Сдвижение горных пород

СДВИЖЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД (а. rock displacement; н. Gebirgsbewegung; ф. deplacement des roches; и. dislocacion de rocas, deslizamiento de rocas) — перемещение и деформирование массива горных пород вследствие нарушения его естественного равновесия при ведении горных работ. Непосредственно над очистной выработкой слои пород теряют сплошность и обрушаются в выработанное пространство. Высота зоны обрушения составляет от 2 до 6 m (m — вынимаемая мощность пласта, рудного тела), выше последовательно располагаются зона трещинообразования (высота 20-40 m), где в прогибающихся слоях образуются трещины, полностью пересекающие слои примерно по нормали к напластованию, и толща, где горные породы расслаиваются, прогибаясь без образования трещин. Вокруг очистной выработки за счёт зависания и прогиба пород образуется зона опорного давления, в которой породы в основном сжимаются, и за счёт этого площадь на земной поверхности, подвергающаяся сдвижению, по размеру всегда превышает площадь отработанного угольного пласта. При углах падения пластов больше угла трения по контактам слоев в массиве горных пород, расположенных по восстанию от верхней границы горных работ, возникает область сдвижений по напластованию. Разработка крутопадающих пластов вызывает сдвижение горных пород лежачего бока пласта. Часть массива твердых пород, подвергшаяся деформациям под влиянием горной выработки, называется областью сдвижения горных пород. Величины и распределение сдвижений и деформаций в области сдвижения горных пород зависят от горно-геологических условий. Величина сдвижений земной поверхности находится в прямой зависимости от вынимаемой мощности пласта и площади выработанного пространства и в обратной от глубины горных работ, а также зависит от способа управления кровлей. Часто для характеристики условий подработки сооружений пользуются понятием кратности подработки — отношением глубины подработки к вынимаемой мощности пласта. Чем больше кратность (при прочих равных условиях), тем меньше деформации земной поверхности. Зависимость максимальных оседаний от площади выработанного пространства характеризуют понятием о полноте подработки. Полной подработкой считается такая подработка, при которой дальнейшее увеличение площади отрабатываемого пласта не приводит к увеличению максимального оседания земной поверхности.

На земной поверхности при её подработке образуется мульда сдвижения, в которой сдвижения распределяются неравномерно, и вследствие этого возникают вертикальные (наклон, кривизна) и горизонтальные (растяжения, сжатия) деформации, а подрабатываемые сооружения могут получить повреждения вплоть до разрушения. Для уменьшения деформаций земной поверхности применяют т.н. горные меры, к которым относятся разработка пластов с закладкой выработанного пространства, что уменьшает деформации земной поверхности на 50-90%; разработка на неполную мощность пласта (снижает деформации пропорционально уменьшению вынимаемой мощности); камерная система разработки с закладкой камер (уменьшает деформации на 90-95%). Горные меры включают также частичную отработку пласта по площади (уменьшение длины лав и размеров выработанного пространства по простиранию), уменьшающую деформации на 40-95%, и разработку пластов в свите с разрывом во времени более продолжительным, чем процесс сдвижения горных пород от одного пласта. Для исключения вредного влияния на подрабатываемые сооружения оставляют предохранительные целики. Для защиты зданий и сооружений от вредного влияния сдвижения горных пород применяют конструктивные (строительные) меры: разделение зданий на отсеки, усиление стен стальными тяжами и железобетонными поясами, анкеровка в стены концов балок перекрытий, выравнивание надземной части здания с помощью домкратов, устройство компенсационных траншей, гибких железобетонных плит в уровне пола подвала или цоколя, введение связей между колоннами и стенами, преобразование жёстких узлов каркаса в шарнирные.