Способ определения местоположения выхода сместителя разрывного тектонического нарушения под рыхлые отложения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК зШ Е 21 В 49/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ер

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО PE f1 M ИЗОБРЕТЕНИЙ V ОТКРЫТИЙ (21) 3627492/22-03 (22) 13.07.83 (46) 30.10.84. Бюл. У 40 (72) А.Г. Акимов, Б.Я. Гвирцман, М.А. Иофис, В.И. Коваленко, Ю.Ф. Кренида, P.À. Муллер и И.Ф. Озеров (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 622.33(088.8) (56) 1 ° Гарбер И.С. Григорьев В.Е., Дупак Ю.Н. и др. Разрывные нарушения угольных пластов. По материалам шахтной геологии. Л., "Недра", 1979, с. 39-56„

2. Там же, с. 159-160.,.SUÄÄ 1121412 (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ВЫХОДА СМЕСТИТЕЛЯ РАЗРЫВНОГО

ТЕКТОНИЧЕСКОГО НАРУШЕНИЯ ПОД РЫХЛЫЕ

ОТЛОЖЕНИЯ, включающий бурение скважин на участке залегания свиты пластов ископаемого, обнаружение сместителя и определение элементов его залегания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения местоположения выхода сместителя,до начала отработки первого пласта свиты закладывают линии грунтовых реперов, ориентированные вкрест простирания сместителя,в период отработки первого пласта свиты производят наблюдения за сдвижением Е грунтовых реперов и определяют местопо у у ложение выхода сместителя под рыхлые по- ЮФ роды по вертикальной проекции места про- явления сосредоточенных деформаций земной поверхности на почву рыхлых Я отложений.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть исполь1121412 под рыхлые отложения за участок с выходом тектонического нарушения зовано для определения местоположения сместителя разрывного тектонического нарушения, пересекающего свиту пластов полезного ископаемого.

Известен способ определения местоположЕния сместителя разрывного тектонического нарушения с помощью горных выработок,1) .

Однако этот способ позволяет определять местоположение сместителя,как правило, только на уровне разрабатываемого пласта и не дает возможности установить местоположение выхода сместителя под рыхлые отложения.

20 пустимых пределах, однако существенно возрастает при отработке последующих пластов. С учетом возможности проявления и роста сосредоточенных деформаций земной поверхности над выходом сместителя под рыхлые отложения предусматривается применение специальных конструктивных мер защиты объектов, расположенных на участке с выходом тектонического нарушения.

В число этих мер входит посекционная разрезка зданий на замкнутые прямоугольные отсеки, увеличение ширины деформационных швов и т.п., что потребует значительных дополнительных затрат, В связи с большой погреш1 ностью определения известными способами местоположения выхода сместителя

Известен также способ определения местоположения сместителя тектонического нарушения с помощью буровых скважин (2) .

Однако даже при большом числе разведочных скважин использование данного способа позволяет определять местоположение выхода сместителя под рыхлые отложения лишь весьма приближено, со значительной погрешностью, достигающей десятков метров. Точность определения местоположения этого выхода имеет большое значение при проектировании, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений на подрабатываемых территориях, так как при разработке пластов вблизи сместителя над выходом последнего под рыхлые отложения возникают сосредоточенные деформации земной поверхности, проявляющиеся в виде трещин и уступов„ величина которых при отработке первого пласта свиты в большинстве случаев находится в до- 10 принимается по Ioc.à, включающая участки шириной по 60 м в обе стороны от обозначенного на плане приближенного положения выхода сместителя. В резуль— тате конструктивные меры применяются во всех объектах, расположенных в пределах полосы шириной не менее

120 м, в то время как фактическая ширина зоны выхода сместителя, где такие меры действительно необходимы, как правило, не превышает нескольких метров.

Целью изобретения является повышение точности определения местоположения выхода сместителя разрывного тектонического нарушения под рыхлые отложения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения местоположения выхода сместителя разрывного тектонического нарушения под рыхлые отложения, включающему бурение скважин на участке залегания свиты пластов полезного ископаемого, обнаружение сместителя и определение элементов его залегания, до начала отработки первого пласта свиты закладывают линии грунтовых реперов, ориентированные вкрест простирания сместителя,в период отработки первого пласта свиты производят наблюдения за сдвижением грунтовых реперов и определяют местоположение выхода сместителя под рыхление породы по вертикальной проекции места проявления сосредоточенных деформаций земной поверхности на почву рыхлых отложений.

На чертеже представлен вертикальный разрез толщи вкрест простирания сместителя тектонического нарушения.

Способ осуществляется следующим образом.

Сместитель тектонического нарушения

1 обнаруживают разведочными буровыми скважинами 2. Соединяя одну с другой точки пересечения скважин 2 со сместителем 1 на разрезах по соответству-ющим разведочным линиям, приближенно определяют элементы залегания сместителя (угол падения, направление простирания) и в точке пересечения 3 определенного указанным образом приближенного положения сместителя с поверхностью коренных пород — примерное место выхода сместителя под

° 11214

Плановую и высотную привязку реперов 7 к геодезической сети производят путем теодолитной съемки и нивелиро- 45 вания до начала отработки пластов 9.

B период отработки первого пласта свиты под объектом 6 на участке 10 путем нивелирования реперов и измерения расстояний между ними проиэво- 50 дят наблюдения за оседаниями и горизонтальными сдвижениями реперов 7.

Для исключения возможных ошибок при определении местоположения выхода сместителя 1 под рыхлые отложения 55 выполняют не .менее трех серий таких наблюдений. По результатам наблюдений на каждой линии строят графики з почву 4 рыхлых отложений. Зная примерные места 3 выхода сместителя под почву рыхлых отложений на различных разведочных линиях и соединив эти точки одну с другой на плане, 5 получают линию, которая очерчивает

° собой примерное плановое местоположение выхода сместителя. Проведя по обе стороны от этой линии на расстоянии 60 м от нее параллельные ей ли- 10 нии, получают границы 5 участка с выходом тектонического нарушения, в пределах которого (согласно

PCH 227-81) необходимо применение специальных конструктивных мер защиты расположенных на этом участке строящихся или проектируемых объек— тов 6. Вблизи указанных объектов до начала отработки под ними первого пласта свиты закладывают линии грун- 20 товых реперов 7. Линии ориентируют вкрест простирания сместителя 1, направление которого примерно определено описанным образом с помощью разведочных скважин 2, а крайние реперы 25 каждой линии располагают на границах

5 участка с выходом тектонического нарушения. Для обеспечения достаточной надежности выявления неравномерностей земной поверхности 8 расстояние между соседними реперами 7 принимают равным 15 м, поскольку при мень— шем расстоянии между реперами могут проявиться неравномерности деформаций, не связанные с выходом сместителя нарушения, а при большем расстоянии между реперами кривая деформаций будет иметь излишне сглаженный характер, вследствие чего выявление неравномерностей, обусловленных наличием 40 выхода сместителя, может оказаться затруднительным.

12 вертикальных и горизонтальных деформаций земной поверхности (например график 11 наклонов 1 земной поверхности по линии 5-5). За выход сместителя 1 под рыхлые отложения принимают вертикальную проекцию 12 на почву. рыхлых отложений 4 места 13, в котором обнаруживается сосредоточен— ная деформация земной поверхности, проявляющаяся в виде "пика" 14 на графике 11.

Пример. На поле одной из шахт Донецкого бассейна несколькими разведочными буровыми скважинами

С. обнаружен сместитель тектонического нарушения. По точкам пересечения скважин со сместителем определено примерное местоположение последнего и выхода его под почву рыхлых отложений.

В пределах границ участка с выходом тектонического нарушения, расположенных (согласно PCH 227 †) по обе стороны примерного положения выхода сместителя на расстоянии 60 м от него, проектируется строительство бескаркасного жилого здания, которое предполагается начать после отработки верхнего пласта свиты, однако в дальнейшем предусматривается подработка здания двумя нижележащими пластами. Для выяснения необходимости применения дополнительных конструктивных мер защиты здания с учетом вреднего воздействия роста сосредоточенных деформаций земной поверхности над выходом тектонического нарушения необходимо уточнить местоположение выхода сместителя этого на— рушения под рыхлые отложения. С укаэанной целью вблизи проектируемого здания заложена линия грунтовых реперов, ориентированная вкрест простирания сместителя, примерное местоположение которого определено указанным образом с помощью буровых скважин. Крайние реперы этой линии расположены на границах участка с выходом тектонического нарушения, а расстояние между соседними репера— ми принято равным 15 м. Исходная серия наблюдений выполнена до начала отработки верхнего пласта, а в процессе его отработки проведено путем нивелирования реперов и измерения расстояний между ними три серии наблюдений за оседаниями и горизонтальными сдвижениями реперов. По результатам наблюдений построены графи1121412 составит:

ВНИИПИ

Тираи 564

Заказ 7901/25

Подписное ки наклонов и горизонтальных деформаций земной поверхности. Выход сместителя нарушения под рыхлые отложе— ния определен как вертикальная проекция на почву рыхлых отложений места 5 проявления сосредоточенных деформаций, выражающихся в виде "пиков" наклонов и горизонтальных деформаций, местоположение которых практически совпадает. В результате установлено, 10 что выход смесФителя нарушения под рыхлые отложения удален от проектируемого здания на 40 м, вследствие чего отпадает необходимость применения дополнительных конструктивных мер 15 его защиты от вредного влияния роста сосредоточенных деформаций земной поверхности.

Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным является 20 более точное (с погрешностью, измеряемой единицами метров) определение местоположения выхода сместителя тектонического нарушения под рыхлые отложения, благодаря чему не менее чем в 10 раз сокращается площадь участков, в пределах которых необходимо применение дополнительных конструктивных мер защиты объектов от вредного влияния роста сосредоточенных деформаций.

Зкономический эффект от использования данного способа заключается в снижении затрат на дополнительные конструктивные меры защиты примерно в такой же степени, в какой снижается площадь участков, на которых эти меры необходимы, т.е. не менее чем в 10 раз. В настоящее время только в Донецком бассейне затраты на конструктивные меры защиты объектов, расположенных на участках с выходом тектонического нарушения, достигают

200 тыс.руб. в год. Следовательно, годовой эффект от использования данного способа в условиях Донбасса

200 — = 180 тыс.руб.

Предлагаемый способ предусматривается использовать для уточнения местоположения выходов сместителей разрывных тектонических нарушений под рыхлые отложения главным образом в Донецком, Карагандинском и Кузнецком угольных бассейнах.

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4.