Источник: http://alma-mater.luguniv.edu.ua/magazines/elect_v/NN4/07mvtzzp.pdf
Охорона різного роду споруд на земній поверхні від шкідливого впливу підземних гірничих робіт є одним з головних завдань маркшейдерської служби при розробці як вугільних, так і рудних родовищ [1]. Підземний видобуток порушує стабільність масиву гірничих порід, від тих, що налягають над виїмковим простором і до земної поверхні. Початок спостережень за зрушеннями було покладено в Німеччині, у наслідок чого були прийняті Дормутські правила охорони, які по мірі поширення розробок, зміни геологічних та інших умов удосконалювалися та уточнювалися. Змінювалися й прийоми натурних та теоретичних досліджень за процесом зрушення. Деякі теорії були спростовані, деякі стали фундаментальними. Зрушення гірничих порід та земної поверхні над підземними гірничими роботами вивчаються вченими вже більше двох сторіч [1; 5; 7; 9; 11; 17; 19; 21; 36; 48]. Різноманітність гірничо-геологічних, гідрогеологічних, стратиграфічних, топографічних ситуацій та їх сполучень змінює бачення цього процесу, як за часовими, так і за геометричними параметрами [3; 6; 10; 11; 12; 14; 16; 18; 22]. Не завжди прийняті кутові параметри процесу зрушення [15] та методи розрахунку деформацій у мульді зрушення [7; 10; 11; 20] відповідають фактичним. Уявлення про процес зрушення, його теоретичні розробки та прийняття певних його параметрів із затвердженням їх в нормативних документах [15] є тільки наближеними до істини. Застосування методу аналогій [9] також є не завжди виправданим. Пошук раціональних зерен у суцільній масі досліджень є закономірним та необхідним [12; 22; 28; 29; 36; 38]. В останні роки цей пошук спрямований на уточнення, насамперед, кутових параметрів процесу зрушення, що визначають площу мульди зрушення на земній поверхні, в тій чи іншій мірі зачепленій процесами деформацій. Це пов'язано з побудовою охоронних ціликів для охорони вертикальних шахтних стволів, що пересікають світу пластів [13], нафтопроводів, газопроводів та інших промислових об’єктів, що мають значну протяжність з невизначеною точкою надійного закріплення, і де відсутні всі види деформацій [49; 50]. Такі споруди, коли попадають під різноманітними кутами до руху вугільного вибою в різних частинах мульди зрушення, піддаються впливу від зовсім інших навантажень, ніж житлові чи промислові споруди з розмірами прогонів, значно меншими полумульди зрушення. Визначення істинної довжини лінійної споруди, що потрапила в зону зрушення, а також визначення стійкості відкосів у зонах зрушення на цей час розглядаються неоднозначно, як з боку розробників надр, так і з боку організацій, що експлуатують лінійні незаглиблені споруди [24; 25]. Пильну увагу до цього питання приділяють також працівники аграрного сектора та екологічної служби [37]. Руйнування лінійної споруди навіть за межею зони шкідливого впливу, що побудована за прийнятими нині Правилами [15], не приймаються до уваги розробниками надр, а відшкодування за екологічні наслідки в останні роки не є обов’язковими [25].
Дослідження з удосконалення методики визначення граничних кутів зрушення для оконтурювання на земній поверхні реальної техногенно- екологічної мульди, у межах якої можливі деформації схилів і трубопроводів, є актуальними. Проблема виникла при підробці нафтопроводу Лисичанськ– Тихорецьк 4-ю Східною зворотною лавою по пласту к8, горизонту 730 м шахти Тошківська [24]. У 1997 році лавою був підроблений нафтопровід на пікетах 18–19. Нафтопровід у цьому місці прокладений по сильно перетятій місцевості з двома балками глибиною до 50 м. Схили балок складені глинистими відкладеннями. На ступінь стійкості ґрунтових мас, на думку авторів Рекомендацій [25], впливають не гірничі роботи, а ґрунтові й анізотропні води, відсутність рослинного покрову з розорюванням схилів.
У травні 1996 р. на 21 км у сел. Нижній відбулася аварія нафтопроводу. Місце аварії, за твердженням авторів „Рекомендацій”, перебуває за межами впливу гірничих робіт у 400 метрах від розрізної печі 4-ї Східної лави пласту к8. Руйнування труби викликане зсувом, що супроводжувався утворенням тріщин відколу на верхній брівці, уступів і терас [50].Виконані інженерні дослідження в районі аварії на нафтопроводі у вигляді восьми спеціальних свердловин, аналізу ґрунтів і вод показали, що на глибині 8м залягають щільні тріасові глини. По підніжжю цих глин відбувся зсув частини схилу довжиною близько 150 м з утворенням уступу 1,5 м. Уся ширина фронту зсувного язика складала 150–200 м. Унаслідок цього, вище уступу на відстані близько 100 м, відбувся розрив труби нафтопроводу на поворотному зварювальному стику з розтином труби близько 10 мм і по стику навколо труби близько 400 мм.
Незважаючи на те, що автори "Рекомендацій" пояснюють розрив труби неякісним зварюванням стику, на нашу думку, ініціюючою все-таки є підробка нафтопроводу лавою по пласту к8. При цьому необхідно врахувати думки багатьох авторів [26; 37] про те, що граничні кути в техногенно-екологічній мульді зрушення повинні прийматися більш пологими, ніж ті, що рекомендуються Правилами [15]. Крім цього, необхідно з'ясувати інші причини, що сприяють прийняттю помилкових рішень щодо встановлення границь мульди, за межами яких гірничі роботи не впливають на стійкість як зсувонебезпечних схилів, так і нескінченно протяженних лінійних заглиблених споруджень типу нафтопроводів.
На нашу думку, причиною неоднозначного визначення меж мульди можуть бути:
1. Помилки визначення положення вибою розрізної печі, що викликані накопиченням похибок у маркшейдерських зйомках, як на земній поверхні, так і в гірничих виробках.
2. Збільшення максимальної потужності пласту, що виймається, за рахунок наявності в покрівлі лави й у підготовчих виробках фальшивої покрівлі.3. Відкачка води з шахти з утворенням депресійної воронки, що перевищує по площі мульду зрушення над окремою лавою.4. Пологопадаючі великі тектонічні порушення з утворенням у масиві й по виходу їх на поверхню ослаблених зон, і погоджено падаючі тріщини, що опірюють ці тектонічні порушення.
5. Наявність у приконтурній зоні мульди зрушення балок з водотоками і великим перепадом висот, а також зсувонебезпечних схилів у межах депресійної воронки.
6. Гідротехнічні спорудження, заглиблені трубопроводи, що ініціюють обводнювання наносів.
7. Значна інфільтрація атмосферних вод у наноси й кам'яновугільні відкладення.
8. Старі гірничі виробки, затоплені й слабо розвідані.