Обобщённая схема подработки специфических водных объектов

Подработка специфических водных объектов может сопровождаться следующими гидрогеомеханическими явлениями: засорением руды песчано-глинистыми породами; небольшими, средними, крупными и катастрофическими прорывами песчано-глинистых грунтов в горные выработки.

Характер гидрогеомеханических явлений, сопровождающих подработку специфических водных объектов, определяется такими факторами, как класс и вид подрабатываемого водного объекта, реологические параметры песчано-глинистых грунтов, мощность и проницаемость рудопородной подушки, отделяющей увлажненные песчано-глинистые грунты от очистного пространства.

Обобщённая схема подработки специфического водного объекта, связывающая основные факторы, которые определяют характер возможных гидрогеомеханических явлений, представлена на рис. 9.3.

Рис. 9.3. Схема формирования гидрогеомеханических явлений при подработке специфических водных объектов:

1 — опасные по прорывам песчано-глинистые породы; 2 и 3 — границы зон водопроводящих трещин и беспорядочного обрушения; 4 — предельный контур продвижения песчано-глинистых грунтов в рудопородной подушке; 5 — очистное пространство; 6 — горная выработка; l_кр — критическая глубина продвижения песчано-глинистых грунтов в рудопородной подушке; L — мощность рудопородной подушки над очистным пространством; m_ср — средняя мощность опасных по прорывам песчано-глинистых грунтов.

Условия формирования гидрогеомеханических явлений при подработке специфических водных объектов существенно отличаются от условий подработки истинных объектов.

Различия, прежде всего, связаны с особенностями движения песчано-глинистых грунтов, т.е. их высокой (по сравнению с водой) вязкостью и наличием предельного напряжения сдвига. Реологические свойства песчано-глинистых грунтов определяют возможное безопасное положение границ подработки специфических водных объектов, существенно отличающееся от границ подработки истинных объектов.

Это объясняется тем, что проницаемость массива горных пород в зоне водопроводящих трещин и в зоне блокового сдвига пород оказывается недостаточной, чтобы реализовать фильтрацию увлажненных песчано-глинистых пород на значительную глубину, и только в зоне беспорядочного обрушения проницаемость обрушенных скальных пород оказывается достаточной, чтобы песчано-глинистые породы могли достичь очистного пространства.

Таким образом, для специфических водных объектов за контур подработки должна приниматься граница зоны беспорядочного обрушения над выработанным пространством.

При этом важным параметром является соотношение объемов подработанных песчано-глинистых грунтов и обрушенных скальных пород, что может быть отражено условием

m_ср ≤ L п, (9.6)

где m_ср — средняя мощность опасных по прорывам песчано-глинистых грунтов, м; L — мощность рудопородной подушки над очистным пространством, м; п — пористость рудопородной подушки.

Условие (9.6) определяет, в каких случаях увлажненные песчано-глинистые породы полностью размещаются в поровом пространстве рудопородной подушки и, следовательно, отсутствует вероятность их прорыва в выработанное пространство при дальнейшей разработке рудной залежи.

Поскольку увлажненные песчано-глинистые грунты характеризуются геомеханическим параметром - предельным напряжением сдвига, всегда существует некоторая максимальная глубина проникновения увлажненных песчано-глинистых грунтов в рудопородную подушку l _кр. На этой глубине напряжения, возникающие под действием массовых сил и давления обрушенных пород, уравновешиваются сопротивлением грунтов сдвигу, поэтому подработка специфических водных объектов при условии

L > l _кр(9.7)

не сопровождается отрицательными геогидрогеологическими явлениями. Необходимо отметить, что для истинных водных объектов нет аналогичного (9.7) условия.

Небольшие и средние прорывы песчано-глинистых грунтов в горные выработки происходят, когда одновременно выполняются следующие условия:

m_ср > n L;(9.8)

l _кр > L.(9.9)

В то же время крупные и катастрофические прорывы песчано-глинистых грунтов в горные выработки могут возникать только при отсутствии рудопородной подушки над очистным пространством, т.е. при

L = 0,(9.10)

так как в этом случае движение песчано-глинистых грунтов подчиняется не законам фильтрации вязких жидкостей, а законам реологии.

Поиск по сайту: