RU2014396C1 - Method for reducing adverse effect of underground workings on ground surface - Google Patents
Method for reducing adverse effect of underground workings on ground surface Download PDFInfo
- Publication number
- RU2014396C1 RU2014396C1 SU4938422A RU2014396C1 RU 2014396 C1 RU2014396 C1 RU 2014396C1 SU 4938422 A SU4938422 A SU 4938422A RU 2014396 C1 RU2014396 C1 RU 2014396C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aggregate
- earth
- wells
- deformations
- well
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для защиты зданий, сооружений и природных объектов от вредного влияния горных выработок, пустот толщи горных пород, а также при подъеме приповерхностного слоя толщи горных пород. The invention relates to the construction and can be used to protect buildings, structures and natural objects from the harmful effects of mine workings, voids of the rock mass, as well as when lifting the surface layer of the rock mass.
Известен способ защиты объектов от вредного влияния подземных выработок, который включает бурение скважин с поверхности в основании зданий и сооружений и нагнетание через них заполнителя. В условиях отсутствия водоупора через скважины создают верхний и нижний водоупоры, а затем между водоупорами нагнетают заполнитель таким образом, что при ожидаемых деформациях одного знака в основании возникают деформации противоположного знака. Это достигается тем, что при ожидаемом сжатии и прогибе основания объекта скважины располагают непосредственно у объекта, а при растяжении и выгибе основания объекта - на расстоянии 0,5 К от объекта, где К - радиус влияния, равный 55-60 м. A known method of protecting objects from the harmful effects of underground workings, which includes drilling wells from the surface at the base of buildings and structures and pumping aggregate through them. In the absence of water seal through the wells, upper and lower water locks are created, and then aggregate is pumped between the water locks in such a way that, with the expected deformations of one sign, deformations of the opposite sign appear in the base. This is achieved by the fact that with the expected compression and deflection of the base of the object, wells are located directly at the object, and with stretching and bending of the base of the object at a distance of 0.5 K from the object, where K is the radius of influence equal to 55-60 m.
Недостатком способа является то, что он предназначен для отдельных зданий и сооружений. В настоящее время подработка отдельных объектов является частным случаем, а общим случаем является подработка и защита застроенных территорий или имеющих значительную площадь природных объектов (поймы рек, леса, затапливаемые при подземной разработке полезного ископаемого). The disadvantage of this method is that it is intended for individual buildings and structures. Currently, the underworking of individual objects is a special case, and the general case is the underworking and protection of built-up territories or natural objects having a significant area (floodplains, forests flooded during underground mining).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ защиты объектов от вредного влияния подземных выработок, который заключается в том, что поднятие приповерхностного слоя горных пород производят перед проходкой каждой очистной выработки. Для этого устанавливают зоны каждой из очистных выработок, а также зоны совместного влияния этих очистных выработок. Перед проходкой первой очистной выработки приповерхностный слой от водоупора поднимают на величину (0,4-0,6) , где - ожидаемое оседание земной поверхности от первой очистной выработки. Перед проходкой второй очистной выработки поднимают земную поверхность также на величину (0,4-0,6) , а зону совместного влияния на величину (0,4-0,6) ( + ).Closest to the proposed invention is a method of protecting objects from the harmful effects of underground workings, which consists in raising the surface layer of rocks before each mine workings. For this, the zones of each of the treatment workings are established, as well as the zones of joint influence of these treatment workings. Before driving the first treatment mine, the surface layer from the stopper is raised by a value of (0.4-0.6) where - the expected subsidence of the earth's surface from the first treatment plant. Before driving the second treatment mine, the earth's surface is also raised by an amount (0.4-0.6) , and the zone of joint influence on the value (0.4-0.6) ( + )
Чередование знаков деформаций, вызванное поднятием горных пород при закачивании заполнителя и опусканием при проведении очистных выработок, благоприятно сказывается на подрабатываемых объектах, в которых усилия не накапливаются, а периодически компенсируются. The alternation of signs of deformations caused by raising rocks during pumping of aggregate and lowering during treatment workings favorably affects underworked objects in which efforts are not accumulated, but are periodically compensated.
Недостатком данного способа является то, что необходимы значительные затраты на возведение сплошного массива заполнителя. The disadvantage of this method is that significant costs are required for the construction of a continuous array of aggregate.
Целью изобретения является снижение затрат на возведение массива заполнителя. The aim of the invention is to reduce the cost of the construction of an aggregate array.
Для достижения поставленной цели выполняют расчет ожидаемых деформаций земной поверхности от планируемых очистных выработок, сравнивают их с допустимыми, производят наблюдение за деформациями в процессе возведения массива заполнителя и при подработке бурят скважины до выбранных водоупоров, возводят ограждающие массивы (водоупоры), нагнетают в массив горных пород заполнителя, при этом скважины располагают сетью прямоугольников с короткой стороной вдоль направления движения очистных выработок. To achieve this goal, the expected deformations of the earth's surface from the planned mine workings are calculated, they are compared with the permissible ones, deformations are monitored during the construction of the aggregate array and, during the underworking, they are drilled to the selected water storages, the enclosing massifs (water storages) are erected, and they are pumped into the rock mass filler, while the wells have a network of rectangles with a short side along the direction of movement of the treatment workings.
Очередность нагнетания заполнителя в скважины устанавливают в одном направлении с направлением прохождения очистных выработок, а скважины располагают на расстоянии 2K + D Hn + 1/Hn , где D - пролет между массивами заполнителя, при котором на земной поверхности возникают допустимые суммарные деформации; K - радиус влияния одной скважины, а Hn и Hn+1 - глубины смежных пролетов.The sequence of injection of aggregate into the wells is set in the same direction as the direction of the treatment workings, and the wells are located at a distance of 2K + DH n + 1 / H n , where D is the span between the aggregate masses, at which permissible total deformations occur on the earth's surface; K is the radius of influence of one well, and H n and H n + 1 are the depths of adjacent spans.
Новизна способа заключается в том, что скважины располагают в виде сети прямоугольников, направленных короткой стороной вдоль направления проведения очистных выработок, очередность нагнетания заполнителя в скважины устанавливают в одном направлении с направлением движения очистных выработок, а скважины располагают на расстоянии
2K+D, где D - пролет между массивами заполнителя, при котором на земной поверхности возникают допустимые суммарные деформации;
K - радиус влияния скважин;
Hn, Hn+1 - глубины смежных пролетов.The novelty of the method lies in the fact that the wells are arranged in the form of a network of rectangles directed with the short side along the direction of the treatment workings, the order of injection of aggregate into the wells is set in the same direction with the direction of movement of the workings, and the wells are located at a distance
2K + D where D is the span between the aggregate arrays at which permissible total deformations occur on the earth's surface;
K is the radius of influence of the wells;
H n , H n + 1 - the depths of adjacent spans.
На фиг. 1 - показан план линий скважин на земной поверхности в зоне влияния горных работ; на фиг. 2 - вертикальный разрез толщи горных пород с указанием зоны влияния очистных работ и возводимого массива заполнителей. In FIG. 1 - shows a plan of the lines of wells on the earth's surface in the zone of influence of mining; in FIG. 2 - a vertical section of the thickness of the rocks with an indication of the zone of influence of treatment and the mass of aggregates being built.
На фигурах и в тексте приняты следующие обозначения:
K - радиус влияния скважины; D - пролет между массивами заполнителя; H1, H2, H3, H4, H5, H6 - глубины смежных пролетов; I, II, III, IV, V, VI - номера линий скважин; 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 - номера устьев скважин вдоль одной линии; 10 - граница зоны влияния очистной выработки; 11 - положение очистной выработки в толще горных пород; 12 - стволы скважин в толще горных пород; 13 - массив заполнителя; 14 - водоупор.The following notation is used in the figures and in the text:
K is the radius of influence of the well; D is the span between the placeholder arrays; H 1 , H 2 , H 3 , H 4 , H 5 , H 6 - the depths of adjacent spans; I, II, III, IV, V, VI - well line numbers; 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 — wellhead numbers along one line; 10 - the boundary of the zone of influence of the mine; 11 - the position of the mine working in the rock mass; 12 - wellbores in the rock mass; 13 - placeholder array; 14 - waterproofing.
П р и м е р. Под лесным массивом в пределах контура 10 осуществляют выемку угля очистной выработкой 11. Глубина пласта 307 м, мощность пласта 2,7 м, длина очистной выработки составляет 255 м. PRI me R. Under the forest within
В соответствии с этими условиями согласно "Правилам охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях" (М.: Недра, 1981) рассчитываем максимальные деформации земной поверхности. Они составляют следующие величины: - оседание 2,1 м; - наклон 13,2˙10-3; - горизонтальные деформации 8,4˙10-3; - кривизна 1,6 ˙10-4 м.In accordance with these conditions, according to the "Rules for the protection of structures and natural objects from the harmful effects of underground mining in coal deposits" (M .: Nedra, 1981), we calculate the maximum deformation of the earth's surface. They comprise the following values: - subsidence of 2.1 m; - slope 13.2˙10 -3 ; - horizontal strains 8.4 810 -3 ; - curvature 1.6 ˙ 10 -4 m.
При таком оседании уровень грунтовых вод оказывается выше земной поверхности на 30 см. Это приводит к заболачиванию и гибели лесного массива. Согласно реконструкциям лесного хозяйства уровень грунтовых вод не должен подниматься выше 1,2 м от земной поверхности. В этом случае сохраняются нормальные условия существования лесного массива. В этом случае можно произвести опускание земной поверхности только на 0,6 м, а 1,5 м необходимо поднять для сохранения уровня на отметке 1,2 м от земной поверхности. With such subsidence, the groundwater level is 30 cm above the earth's surface. This leads to waterlogging and destruction of the forest. According to forestry reconstructions, the groundwater level should not rise above 1.2 m from the earth's surface. In this case, the normal conditions for the existence of the forest are preserved. In this case, it is possible to lower the earth's surface only by 0.6 m, and 1.5 m must be raised to maintain the level at 1.2 m from the earth's surface.
В соответствии с указанными "Правилами охраны ..." оседание находится из формулы
ηm=qom ˙cosα ˙ N1˙ N2, где m - мощность пласта (m=1,5 м);
α - угол падения (cosα =0,98);
N1, N2 - функции, зависящие от отношения Do/m;
Do-длина очистной выработки (Do=255);
H - глубина очистной выработки (307 м).In accordance with the specified "Protection Rules ..." the subsidence is found from the formula
η m = q o m ˙cosα ˙ N 1 ˙ N 2 , where m is the thickness of the formation (m = 1.5 m);
α is the angle of incidence (cosα = 0.98);
N 1 , N 2 - functions depending on the ratio D o / m;
D o the length of the treatment output (D o = 255);
H is the depth of the treatment plant (307 m).
В условиях Донбасса qo=0,8, а N2 примем равной единице. Тогда из формулы получим
N1= = = 0,5
Из таблиц N 21 "Правил охраны ..." находим, что при N=0,5 =0,3.In the conditions of Donbass, q o = 0.8, and N 2 we take equal to unity. Then from the formula we get
N 1 = = = 0.5
From tables N 21 of the "Protection Rules ..." we find that with N = 0.5 = 0.3.
Тогда при глубине водоупора Hв=167-180 м, D=40-55 мм.Then, with a depth of water storage H in = 167-180 m, D = 40-55 mm.
Поскольку K по данным экспериментальных исследований составляет 50-60 м, то расстояние между линиями скважин в данном случае целесообразно принять от 140 до 170 м. После этого на плане горных работ намечают места закладки линий скважин и положение скважин в каждой линии. Since K, according to experimental studies, is 50-60 m, it is advisable to take the distance between the lines of the wells from 140 to 170 m in this case. After that, the places for laying the lines of the wells and the position of the wells in each line are planned on the mining plan.
До начала влияния горных работ бурят все скважины под номером 1 и 2 и поднимают земную поверхность на 1,5 м. Затем после выяснения скорости подвигания горных работ в очистном забое определяют сроки бурения скважин под N 3 и выше. Before the impact of mining operations, all wells are numbered 1 and 2 and the earth's surface is raised by 1.5 m. Then, after ascertaining the speed of mining operations in the working face, the timing of drilling for
Бурение и создание массива заполнителя должно создавать опережение очистного забоя на С=Hср. ˙ctg δo, где С - опережение массива заполнителя (13) очистного забоя; Нср. - средняя глубина водоупора 14; δо - граничный угол по простиранию горных пород.Drilling and creating an aggregate array should be ahead of the face at C = H cf. ˙ctg δ o , where C is the lead of the aggregate aggregate (13) of the face; N cf. - the average depth of the
При Нср.= 170 м, ctg δo=40, опережение массива заполнителя должно составлять 680 м.When N cf. = 170 m, ctg δ o = 40, the advance of the aggregate array should be 680 m.
В процессе создания массива ведут наблюдения за сдвижением земной поверхности, с помощью которых контролируют подъем, оседание и деформации земной поверхности. In the process of creating the massif, observations are made of the movement of the earth's surface, with the help of which they control the rise, subsidence and deformation of the earth's surface.
Как показывают предварительные расчеты, использование предлагаемого способа сокращает объем работ по возведению заполнителя примерно в два раза, что уменьшает затраты в производственной стадии при подвигании одного очистного забоя на 100 м на 0,4-0,5 млн. руб. As preliminary calculations show, the use of the proposed method reduces the amount of work on the construction of aggregate by about half, which reduces costs in the production stage when moving one face to 100 m by 0.4-0.5 million rubles.
Claims (1)
2K + D,
где K - радиус влияния скважины, м;
D - пролет между массивами заполнителя, при котором на земной поверхности возникают допустимые деформации, м;
Hn, Hn+1 - глубина смежных пролетов, м.METHOD FOR REDUCING THE HARMFUL INFLUENCE OF UNDERGROUND PRODUCTS ON THE TERRITORY OF THE EARTH'S SURFACE, including calculating the expected deformations of the earth's surface, comparing them with acceptable deformations, conducting observations of the deformations of the earth's surface during the construction of the aggregate mass and the part-time job, drilling wells to the selected water storage wells, pumping up aggregate rocks, characterized in that, in order to reduce the cost of constructing an aggregate array, the wells have a network of rectangles, to ROTKO side of which is arranged along the direction of clearing mines, and the sequence of injection of filler in the well is set in the direction of movement cleanup production, the well located at a distance from one another, defined by the expression
2K + D ,
where K is the radius of influence of the well, m;
D is the span between the massifs of the aggregate, in which permissible deformations occur on the earth's surface, m;
H n , H n + 1 - the depth of adjacent spans, m
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4938422 RU2014396C1 (en) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | Method for reducing adverse effect of underground workings on ground surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4938422 RU2014396C1 (en) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | Method for reducing adverse effect of underground workings on ground surface |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014396C1 true RU2014396C1 (en) | 1994-06-15 |
Family
ID=21575643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4938422 RU2014396C1 (en) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | Method for reducing adverse effect of underground workings on ground surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2014396C1 (en) |
-
1991
- 1991-05-22 RU SU4938422 patent/RU2014396C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110130897A (en) | Roof weakening solution danger method | |
WO2011103620A1 (en) | A method of reducing subsidence or windblast impacts from longwall mining | |
RU2537711C1 (en) | Erection of tunnels in structurally unstable soils with karst phenomena and/or boil processes | |
CN107013215B (en) | A kind of subregion domain construction filling mining is to reduce the method for safety pillar under wa ter bodies size | |
RU2014396C1 (en) | Method for reducing adverse effect of underground workings on ground surface | |
RU2490461C1 (en) | Method to mine thick steep deposits of unstable ores | |
RU2083831C1 (en) | Method for treatment of impact-risky seams in difficult mining and geological conditions | |
RU2114307C1 (en) | Method for opencast mining of flooded mineral deposits | |
RU2010953C1 (en) | Method of determination of cracks spreading height in basic zone of working | |
RU2123109C1 (en) | Method for mining of coal series in marginal zones of opencast | |
SU1028847A1 (en) | Method of mining thick ore deposits | |
Valgma et al. | Low depth mining in Estonian oil shale deposit-Abbau von Ölschiefer in Estland | |
SU881331A1 (en) | Method of constructing shallow-depth tunnel in unsolid rock | |
RU2134786C1 (en) | Method for saving sections of development workings | |
RU2287686C1 (en) | Method for extracting a bed of shale | |
SU968408A1 (en) | Method of working sloping thick ore deposits | |
RU2471990C1 (en) | Method to mine sloping and inclined coal beds of average capacity | |
SU934009A1 (en) | Method of working thick gently-sloping ore deposits | |
RU2078216C1 (en) | Method for prevention of rock bursts and increase of roof cavability | |
SU836364A1 (en) | Method of preventing dynamic phenomena at working of coal beds | |
RU2013548C1 (en) | Method for mining mineral deposits at large depth | |
SU1754899A1 (en) | Method for improvement of stability of opencast flanks and benches | |
SU1129354A1 (en) | Method of underground working of mineral deposits | |
RU2096617C1 (en) | Method for development of mineral deposits | |
SU1348454A1 (en) | Method of protecting objects against adverse effects of underground workings |