Источник: Маркшейдерское дело. М.: Недра; Издание 3-е, перераб. и доп. 1981 г. 704 страниц; язык: русский.
Глава XXVI
п.199 СПОСОБЫ ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССА ДВИЖЕНИЯ ТОЛЩИ ГОРНЫХ ПОРОД
Процесс движения толщи горных пород и земной поверхности изучают в натуре путем инструментальных наблюдений, на моделях главным образом из эквивалентных материалов (лабораторный способ) и путем проведения теоретических исследований.
При изучении процесса движения горных пород непосредственно в натуре, т. е. в районе горных разработок, на исследуемом участке закладывают наблюдательную станцию с большим числом реперов. Чаще такую наблюдательную станцию закладывают на земной поверхности. Путем геометрических измерений, которые производят систематически, следят за положением реперов станции во времени и пространстве. Сопоставляя наблюденные смещения реперов с произведенными горными работами, устанавливают необходимые закономерности развития процесса движения. Более подробно методика натурных инструментальных наблюдений процесса движения горных пород и земной поверхности рассматривается в последующих параграфах. Результаты натурных наблюдений дают достоверный материал для понимания процесса движения горных пород, однако проведение таких наблюдений требует длительного времени. Кроме того, в натуре трудно найти условия для изучения отдельных сторон процесса, а результаты наблюдений не всегда пригодны для других горно-геологических условий.
При изучении процесса движения горных пород в лабораторных условиях создают плоские и объемные модели исследуемого участка, на которых имитируют выемку полезного ископаемого и вызываемый ею процесс движения. Этот метод предложен д-ром техн. наук Г. Н. Кузнецовым,: В основу каждой модели берут определенный геологический разрез, для основных горных пород которого предварительно определяют физико-механические свойства. Задаваясь масштабом модели, подбирают материалы, механические свойства которых были бы эквивалентны одноименным свойствам пород натуры. Показатели механических свойств материалов модели определяют по формуле Г. Н. Кузнецова, вытекающей из общего закона подобия Ньютона
Первое направление теоретических исследований несмотря на попытки применения различных теорий и положений физико-математических наук (теории упругости, пластичности, механики - сплошной среды и др.) пока не дало результатов, пригодных для использования на - практике. Основными причинами, препятствующими завершению исследований этого направления, являются многочисленность и неоднородность факторов, определяющих качественную и количественную стороны процесса движения горных пород, а также ограниченность наших знаний о структуре и физико-механических свойствах горных пород на разных глубинах.
Результаты исследований второго направления используются на практике, и они рассмотрены в гл. XXVII.
200. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ МАРКШЕЙДЕРСКИХ НАБЛЮДЕНИЯХ
Маркшейдерские наблюдения за движением земной поверхности и за подрабатываемыми объектами проводятся с целью: определения и дальнейшего уточнения параметров процесса движения (см. п.197), фиксирования вида и величин деформаций, возникающих в подрабатываемых объектах, установления взаимосвязи между деформациями грунта (земной поверхности) и деформациями сооружений, определения степени фильтрации воды в горные. выработки при подработке водоемов и др.
Результаты наблюдений используются: при установлении и выборе мер охраны зданий, сооружений и природных объектов от вредного влияния горных разработок, при построении предохранительных целиков под объекты, при установлении и выборе рациональных способов разработки залежей (пластов) под объектами, обеспечивающими минимальные потери полезного ископаемого,' при разработке методов расчета прогнозируемых величин сдвижений и деформаций и др.
Маркшейдерские наблюдения за движением земной поверхности и за подрабатываемыми объектами производятся на так называемых наблюдательных станциях. Под наблюдательной станцией понимают сеть реперов, заложенных на земной поверхности над проектируемыми горными работами в почве (грунте), в фундаментах (цоколях) зданий или объектах-трубопроводах, рельсах железных дорог, технологическом оборудовании. Наблюдательные станции закладываются также в горных выработках. Реперы в грунте обычно располагают в определенном порядке по профильным линиям главных сечений мульды движения вкрест простирания и по простиранию пласта. Реже профильные линии приходится закладывать в произвольном направлении относительно простирания пласта, но параллельно оси подрабатываемых.объектов (трубопроводов, железных дорог, каналов и др.).
На застроенных участках поверхности земли, а также в гористой местности допускаются изломы профильных линий реперов. В зависимости от назначения 'и срока службы различают ' следующие типы наблюдательных станций:
1) долговременные станции со сроком существования свыше 3 лет закладываются с целью получения параметров процесса движения при выемке нескольких пластов и горизонтов;
2) рядовые станции со сроком существования от 1 до 3 лет. Назначение этих станций то же, что и долговременных, но закладываются они при небольших глубинах при выемке одного-двух пластов и работе на одном горизонте;
3) кратковременные станции со сроком существования от 1 до 5 мес, закладываемых при глубине горных работ до 250 м с целью получения отдельных параметров процесса движения (угла движения 6, величины максимального оседания и др.).Наблюдения на таких станциях обычно ведутся по неполной методике;
4) специальные наблюдательные станции (рис. 310), закладываемые с целью изучения влияния процесса движения земной поверхности на объекты, сооружения и водоемы, попавшие в мульду движения.
Закладка наблюдательных станций и наблюдения на них производятся по заранее составленному и утвержденному проекту