способ определения границ зон опасных сдвижений месторождения

Формула изобретения

Способ определения границ зон опасных сдвижений месторождения, включающий закладку реперов по основным профильным линиям, расположенным по простиранию и вкрест простирания отдельных залежей в пределах месторождения, по дополнительным профильным линиям в зоне влияния горных работ и дополнительным линиям, соединяющим профильные линии, проведение периодических наблюдений за смещением реперов, по результатам которых определяют границы зон опасных сдвижений, отличающийся тем, что дополнительными линиями соединяют между собой точки пересечения основных профильных линий, по смещениям реперов строят изогипсы оседания земной поверхности и определяют границы зон опасных сдвижений в зависимости от характера изменения изогипс.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, а именно к маркшейдерии, и может быть использовано для контроля развития процессов сдвижения горных пород и земной поверхности при разработке месторождений полезных ископаемых.

Известен способ определения сдвижения массива горных пород, включающий закладку реперов по основным и дополнительным профильным линиям, причем основные профильные линии ориентируют по направлениям действия минимального и максимального тектонических напряжений, а дополнительные профильные линии располагают между основными линиями параллельно зоне крайних трещин. Затем проводят наблюдения за смещениями реперов, по которым судят о сдвижении массива горных пород (Авт.св. СССР N 1161703, E 21 C 39/00, БИ N 22, 1965).

Ближайшим аналогом является способ определения сдвижении массива горных пород, включающий закладку профильных линий реперов первой очереди (основные профильные линии) по простиранию и вкрест простирания залежи, профильных линий реперов второй очереди (дополнительные профильные линии) по направлениям осей мульды сдвижения и прокладку между концевыми реперами профильных линий первой и второй очередной замыкающих нивелирных ходов (дополнительных линий). По смещениям реперов второй очереди определяют наиболее пологие углы сдвижения массива. Вертикальные смещения реперов при отработке нижерасположенных горизонтов определяют по единой системе профильных линий (Авт. св. СССР N 1633121, E 21 C 39/00, БИ N 9, 1991).

Недостатком известных способов является низкая эффективность определения зон опасных сдвижений земной поверхности на месторождениях, где имеются несколько отрабатываемых залежей.

Так как в этом случае такое расположение профильных линий не позволяет учесть взаимное влияние нескольких отрабатываемых залежей на общий процесс сдвижения и выявить достоверную картину сдвижения налегающей толщи горных пород и земной поверхности под влиянием подземной разработки месторождения.

Использование предлагаемого изобретения позволит повысить эффективность определения границ зон опасных сдвижений в пределах месторождения, включающего несколько залежей.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе определения границ зон опасных сдвижений месторождения, включающем закладку реперов по основным профильным линиям, расположенным по простиранию и вкрест простирания отдельных залежей в пределах месторождения, дополнительным профильным линиям в зоне влияния горных работ и дополнительным линиям, соединяющим профильные линии, проведение периодических наблюдений за смещением реперов, по результатам которых определяют границы зон опасных сдвижений, дополнительными линиями соединяют между собой точки пересечения основных профильных линий, по смещениям реперов строят изогипсы оседания земной поверхности и определяют границы зон опасных сдвижений в зависимости от характера изменения изогипс.

Соединение точек пересечения основных профильных линий дополнительными линиями позволяет объединить профильные линии отдельных залежей в пределах месторождения в единую систему профильных линий и охватить инструментальным контролем все месторождение в комплексе. По результатам периодических наблюдений за смещениями реперов единой системы профильных линий строят изогипсы оседания земной поверхности по всей подработанной площади. В зависимости от характера изменения изогипс определяют границы зон опасных сдвижений земной поверхности с учетом взаимного влияния всех отрабатываемых залежей на общий процесс сдвижения в пределах месторождения. Таким образом, повышается эффективность определения границ зон опасных сдвижений в пределах месторождения, включающего несколько залежей.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с ближайшим аналогом показывает, что заявляемый способ определения границ зон опасных сдвижений месторождения отличается от известного тем, что дополнительными линиями соединяют между собой точки пересечения основных профильных линий, по смещениям реперов строят изогипсы оседания земной поверхности и определяют границы зон опасных сдвижении в зависимости от характера изменения из изогипс.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1, 2 на схематическом плане показано построение границ зон опасных сдвижений в различные условные периоды разработки месторождения.

Способ осуществляется следующим образом.

Первоначально закладывают репера по основным профильным линиям 1, расположенным по простиранию и вкрест простирания залежей 2, намечаемых к отработке. Затем закладывают репера по дополнительным профильным линиям 3, которые располагают по контуру залежей 2, и по дополнительным линиям 4, которыми соединяют между собой точки пересечения основных профильных линий 1. После закладки реперов проводят наблюдения за их смещениями. В зависимости от поставленных задач наблюдения проводят непрерывно или периодически с интервалом от одних суток до одного года. По полученным замерам смещений реперов в каждый период наблюдений на плане месторождения строят изогипсы 5 оседания земной поверхности с определенным шагом, равным величине оседаний по контуру, построенному по крайним точкам мульды сдвижения. Для условий Жезказганского месторождения этот интервал составляет 5 мм.

Наблюдения по профильным линиям проводят до получения критических значений оседаний, после чего наблюдения ведут только по реперам, расположенным за пределами мульды сдвижения, где не могут образоваться провалы земной поверхности.

По изогипсам 5 в зависимости от величины оседаний определяют границы зон опасных сдвижений. Сгущение изогипс 5 с учетом глубины залежи и мощности отработанного слоя позволяет судить об интенсивности развития процесса сдвижения горных пород. Таким образом, появляется возможность проследить динамику процесса сдвижения путем сравнения изогипс оседания, построенных в различные периоды разработки месторождения, и прогнозировать возможные обрушения.

Анализ результатов наблюдений на Жегказганском месторождении показал, что изогипсы оседаний чутко реагируют на любые изменения размеров выработанного пространства по ходу отработки месторождения. Произошедшие ранее крупные внезапные обрушения можно было прогнозировать с помощью построения изогипс оседания.

Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность определения границ зон опасных сдвижений за счет создания единой системы профильных линий в пределах месторождения и построения по ней изогипс оседаний земной поверхности с учетом взаимного влияния всех образованных пустот на общий процесс сдвижения.

Использование способа позволит успешно решать задачи прогноза обрушений и безопасного ведения горных работ, что является актуальной проблемой на многих месторождениях.

Использование предлагаемого способа будет иметь большой социальный и экономический эффект за счет обеспечения безопасных условий ведения горных работ и уменьшения ущерба от обрушений земной поверхность, особенно в условиях высокой концентрации охраняемых зданий и сооружений.