под затопленными выработками строим опасную зону. За контур
охраняемой площади принимается контур абвг.
Величины углов разрывов для построения границ опасной зоны в «Правилах охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок на угольных месторождениях» для данного месторождения не приводятся. Поэтому в соответствии с п. 1.11 принимаем их на 10° больше углов сдвижения, приведенных в этих Правилах. Получаем β" = β+ 10=57°, γ"=γ+ 10 = 75°, δ" = δ + 10=75°.
Строим вертикальный разрез вкрест простирания и проектируем на него с плана точки а, б, в, г. Получаем точки а1 (г1 ) и б1 (в1). Из точки а, (г,) проводим линию под углом β" = 57° до пересечения с пластом 1 и получаем точку к1 (л1). Также из точки 61 (в1) проводим линию под углом γ" = 75° до пересечения с пластом 1 и получаем точку d1 (e1 ).
Строим вертикальный разрез по простиранию и переносим на него с плана и вертикального разреза вкрест простирания угловые точки охраняемого контура. Получаем точки г2, в2, б2 и а2. Из точек г2 и а2 проводим линии под углом δ”=75° до пересечения с горизонтальной линией, проходящей через точку к1 (л1), и получаем точки л2 и к2. Также под углом δ" = 75° проводим линии из точек в2 и б2 до пересечения с горизонтальной линией, проходящей через точку д1 (e1 ), и получаем точки е2 и d2. Точки л2, к2, д2 и е2 являются
угловыми точками контура опасной зоны на разрезе по простиранию.
Проектируем на план с разреза вкрест простирания точки к1 (л1 ) и д1 (е1) и с разреза по простиранию точки л2, к2, д2 и е2. Получаем угловые точки к, д, е и л контура опасной зоны (предохранительного
целика) в пласте 1.
5.2. Построение границ опасной зоны в пласте, залегающем под затопленными выработками в Донецком бассейне (рис. 6)
На одной из шахт производственного объединения «Шахтерскантрацит» расстояние по нормали между разрабатываемым пластом к3 и затопленными выработками в вышележащем пласге к4 менее N6 (см. таблицу). В соответствии с.п. 1. 8 в пласте к3 под затопленными выработками устанавливается опасная зона.
Расчет ширины опасной зоны у затопленных выработок в пласте к4 производим так же, как в примере 5 .1 Получаем угловые точки абвгде границы опасной зоны в пласте ,к4, принимаемые за границы охраняемой площади при построении опасной зоны в нижележащем пласте к3.
Рис. 6. Построение опасной зоны в пласте залегающем под затопленными выработками
1 — вертикальный разрез вкрест простирания 2 - вертикальный разрез по простиранию
Величины углов разрывов, необходимые для построения границ опасной зоны в пласте к3 , определяем в соответствии с п 1.11 настоящей Инструкции. Для определения угла разрывов β" находим по Правилам охраны сооружений значение угла сдвижения р в районах залегания углей марок ПА и А Донецкого бассейна. При угле падения пластов α=22° получим β = 85— 0,8α = 85— 18 = 67° .Тогда величины углов разрывов составят β" = β+10 = 77°, γ" = 85+α = 85+22=107°, δ" = 90°
Построение границ опасной зоны по нижележащему пласту к3 производим так же, как в примере 5.1. На вертикальном разрезе вкрест простирания угловыми точками искомой границы опасной зоны являются точки k1 (u1), о1 (н1) и л1 (м1), а на вертикальном разрезе по простиранию — точки и2 , к2 , н2 , о2 , м2, л2 .
Проектируем эти точки на план и получаем границу опасной зоны клмнои в пласте к3 (на плане для наглядности отрезки кл, нм и ио смещены относительно соответствующих границ опасной зоны в пласте к'4 , с которыми они почти совпадают. Линии бл, ем, до следует проводить по направлению падения пластов).
5.3. Построение границы
опасной зоны (предохранительного целика)
в пласте, залегающем над пластом с затопленными
подготовительными выработками (рис. 7)
Рис. 7. Построение опасной зоны (предохранительного целика) в пласте, залегающем над затопленными подготовительными выработками
1 - вертикальный разрез вкрест простирания 2 — вертикальный разрез по простиранию
На шахте в Кузнецком бассейне уклон и ходок, пройденные по пласту I, затоплены на глубине 280—400 м от земной поверхности. Высота уклона вчерне . Угол падения пласта 21°, мощность его .
Вышележащий пласт 2 мощностью залегает над пластом l , на расстоянии по нормали . Согласно п. 1.10 в пласте 2 над затопленными выработками устанавливается опасная зона. Границы ее определяются с помощью углов разрывов, построенных у границ опасной зоны по пласту 1.
В соответствии с п. 1.4 настоящей Инструкции ширину опасной зоны у затопленных выработок по пласту 1 рассчитываем по формуле
d = 5m+ 0.05H+0,001l.
У верхней границы затопленных выработок (HB = ) ширина опасной зоны по простиранию при m = и l = составит
dB= 5*2,3 + 0,05*280 + 0,001*500=26 м.
Соответственно у нижней границы затопленных выработок (HH=400 м) ширина опасной зоны по простиранию и по падению составит
dB= 5*2,3 + 0,05*400+ 0,001 *500=32 м.
Отложив на плане ширину опасной зоны у верхней и нижней границ затопленных выработок, получим контур опасной зоны абвг в пласте 1.
В Правилах охраны сооружений углы разрывов для Кузнецкого бассейна не приводятся. Принимая в этом случае углы разрывов на 10° больше углов сдвижения, получим §"=90°, β" = 71°, γ" = =90°. Строим разрез вкрест простирания и проектируем на него с плана контур опасной зоны в пласте 1. Получаем точки а1 (г1) и б1 (в1). Из точки б1 (в1) проводим линию под углом β" = 71° до пересечения с пластом 2 и получаем точку л1 (м1). Далее из точки а1 (г1) проводим линию под углом γ" = 90° до пересечения с пластом 2 и получаем точку д1 (e1). Поскольку точка dl (е1) расположена выше уровня воды в затопленных выработках, то согласно п. 1.11 границей опасной зоны в пласте 2 будет точка к, (л,) на отметке уровня воды . Через точку к1 (n1) проводим линию, параллельную линии dl al, до пересечения с затопленными выработками и получаем точку о1 (р1). Проектируя ее на план, получаем точки о и р.
Строим разрез по простиранию и проектируем на него с разреза вкрест простирания точки о1 (р1) и 61 (в1). Отложив на горизонтальных линиях, проходящих через эти точки, расстояния от затопленных выработок до точек о и р, взятые с плана, получим точки p2 и о2. Аналогичным способом находим точки в2 и б2.
Из точек р2 и о2 проводим линии под углом δ=90° до пересечения с горизонтальной линией, проходящей через точку к1 (n1), и получаем точки n2 и k2. Аналогичным образом получаем точки м2 и л2. Переносим эти точки на план и получаем угловые точки клмр контура опасной зоны (предохранительного целика) в пласте 2.
5.4. Построение границы опасной зоны
у затопленных выработок с недостоверным контуром
и расположение опережающих скважин при проведении
подготовительной выработки в опасной зоне
На выходах пласта і2 в Донецком бассейне горные работы велись с 1910 по . и с 1938 по . На планы горных выработок шахты, разрабатывающей в настоящее время нижележащие горизонты этого пласта, старые затопленные выработки нанесены по данным треста Артемгеология (рис. 8). Граница опасной зоны у затопленных выработок не установлена.
Геологическая и гидрогеологическая характеристики участка затопленных выработок
Каменноугольные отложения на рассматриваемом участке покрыты четвертичными и третичными отложениями общей мощностью от 6 до .
Толща каменноугольных пород относится к отложениям среднего карбона. В границах шахтного поля рабочими являются угольные пласты і1, і2, і3 мощностью соответственно 1,1; 1,3; . Междупластья сложены чередующимися в различных сочетаниях аргиллитами, алевролитами и песчаниками (рис. 9).
Залегание каменноугольных пород слабоволнистое по простиранию. Падение пластов на юго-восток под углом от 8° на выходах под наносы, до 15° — у нижней границы шахтного поля.
В районе затопленных выработок не отмечено геологических нарушений с разрывом сплошности пластов.
Пласт і2 состоит из двух угольных пачек: верхней — мощностью и нижней , разделенных прослоем аргиллита от 5 до Уголь пласта средней крепости марки Г6. В почве пласта залегает крепкий алевролит мощностью до , а в непосредственной кровле — аргиллит средней устойчивости, мощностью от 5 до . Основной кровлей пласта является песчаник мощностью .
Расстояние по нормали от пласта і2 до вышележащего пласта і3 составляет 40—45 м, а до пласта і1 30—35 м.
По пластам і1 и і3 в районе затопленных выработок по пласту і2 горные работы в ближайшие годы не предусматриваются.
Характеристика затопленных горных выработок
Из архивных фондов треста Артемгеология были получены копии планов-схем старых шахт на рассматриваемом участке в масштабе 1:5000, составленные маркшейдером Сидоровым в ., и копия сводной таблицы шахт периода 1910—1918 гг., в которой указаны номера отводов, фамилии арендаторов, глубины шахт. В таблице приведено описание применявшихся систем разработки, транспорта, водоотлива. Были получены также копии планов масштаба 1:1000
Рис. 8. Выкопировка из плана горных выработок по пласту i2
Рис. 9. Геологический разрез по линии I—I
по шахте «Местпром», копии актов опроса старожилов и результаты съемок устьев старых шахт, выполненных в .
Силами маркшейдерской службы шахты были выполнены съемки отвалов и устьев старых шахт; произведен дополнительный опрос людей, работавших на этих шахтах.
На основании полученных данных установлено следующее:
Шахта «Наклонная» действовала в 1910—1911 гг. Точную глубину ее установить не удалось. Известно, что шахта была затоплена из-за отсутствия водоотлива. Положение устья ствола на поверхности и контура отвала по данным последней съемки отличается от данных треста Артемгеология на . Контур выработок нанесен на планы по данным маркшейдера Сидорова.
Шахта, принадлежавшая Броку, действовала в 1912—1914 гг. Схемы горных выработок и данные о ее глубине не сохранились. Шахта, па словам старожилов, была также затоплена. Контур отвала не совпал с ранее нанесенным на план на . Устье шахтного ствола не обнаружено. Судя по конфигурации и объему отвала, шахта Брока по площади примерно равна шахте «Наклонная».
На шахте «Артельная» горные работы велись в 1914—1918 гг. Сохранилась план-схема основных выработок по состоянию на июль . На ней указаны глубины ствола и шурфа. За основу принят контур выработок, нанесенный по схеме маркшейдера Сидорова, который больше показанного на план-схеме. Устье шурфа и ствола, а также контур отвала в настоящее время видны нечетко. Их положение по данным съемки отличается на 5—10 м от ранее нанесенного на план.
На шахте «Местпром» горные работы велись в 1938— 1941 гг. Имеется план горных выработок на двух листах в масштабе 1:1000, но вычислительной документации нет. План составлен и пополнен маркшейдером Сидоровым на август . Судя по акту опроса (от 18 апреля .) пенсионера Иванова, который работал лебедчиком на шахте до момента ее закрытия в ноябре ., работы по добыче угля и прохождению выработок велись на основном штреке. Продолжена проходка восточного и начата проходка западного штреков. Ориентировочно каждый из забоев мог продвинуться всего на 20—30 м в месяц.
После нанесения на план поверхности предполагаемой границы затопленных выработок по пласту і2 была еще раз осмотрена в натуре площадь вблизи этой границы. Восточнее шурфа № 10 был обнаружен и заснят заросший небольшой отдельный отвал. Устье горной выработки обнаружить не удалось; не дал результатов и дополнительный опрос старожилов.
Из архивов Донецкой геологоразведочной партии были получены данные по бурению скважин № 112, 124, 107. При перебуривании пласта і2 выход керна угля по этим скважинам был в пределах нормы и поглощения промывочной жидкости не отмечалось, т е. не было признаков попадания скважин в старые горные выработки
Обоснование проектируемой границы опасной зоны
Судя по результатам съемок устьев шахт и отвалов, погрешность их определения находится в пределах Нижняя граница горных выработок шахты Брока располагается примерно на такой же глубине, как на шахте «Наклонная».
Расстояние от земной поверхности до нижней границы затопленных выработок шахты «Местпром», судя по показанным на плане изогипсам пласта, составляет Н=60 м. Протяженность теодолитных ходов от начальных маркшейдерских пунктов до затопленных выработок менее , а проектируемых в направлении к затопленным примерно . Мощность пласта і2 составляет . Если контур затопленных выработок был бы достоверным, то ширина опасной зоны в соответствии с п. 1.4 составила бы .
На шахте «Местпром» откаточный штрек заложен в уклоне на горизонте, отстоящем от основного штрека на . Углубка уклона продолжалась. При недостоверном положении его забоя принимаем, что уклон пройден до следующего горизонта, т. е. на больше чем показано на плане. С учетом ширины опасней зоны, принимаемой при достоверном контуре затопленных выработок, границу безопасного ведения горных работ устанавливаем на расстоянии от показанного на плане контура затопленных выработок.
По простиранию пласта расхождение между фактическим контуром затопленных выработок и показанным на рис. 8 больше чем по падению. Так, шурфы на пласт і2 закладывались примерно через один от другого, и крайние из них возможно не отображены на плане. На это указывает обнаруженный отвал восточнее шурфа № 10. Подвигание выработок шахты «Местпром» с августа по ноябрь ., не отраженное на рис. 8, могло составить примерно . Исходя из этого границу безопасного ведения горных работ по простиранию устанавливаем с некоторым запасом на от показанного контура затопленных выработок, т. е. на больше чем по направлению падения пласта.
Граница безопасного ведения горных работ показана на рис. 8 линией АБВГДЕЖЗИК. Запасы угля в опасной зоне составляют 248 тыс. т.
Пройденные горные выработки после утверждения границы безопасного ведения горных работ показаны на рис. 10. На очередной календарный год намечается отработка 4-й восточной лавы с применением угледобывающего комплекса КМ-87. По опыту работы оптимальная длина лавы для этого комплекса составляет 150— .
До границы безопасного ведения горных работ длина лавы составит . Для увеличения ее длины намечается проходить 4-й восточный вентиляционный штрек на расстоянии от показанного положения затопленных выработок. Это дает возможность увеличить длину лавы до и при том же объеме проходческих работ дополнительно отработать 65 тыс. т угля. В этом случае 4-й восточный вентиляционный штрек на протяжении 410 м пройдет в пределах опасной зоны. Запасы воды в затопленных выработках шахты «Местпром» составят примерно , а наибольшее ее давление 0,5 МПа. При спуске воды из затопленных выработок представится возможность полностью отработать вышележащий горизонт пласта і2.
