Определение условий образования провалов и разработка способов их предотвращения при ликвидации шахт в Подмосковном бассейне

• Автор: Кошелев, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.15.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 100 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОВАЛОВ НАД ГОРНЫМИ ВЫРАБОТКАМИ, ЗАДА ЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
1.1. Основные сведения о случаях возникновения провалов над горными выработками и критерии их образования
1.2. Существующие гипотезы сдвижений пород в окрестности горных выработок
1.3. Постановка задач ирследования
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА И УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОВАЛОВ
НАД ГОРНЫМИ ВЫРАБОТКАМИ.
2.1. Характеристика сдвижений пород при образовании провалов
2.2. Установление критериев оценки состояния массива нарушенного горными работами
2.3. Развитие зон сдвижения в массиве и на поверхности до и после выхода провала
2.4. Определение условий образования провалов
2.5. Схемы обрушений пород над выработкой
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. СМЕЩЕНИЯ ПОРОД В ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ В УСЛОВИЯХ
САФОНОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ.
3.1. Краткое описание геологического строения
3.2. Литологическая характеристика различных типов глинистых пород и их физикомеханические свойства
3.3. Смещения пород в горные выработки в виде пучения и факторы, влияющие на
него
3.4. Определение степени устойчивости и величины заполнения выработок
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ГЕОМЕХАНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА, ПРОГНОЗ
ЕГО ИЗМЕНЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ.
4.1. Характеристика территории бассейна
4.2. Оценка подработанных территорий
4.3. Прогноз возможных форм геомеханических изменений в массиве и на поверхности
4.4. Возможные последствия закрытия угольных шахт
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 5. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ УПРАВЛЕНИЯ
ДЕФОРМАЦИОННЫМИ ПРОЦЕССАМИ, ПРОИСХОДЯЩИМИ В ТОЛЩЕ ПОРОД И НА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ, И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБ.ЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КАЖДОГО ИЗ ЭТИХ СПОСОБОВ.
5.1. Основные принципы управления деформационными процессами
5.2.Определение способов предотвращения (снижения) последствий закрытия
угольных шахт
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ Общая характеристика работы.
Актуальность проблемы. В связи с массовым закрытием угольных шахт возникает проблема оценки возможных последствий ликвидации предприятий и разработки способов их снижения.
В ряде случаев горные выработки являются причиной образования провалов, возникновения трещин, уступов, неожиданных интенсивных оседаний отдельных участков поверхности и, как следствие, деформаций зданий и сооружений.
Наиболее сложной в рассматриваемой проблеме является задача определения, с учетом геомеханической обстановки закрываемых шахт, области безопасного влияния на земную поверхность погашаемых горных выработок и установления возможных форм ее сдвижения.
Выработки и отдельные полости, находящиеся в массиве, с течением времени и при определенных условиях теряют устойчивость, в результате чего деформационные процессы могут достичь земной поверхности и привести к ее сдвижению.
Из существующих видов сдвижения провал является наиболее опасным, так как он появляется внезапно и, пронизывая всю толщу горных пород, создает угрозу аварий и безопасности людей.
Особенно остро проблема прогноза и предотвращения внезапных провалов на земной поверхности стоит в Подмосковном угольном бассейне, где ведется массовая ликвидация горных выработок, расположенных на небольших (20 - 100м) глубинах. В настоящее время из действующих шахт в бассейне осталось восемь, остальные закрыты или находятся в стадии закрытия. На ликвидированных и ликвидируемых шахтах имеется большое количество горных выработок различного назначения с суммарной протяженностью, исчисляемой десятками километров.
Отсутствие научно обоснованных и узаконенных нормативными документами методов определения условий образования на земной поверхности провалов и воронок приводит к тому, что выбор способа погашения выработок нередко осуществляется произвольно, согласно опьггу и интуиции проектировщика, что в определенных условиях ведет к серьезным ошибкам, влекущим образование не только одиночных, но и серии провалов, как это было на шахтах «Скуратовская» и «Глубоковская» в Тульской области.
Цель работы. Определение условий образования провалов и создание научной основы безопасного использования подработанных территорий.
Основная идея. Учет характера обрушения пород над выработкой и степени заполнения ее сечения вмещающими породами при оценке возможности образования провалов и при определении их размеров.

непосредственной кровли и развитие первичного свода обрушения. Затем, при определенных условиях, возникает развитие сводообразования вверх к поверхности, при достижении которой образуется провал.
2.2. Установление критериев оценки состояния массива, нарушенного горными работами.
Для установления зависимостей оценки состояния массива были использованы данные шахтных (натурных) наблюдений и проведен сбор и анализ случаев образования провалов или сведения об их отсутствии на 16 шахтах Подмосковного бассейна, которые приведены в таблице 2.1 и изображены на графике (рис.2.1).
СПРАВКА
об образовании провалов на земной поверхности при обрушении кровли выработок на шахтах Подмосковного бассейна
Таблица 2.1.
№ п/п Наименование шахты Кол-во провалов Место образования провала Глубина заложения выр-ки Н,м Сечение выработки Б,м2
1 2 3
4 8-й вост. гл. вент. штрек
5 10-й вост. гл. отк. штрек
1 Скуратовская
2 11-й юго-вост. штрек
2 10-й бис. вост. штрек
4 1-й сев. гл. отк. штрек
3 32-й вост. гл. вент. штрек
2 30-й вост. гл. отк. штрек
2 объездная
2 Глубоковская