8. ПРАВИЛА ПОСТРОЕНИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ ЦЕЛИКОВ
8.1. Границы предохранительных целиков строятся относительно границ охраняемой площади, которая для зданий и сооружений включает охраняемый объект и берму вокруг него.
8.2. Ширина бермы (Б, м) для зданий и сооружений определяется по табл. 8.1.
Таблица 8.1
ШИРИНА БЕРМЫ
┌───────────────────────────────────┬─────────────────────┬───────────────┐ │ Допустимые деформации │ Категория охраны │Ширина бермы, м│ ├────────────────────┬──────────────┤ транспортного │ │ │ -3│ -3│ сооружения │ │ │[эпсилон ], 1 x 10 │[i ], 1 x 10 │ │ │ │ д │ д │ │ │ ├────────────────────┼──────────────┼─────────────────────┼───────────────┤ │2 и менее │4 и менее │I │20 │ ├────────────────────┼──────────────┼─────────────────────┼───────────────┤ │2,1 - 4,0 │4,1 - 6,0 │II │15 │ ├────────────────────┼──────────────┼─────────────────────┼───────────────┤ │4,1 - 6,0 │6,1 - 8,0 │III │10 │ ├────────────────────┼──────────────┼─────────────────────┼───────────────┤ │Более 6 │Более 8 │IV │5 │ └────────────────────┴──────────────┴─────────────────────┴───────────────┘
Ширина бермы при построении целиков для защиты шахтных стволов принимается равной 20 м.
Для технических скважин - как для сооружений II категории; для шурфов и сооружений, для которых установлены только предельные деформации (показатели деформаций), - как для сооружений III категории.
Если для сооружений по допустимым деформациям (показателям деформаций)
Ширина бермы для охраны особо значимых и уникальных объектов и шахтных стволов, когда целики для них не оконтурены горными выработками, а границы охраняемой площади на поверхности находятся от объекта на расстоянии менее 50 м, определяется по заключению специализированных организаций.
8.3. Границы охраняемой площади для отдельных зданий и сооружений, у которых отношение длинной стороны к короткой менее 5, определяются на плане следующим образом. Вокруг охраняемого объекта через его угловые точки строят прямоугольник, стороны которого ориентируют по простиранию и вкрест простирания пласта. Параллельно этим сторонам на расстоянии от них, равном ширине бермы, проводят прямые до их взаимного пересечения. Отрезки прямых между точками пересечения являются границами охраняемой площади.
Для группы зданий и сооружений (например, промплощадка шахты) границы охраняемой площади определяются на плане многоугольником со сторонами, параллельными охраняемым объектам и отстоящими от них на расстоянии ширины бермы.
Для вытянутых объектов, ориентированных диагонально к линии простирания пласта, границы охраняемой площади строят параллельно сторонам охраняемых объектов на расстоянии от них, равном ширине бермы. К вытянутым объектам относятся: железные дороги, трубопроводы, каналы и другие, а также отдельные здания и сооружения, у которых отношение длинной стороны к короткой равно или более 5°.
8.4. Границы предохранительных целиков для зданий и сооружений, за исключением указанных в п. 8.16, определяются с помощью углов сдвижения, значения которых при разработке одного пласта и свиты пластов для различных бассейнов и месторождений приводятся в разд. 7.
Если размеры охраняемой площади в плане в каком-либо направлении (по простиранию или вкрест простирания) менее 0,5 средней глубины разработки первого (верхнего) пласта свиты под серединой охраняемого объекта, то угол сдвижения, используемый для построения предохранительных целиков, в соответствующем направлении уменьшается на 5°.
При разработке свит пластов для построения предохранительных целиков рекомендуется два варианта определения углов сдвижения и построения предохранительных целиков.
Первый вариант используется в случаях, когда в пределах предохранительных целиков имеются ранее пройденные очистные выработки. В этом случае углы сдвижения для второго и последующих пластов уменьшаются по сравнению с углами сдвижения от первого пласта, для которого углы сдвижения принимаются как при разработке одного пласта. Поправки к углам сдвижения для второго и последующих пластов, определяемые в соответствии с разд. 7, имеют отрицательные значения (рис. 8.1, а, б).
Рис. 8.1. Определение границ предохранительных
целиков по первому варианту: а и б - вертикальные разрезы
соответственно вкрест простирания и по простиранию пластов;
1 - наносы; 2 - коренные породы
Второй вариант построения целиков используется в случаях, когда ранее пройденные очистные выработки в пределах предохранительных целиков отсутствуют. В этом случае углы сдвижения для второго и последующих пластов увеличиваются по сравнению с углами сдвижения от первого пласта, для которого углы сдвижения принимаются как для нижнего пласта при разработке свиты пластов (как для первого варианта построения целиков). Поправки к углам сдвижения для второго и последующих пластов, определяемые в соответствии с разд. 7, имеют положительные значения (рис. 8.2, а, б).
Рис. 8.2. Определение границ предохранительных целиков
а, в и б, г - вертикальные разрезы соответственно вкрест
и по простиранию пластов; 1 - наносы, 2 - коренные породы
В случаях, когда при построении предохранительных целиков производится разделение свиты пластов на группы (см. разд. 2), под словами "первый, второй и последующий пласты" следует понимать "первую, вторую и последующие группы пластов".
Если нижняя граница целика, построенная по углу сдвижения
Определение нижних границ целиков при разработке пластов в синклинальных складках, а также для охраны вертикальных шахтных стволов на месторождениях, где наблюдаются подвижки пород по контактам напластований, производится соответственно по рекомендациям пп. 8.12, 8.18.
При оконтуривании целиков со стороны падения на месторождениях, где наблюдаются подвижки пород по контактам напластований, выемку запасов на участках, прилегающих к нижней границе целика (на двух горизонтах) следует вести по специальному проекту с учетом деформаций горных пород и поверхности в зоне подвижек по контактам напластований.
При построении предохранительных целиков в пластах с углом падения
Под зданиями и сооружениями, расположенными в лежачем боку разрабатываемого пласта с углом падения
Если ширина предохранительного целика, построенного для охраны отдельного здания или сооружения, в плоскости пласта окажется менее 0,25H (H - расстояние по вертикали от земной поверхности до пласта под серединой объекта), то она должна быть увеличена до 0,25H.
8.5. При построении предохранительных целиков для зданий и сооружений толща пород со стороны восстания, падения и по простиранию у соответствующей границы целика считается подработанной, если линия, проведенная от границ охраняемой площади под углом сдвижения для неподработанной толщи, пересекает хотя бы часть зоны опасного влияния очистных выработок, пройденных в вышележащих и нижележащих пластах (рис. 8.3). Значения углов сдвижения в подработанной толще для бассейнов и месторождений приведены в разд. 7.
Рис. 8.3. Схема к определению подработанности толщи у границ
предохранительного целика: а - вертикальный разрез вкрест
простирания (толща подработана со стороны восстания
и со стороны падения); б - вертикальный разрез
по простиранию (с правой стороны толща подработана,
с левой не подработана); 1 - наносы;
2 - коренные породы
8.6. Построение предохранительных целиков производится для зданий и сооружений способами вертикальных разрезов или графоаналитическим (способом перпендикуляров или проекций с числовыми отметками). Вертикальные разрезы строятся в направлениях вкрест простирания и по простиранию пластов (см. рис. 8.1).
На разрезах вкрест простирания границы целиков определяются пересечением почвы пластов линиями, проведенными в наносах через границы охраняемой площади, продолженными в мезозойских отложениях, а затем в коренных породах под соответствующими углами сдвижения.
8.7. Разрешается спрямление границ предохранительных целиков, построение целиков оптимальной криволинейной или многоугольной формы по методике, приведенной в примерах разд. 9. При этом врезание очистными выработками в предохранительный целик допускается не больше чем до границ, построенных по указанной методике.
8.8. При диагональной ориентировке объекта относительно линии простирания пласта с выдержанным углом падения (простирания) для построения границ предохранительного целика проводятся линии в наносах под углами
Углы
где:
Если
Определение углов
8.9. При построении границ предохранительных целиков по способу перпендикуляров для вытянутого объекта, длинная ось которого расположена под углом к линии простирания пласта с выдержанным углом падения (простирания), длина перпендикуляров в сторону восстания q и в сторону падения l вычисляется по формулам:
где:
h - мощность наносов;
H - расстояние от земной поверхности до пласта по вертикали, проходящей через точку пересечения линии, проведенной в наносах от границы охраняемой площади под углом
Остальные обозначения приведены в п. 8.8.
При наличии в толще мезозойских отложений, не являющихся коренными породами, значения q и l вычисляются по формулам:
где:
H - расстояние от земной поверхности до пласта по вертикали, проходящей через точку пересечения линии контакта коренных пород и мезозойских отложений с линией, проведенной последовательно под углом в наносах, а затем под соответствующим углом в мезозойских отложениях;
Для вытянутого криволинейного в плане объекта (железная дорога и др.) построение предохранительных целиков производится по методике, приведенной в примере 3 (разд. 9).
8.10. Построение предохранительных целиков для охраны объектов ограниченных размеров, оси которых расположены под углом к линии простирания пласта, производится следующим образом. Для объекта строится охраняемый контур со сторонами, параллельными линиям падения и простирания пласта, и от этого контура строятся границы целика по углам
8.11. Границы предохранительных целиков при залегании пластов в синклинальных складках для сооружений, расположенных над выходом осевой поверхности складки, при переменных углах падения пласта определяются следующим образом (рис. 8.4).
Рис. 8.4. Определение границ предохранительных целиков
при залегании пластов в синклинальных складках
и расположении сооружения над осевой
поверхностью складки
1. От границ охраняемой площади проводится линия в наносах под углом сдвижения
2. По углу
Аналогичные построения продолжаются до тех пор, пока линия, проведенная под соответствующим углом
3. Граница целика по простиранию определяется у верхних границ целика и в точке пересечения пласта осевой поверхностью складки (точка 0) углами сдвижения
8.12. Для сооружений, расположенных над одним из крыльев синклинальной складки, границы целиков на разрезах по простиранию и верхние границы целиков на разрезах вкрест простирания определяются так же, как для сооружений, расположенных над осевой поверхностью складки.
Положение нижних границ целиков определяется следующим образом.
А. Если глубины нижних границ целиков, построенных по углам сдвижения, больше соответственных безопасных глубин разработки, то их положение определяется следующим образом.
1. При углах падения крыльев складки не более 35° - по углу
Рис. 8.5. Определение границ предохранительных
целиков при залегании пластов в синклинальных складках
при
а, в - вертикальные разрезы вкрест простирания пластов;
б - по простиранию пластов; I - наносы; II - коренные
породы; d - определяется по формулам (8.5), (8.6)
2. При углах падения крыльев складки более 35° (рис. 8.6, а) нижняя граница целика определяется линией, проведенной от границы охраняемой площади под углом
Рис. 8.6. Определение границ предохранительных целиков
при залегании пластов в синклинальных складках при
и расположении сооружения над крылом складки: а, б - разрезы
вкрест простирания пласта; 1 - наносы, 2 - коренные породы
3. При согласном залегании пластов на крыльях складки - по углу
Во всех случаях расстояния от оси складки по горизонтали до границ целика по падению l должны быть не менее
Б. Если глубины нижних границ целиков, построенных по углам сдвижения, меньше соответствующих безопасных глубин разработки, то их положение определяется следующим образом.
1. Нижние границы целиков должны располагаться на расстояниях по горизонтали от проекции выхода почвы верхнего пласта под наносы не меньших, чем величины d (см. рис. 8.5, а), значения которых определяются по формулам:
где:
Для случаев, когда при построении предохранительного целика линии, проведенные от границ охраняемой площади под углами
1) расстояния (по горизонтали) от выходов почвы пластов под наносы до нижних границ целиков должны быть не менее величин, определяемых по формулам (8.5) - (8.6);
2) расстояния (по горизонтали) от точек пересечения осевых поверхностей с пластом до нижних границ целиков должны быть не менее величины
Границы целиков на вертикальном разрезе по простиранию для рассмотренных случаев определяются так же, как при выдержанном залегании.
В более сложных случаях границы целика определяются специализированной организацией.
В. Под зданиями и сооружениями, расположенными в лежачем боку разрабатываемого пласта, залегающего в виде синклинальной складки с углом падения
Рис. 8.7. Определение границ целика для сооружения,
расположенного в лежачем боку разрабатываемого пласта,
залегающего в синклинальной складке
При оконтуривании целиков со стороны падения при разработке пластов в синклинальных складках выемку запасов на участке, прилегающем к нижней границе целика (на двух горизонтах), следует вести по специальному проекту с учетом деформаций горных пород и поверхности от подвижек пород по контактам напластований.
8.13. При антиклинальном залегании пластов границы предохранительных целиков для зданий и сооружений, расположенных над осевой поверхностью складки (рис. 8.8), определяются в зависимости от условий залегания крыльев складки.
Рис. 8.8. Определение границ предохранительных целиков
для сооружения, расположенного над замком антиклинальной
складки: I - наносы; II - коренные породы
1. Если антиклинальная складка не переходит в синклинальную (рис. 8.8, а) и углы падения ее крыльев менее
Если безопасная глубина разработки, определенная в соответствии с разд. 3, больше глубины нижних границ целиков, построенных по углам сдвижения, то выемка запасов на участках 1 - 3 и 2 - 4 может производиться по заключению специализированной организации.
2. Если антиклинальная складка не переходит в синклинальную и углы падения ее крыльев более
При оконтуривании целиков со стороны падения (см. рис. 8.8, а, б) при разработке пластов в антиклинальных складках выемку запасов на участках, прилегающих к нижней границе целика, следует вести по заключению специализированной организации.
8.14. Если синклинальная складка переходит в антиклинальную, а также в более сложных случаях невыдержанного залегания пластов, при наличии разрывных тектонических нарушений, влияющих на охраняемые объекты (см. разд. 2), построение предохранительных целиков решается с привлечением специализированных организаций (ВНИМИ и др.).
8.15. Границы предохранительных целиков для вертикальных шахтных стволов определяются от границ охраняемой площади, включающей копры, надшахтные здания, здания подъемных машин и берму. Размер бермы определяется согласно п. 8.2. Границы целиков определяются по углам сдвижения:
а) для всех стволов, оборудованных постоянным подъемом, при глубине разработки и глубине ствола, не превышающих
б) для вентиляционных и воздухоподающих стволов, не оборудованных постоянным подъемом или оборудованных инспекторским подъемом, а также для стволов с податливой крепью при любых глубинах разработки;
в) для всех стволов по пластам (участкам пластов), расположенным ниже зумпфа на расстояниях по вертикали более
Рис. 8.9. Определение границ предохранительных целиков
для охраны шахтных стволов: 1 - наносы; 2 - коренные породы
Для построения предохранительных целиков используются те же два варианта, изложенные в п. 8.4.
Границы предохранительных целиков на разрезах вкрест простирания и по простиранию должны отстоять от стволов в плоскости пласта при глубинах разработки до
8.16. Границы предохранительных целиков для вертикальных главных и вентиляционных стволов с жесткой крепью, оборудованных постоянным подъемом (кроме инспекторского), при углах падения пластов
По первому варианту, т.е. когда в пределах предохранительных целиков имеются ранее пройденные очистные выработки, границы предохранительных целиков определяются на вертикальных разрезах от границ охраняемой площади линиями пересечения пластов плоскостями, проведенными:
- в наносах и мезозойских отложениях под соответствующими углами сдвижения (см. рис. 8.9);
- в коренных породах до глубины
- в коренных породах от глубины
По второму варианту до глубины
При этом поправки к углам сдвижения для второго и последующих пластов, определяемые в соответствии с разд. 7, в первом варианте построения целиков имеют отрицательные, а во втором - положительные значения.
В интервалах глубин от
8.17. При углах падения пластов от 45 до 65° для защиты ствола от надработки расстояние
где:
Таблица 8.2
КОЭФФИЦИЕНТ
┌─────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┬──────────────┐ │альфа (...°) │ 45 │ 55 │ 60 │ 65 │ ├─────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┤ │A │0,25 │0,40 │0,55 │0,70 │ │ з │ │ │ │ │ └─────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┘
Примечание. При промежуточных значениях угла
8.18. Построение предохранительных целиков для охраны вертикальных шахтных стволов на месторождениях, где наблюдаются подвижки пород по контактам напластований, производится по рекомендациям, изложенным в разд. 7. При этом нижняя граница целика определяется следующим образом (рис. 8.10).
Рис. 8.10. Определение границ предохранительных целиков
для охраны вертикальных шахтных стволов в бассейнах
при наличии подвижек пород по контактам: а - разрез
вкрест простирания; б - разрез по простиранию;
I - наносы, II - коренные породы
Если нижняя граница целика в верхнем пласте, определяемая по углу
Границы предохранительных целиков для охраны стволов при невыдержанном залегании пластов определяются по методике, изложенной в пп. 8.11 - 8.12. При этом глубины
Размеры предохранительных целиков по падению для стволов глубиной более
8.19. Допускается построение целиков для охраны вертикальных стволов другими методами с учетом свойств пород и состояния крепи стволов по заключению специализированных организаций и согласованию с Госгортехнадзором. Размеры предохранительных целиков для стволов с податливой крепью и армировкой, рассчитанных в соответствии с "Временными указаниями по проектированию, строительству и эксплуатации крепей и армировок стволов, подверженных влиянию очистных работ" (Л.: ВНИМИ, 1972), устанавливаются по проектам, составленным проектной организацией, и утверждаются в порядке, установленном Госгортехнадзором РФ.
8.20. Границы предохранительных целиков для слепых шахтных стволов строятся:
- на разрезе по простиранию - от проекции на земную поверхность границ охраняемой площади, включающей устье ствола, здание подъемной машины и берму, по углам сдвижения или граничным углам в соответствии с пп. 8.15 - 8.17 - как для стволов, пройденных с земной поверхности;
- на разрезе вкрест простирания - от границ охраняемой площади (на горизонте устья ствола) по углам сдвижения.
При этом размеры целиков по падению и по восстанию в плоскости пласта должны быть не менее величины, равной
8.21. Наклонные шахтные стволы охраняются предохранительными целиками, построенными от границ охраняемой площади по углам сдвижения.
В охраняемую площадь включаются: наклонный ствол, берма у его устья и околоствольные (опорные) целики, оставляемые по пласту, по которому пройден ствол.
Размеры опорных целиков принимаются в соответствии с разд. 4 "Указаний по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР" (Л.: ВНИМИ, 1986).
Берма шириной 10 м откладывается от устья ствола в сторону восстания пласта.
Построение предохранительных целиков для наклонных стволов, пройденных по пустым породам с уклоном, равным или не равным углу падения свиты пластов, или под произвольным углом к простиранию пластов, выполняется специализированной организацией (ВНИМИ и др.).
8.22. Технические (вентиляционные, водоотливные, лесоспускные и др.) скважины охраняются предохранительными целиками, построенными от границ охраняемой площади:
а) по углам сдвижения
б) по углам
Углы сдвижения приведены в разд. 7; величины
Таблица 8.3
УГЛЫ
┌──────────────┬──────────────┬───────────────────────────────────────────┐ │ альфа │ дельта │ Диаметр скважины, м │ │ │ ├─────────────────────┬─────────────────────┤ │ │ │ 1 │ 12 │ │ │ ├──────────┬──────────┼──────────┬──────────┤ │ │ │ ДЕЛЬТА │ ДЕЛЬТА │ ДЕЛЬТА │ ДЕЛЬТА │ │ │ │ 1 │ 2 │ 1 │ 2 │ ├──────────────┼──────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤ │< 30 │<= 60 │10 │6 │6 │2 │ ├──────────────┼──────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤ │30 - 45 │- │6 │10 │2 │6 │ ├──────────────┼──────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤ │> 45 │- │0 │10 │0 │6 │ ├──────────────┼──────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤ │< 30 │61 - 74 │8 │4 │4 │0 │ ├──────────────┼──────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤ │30 - 45 │- │4 │8 │0 │4 │ ├──────────────┼──────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤ │> 45 │- │0 │8 │0 │4 │ ├──────────────┼──────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤ │< 30 │>= 75 │6 │2 │2 │0 │ ├──────────────┼──────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤ │30 - 45 │- │2 │6 │0 │2 │ ├──────────────┼──────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤ │> 45 │- │0 │6 │0 │2 │ └──────────────┴──────────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┘
Охраняемая площадь включает контур охраняемого объекта и берму. Размер бермы принимается согласно п. 8.2. За контур охраняемого объекта принимается проекция скважины с учетом ее искривления.
Для всех скважин, пройденных с земной поверхности, построение целиков на разрезах по простиранию и вкрест простирания ведется от границ охраняемой площади на земной поверхности.
Для скважин диаметром 2 м и менее, не выходящих на земную поверхность, построение целиков на разрезах по простиранию и вкрест простирания ведется от границ охраняемой площади на горизонте устья скважины.
Для скважин диаметром более 2 м, не выходящих на земную поверхность, построение целиков на разрезе по простиранию ведется от проекции границ охраняемой площади на земную поверхность, а на разрезе вкрест простирания - от границы охраняемой площади на горизонте устья скважины. При этом размеры целиков по падению и по восстанию в плоскости пласта должны быть не менее
8.23. За границу охраняемой площади под лесонасаждения принимается контур самого лесонасаждения, без бермы.
Границы предохранительных целиков под лесонасаждения строятся по углам разрывов, значения которых принимаются в соответствии с разд. 7.
8.24. Для невыгоревших породных отвалов и для кладбищ в охраняемую площадь включается площадь соответствующего объекта и бермы вокруг нее шириной 10 м.
Границы предохранительных целиков под невыгоревшими породными отвалами и под кладбищами строятся по углам разрывов. Если плоскость, проведенная под углом разрыва