При решении задач по построению предохранительных целиков могут встретиться два случая:
1) построение целиков под компактными объектами небольших размеров или под вытянутыми объектами, расположенными по простиранию или вкрест простирания залежи;
2) построение целиков под вытянутыми объектами, расположенными диагонально к простиранию залежи.
Построение целиков производится графически чаще всего методом вертикальных сечений. Исходными данными для построения предохранительных целиков служат:
а) совмещенный топографический план поверхности и изогипс почвы залежи в масштабе 1: 1000 или 1: 2000;
б) вертикальные геологические разрезы данного участка;
в) значения углов сдвижений, взятые из Правил охраны или полученные по данным наблюдений.
Построение целиков начинают с определения на плане контура охраняемой площади. Если охраняемый объект или группа близко расположенных объектов имеют не очень большие размеры по длине, то в этом случае (рисунок 6.1) их вписывают в прямоугольник аедс, стороны которого параллельны направлениям простирания и вкрест простирания залежи. Для большей гарантии охраны объекта площадь описанного прямоугольника аедс увеличивают путем оставления по всему периметру предохранительной бермы шириной b и получают контур охраняемой площади АЕДС, под которой строят предохранительный целик.
Ширину предохранительной бермы (м) принимают: для охраняемых объектов I категории - 20, II категории -15, III категории - 10 и IV категории - 5.
К охраняемым объектам I категории относятся общественные, особо значимые здания; мосты неразрывной конструкции с пролетами более 20 м; участки железных дорог со скоростями движения поездов более 100 км/ч и др.
К II категории относятся: детские дошкольные учреждения, больницы, поликлиники, театры; мосты разрезной конструкции с пролетами более 20 м; железнодорожные депо МПС и участки железных дорог общего пользования.
К III категории относятся: жилые здания и гостиницы; подъездные пути железных дорог; мосты с пролетами менее 20 м и др.
Наконец, к IV категории относятся учреждения общественного обслуживания и вспомогательные здания.
 |
Рисунок 6.1 - Построение контура охраняемых объектов
Рисунок 6.2 - Построение предохранительного целика под здание
Построение предохранительного целика под компактным сооружением, например зданием, осуществляют следующим образом (рисунок 6.2). На нижнюю часть листа чертежной бумаги наносят выкопировку из плана контура АЕДС охраняемой площади, линии координатной сетки и направление падения пласта.
Сверху строят вертикальные геологические разрезы I - I (вкрест простирания) II - II (по простиранию), проходящие через центр О охраняемой площади. От точек О' и О" этих разрезов откладывают размеры охраняемой площади и получают точки А '(С'), Е '(Д '), Е "(А "), Д "(С "). Кроме того, от поверхности земли вниз по вертикали откладывают вычисленное по формулам:
- если для охраняемого сооружения в качестве допустимой приняты наиболее опасные горизонтальные деформации:
,
- если в качестве допустимых деформаций приняты наклоны:
,
где m - вынимаемая мощность пласта,
[ eД ], [ iД ] - допустимые величины горизонтальных деформаций и наклонов,
Кe, Кi - коэффициенты, определяемые для каждого вида охраняемого сооружения.
Для построения контура целика сначала на разрезе I - I из точек А '(С ') и Е '(Д ') проводят линии под углом φ к горизонту в пределах наносов и далее в пределах коренных пород - до встречи с залежью соответственно под углами сдвижения g и b и получают точки 1'(4'), 2'(3') на нижней и верхней границах целика.
Аналогичным образом на разрезе II - II из точек Е "(А ") и Д "(С ") в пределах наносов проводят линии под углом φ к горизонту и далее по коренным породам - под углом сдвижения δ. Проектируя верхнюю и нижнюю границы целика с разреза I - I на разрез II - II, получают размеры целика 2" - 3" и 1" - 4" по простиранию пласта соответственно в верхней и нижней его границах. Затем известным из начертательной геометрии способом строят контур 1, 2, 3, 4 целика в плане. Охране подлежит часть целика, расположенная выше горизонта безопасной глубины.
В нижнем правом углу выписывают данные по подсчету запасов в целике, а также значения координат х, у угловых точек целика, необходимые для перенесения их в натуру (в шахте). Несколько иначе строятся целики под вытянутые объекты (железные дороги, каналы), оси которых могут быть расположены под различными углами θ к направлению простирания залежи. Оконтуривание охраняемой площади под этими объектами по способу, описанному выше, привело бы к необоснованно большим потерям в оставляемых предохранительных целиках.
Учитывая это обстоятельство, контуры охраняемой площади для таких объектов проводят параллельно их продольной оси с учетом ширины b предохранительной бермы. Построение целика под такими объектами производят по вертикальным разрезам, проведенным перпендикулярно к их продольной оси. Однако направления этих разрезов в общем случае не совпадают с направлениями главных сечений мульды сдвижения, для которых определены углы сдвижения b, g и δ.
Углы сдвижения b' и g ' в плоскости этих разрезов определяются по формулам:
;
,
где θ - острый угол между продольной осью объекта и линией простирания залежи (на чертеже линии изогипс поверхности лежачего бока пласта), измеряемый графически на плане;
b, g и δ - углы сдвижений для данных условий.
Значения углов b' и g ' могут быть определены и по таблицам, приведенным в Правилах охраны.
Построение предохранительного целика для указанных объектов и, в частности, для железной дороги показано на рисунке 6.3. Основой для графических построений служит план расположения железной дороги с нанесенными изогипсами почвы залежи. На рисунке показаны изогипсы с отметками 200, 250,..., 600 м, а горизонтали рельефа местности не показаны.