как горных мер защиты объектов, уменьшающих деформации как минимум до предельных величин, так и конструктивных мер, обеспечивающих безопасную эксплуатацию объектов.

На стадии перспективного планирования горных работ в каждой зоне планируются принципиальные схемы ведения горных работ (применение закладки выработанного пространства, разделение пластов на группы, последовательность ведения горных работ в группах пластов, оставление предохранительных целиков) и намечаются принципиальные конструктивные меры защиты объектов (конструктивные усиления объектов, изменение характера эксплуатации, ремонтно-наладочные и восстановительные работы); выполняется экономическая оценка горных и конструктивных мер защиты объектов (Прил. 5).

3.10. При пятилетнем и оперативном планировании горных работ производится разработка конкретных горных и конструктивных мер защиты объектов на рассматриваемых участках.

С этой целью выполняются расчеты ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности в соответствии с Прил. 1, отвечающие календарному плану развития горных работ; в соответствии с разд. 4 определяются показатели деформаций для гражданских зданий, для промышленных зданий, инженерных сооружений и коммуникаций, уточняются значения допустимых и предельных деформаций для зданий и сооружений с учетом подработки объекта несколькими горными выработками в одном пласте или в свите (многократной подработки), конкретизируются горные и конструктивные меры защиты объектов.

3.11. При выемке угля под охраняемыми объектами с применением горных и конструктивных мер охраны или при отступлении от настоящих Правил угледобывающие или эксплуатирующие объект организации должны проводить специальные инструментальные наблюдения за сдвижением земной поверхности, деформациями объектов и технологического оборудования, изменением гидрогеологических режимов грунтовых вод и водоносных горизонтов с целью своевременной корректировки применяемых мер охраны. Наблюдения должны производиться в соответствии с "Инструкцией по наблюдениям за сдвижением горных пород, земной поверхности и подрабатываемыми сооружениями на угольных и сланцевых месторождениях" (М.: Недра, 1989) и "Методическими указаниями по наблюдениям за сдвижением горных пород и за подрабатываемыми сооружениями" (Л., 1987).