Запобігання пошкоджень і руйнувань об'єктів
При розробці корисних копалин утворюється вироблений простір. Рівновага гірських порід порушується і відбувається їх зрушення, при цьому земна поверхні зазнає деформації.
Зрушення гірських порід і деформація земної поверхні під впливом гірських розробок при певних умовах призводять до ушкодження або навіть руйнування споруд і природних об'єктів, що потрапляють в зону впливу гірських розробок.
Практично дуже важливо в кожному окремому випадку мати можливість визначати межі зони шкідливого впливу гірничих розробок, і вживати відповідних заходів з охорони споруд і різних об'єктів від пошкодження або руйнування.
Зрушення гірських порід і земної поверхні є складним процесом. З метою вивчення його виробляються систематичні інструментальні спостереження.
Характер прояву процесу зрушення гірських порід і деформація земної поверхні залежать від цілого ряду геологічних і горноексплуатаціонних факторів.
Під час вилучення корисної копалини зрушення гірських порід над виробленим простором розвивається послідовно, охоплює перекриває товщу, досягає земної поверхні, яка в тій чи іншій мірі деформується.
Так, наприклад, при підземній розробці вугільних родовищ, основними факторами зрушення гірських порід є: прогин, обвалення, зрушення напластованию, пластичне протягом, сповзання, а також віджимання вугільного пласта.
Характер деформації земної поверхні
Зрушення порід над або біля виробленого простору викликає деформацію земної поверхні, вона або обрушується, або прогинається або сповзають краю кар'єра, розрізу. Прогин на земній поверхні, що виник в результаті вироблення корисних копалин в надрах, називають мульдою зрушення. Площа мульди залежить безпосередньо від площі виробленого обсягу викопного і його фізичних характеристик.
Зрушення гірських порід при відкритих розробках проявляється в деформації гірських порід, що складають борту кар'єрів і знаходяться у відвалах. При цьому зрушення гірських порід проявляються у вигляді осипання, опливанія, обвалів і зсувів на окремих ділянках кар'єра чи охоплює товщу порід на всю глибину кар'єра.
При зсувах поверхню АВБ ковзання зазвичай має форму, схематично зображену на рис. 19. де напрямок зрушень окремих точок 1, 2, 3. 7 показано векторами.
Зрушення порід захоплює не тільки борт кар'єру, але також його дно, яке видавлюється і піднімається.
Напрями векторів приблизно паралельні дотичним до поверхні ковзання АВБ в точках перетину поверхні з перпендикуляром, проведеним до відповідного вектору.
Положення поверхні ковзання залежить від умов залягання, механічних властивостей порід, що складають борт кар'єру, від положення борту і глибини кар'єра. Особливо часто виявляються зсуви, коли в основі борту залягають слабкі породи. В умовах відкритої розробки породи піддаються вивітрюванню, зволожуються, стають нестійкими, тому необхідно приділяти особливу увагу їх осушенню, а також спостереженнями за станом бортів кар'єрів.
Сутність спостережень полягає у визначенні переміщень системи точок, закладених на земній поверхні над очисною виробкою.
Система таких спостережних точок утворює спостережну станцію, яка представляє собою сукупність реперів, закладених по лініях, розташованим навхрест простягання і по простяганню розроблюваних родовищ корисних копалин.
Залежно від терміну служби і призначення розрізняють станції: довготривалі (5-20 років), рядові (до 5 років) і короткочасні (менше року), а також станції спеціального призначення.
Найбільшого поширення мають пересічні станції. Навхрест простягання в цьому випадку мають не менше двох, а по простяганню - одну лінію реперів.
Спостереження за переміщенням верхніх шарів вироблення кар'єра полягає у виробництві геометричного або тригонометричного нівелювання і вимірювань відстаней між пунктами станції з метою визначення вертикальної і горизонтальної складових зрушень спостережуваних точок вздовж створу профільної лінії.
Для цього від точки, де позначився зсув, проводять лінію, паралельну вектору зрушення в цій точці і продовжують її до перетину з перпендикуляром до вектору зрушення наступної точки і т. Д.
В результаті таких маркшейдерських спостережень можуть бути встановлені характер і ступінь небезпеки переміщення порід на борту кар'єра або в відвалі для ближніх об'єктів і споруд на земній поверхні.
Способи охорони об'єктів та споруд
Щоб зберегти споруду від шкідливого впливу гірничих виробок приймаються різні заходи, наприклад:
- під спорудою залишається запобіжний цілик;
- застосовуються спеціальні конструктивні пристосування в будівлях і спорудах, що забезпечують необхідну стійкість при підробці;
- виїмка корисної копалини проводиться з повним закладенням виробленого простору;
- приміряється така система розробок і такий порядок виїмки, при яких спорудження плавно опускається при незначних нешкідливих деформаціях.
Найбільш поширеним способом захисту споруд і об'єктів поверхні є метод залишення запобіжних ціликів.
Побудова ціликів проводиться графічно і полягає у визначенні контура ділянки корисних копалин, який повинен бути залишений в надрах як запобіжного цілика під спорудою або іншим об'єктом. Побудова робиться способом розрізів або в проекції з числовими відмітками.
Площа цілини складається з площі земної поверхні, займаної природоохоронними об'єктами і смуги, навколишнього охороняється контур. Ця смуга називається берм. Берма призначена для запобігання від неминучих помилок в маркшейдерських розрахунках, викликані неточностями у визначенні кутів зрушення, кутів падіння, плотностнимі і міцності порід і т. Д.
Інструкція
з виробництва маркшейдерських робіт
РД 07-603-03