Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [ 17 ] 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

РАСЧЕТ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ, УКЛАДЫВАЕМЫХ В РАЙОНАХ ГОРНЫХ РАЗРАБОТОК

§ 13. Основные положения

В обычных условиях прокладки расчет подземных трубопроводом ограничивают определением толпцшы степок труб, исходя из величины внутреннего давления. Однако, если трубопроводы укладываются в грунты, которые по каким-либо причинам подвср?кены де-формация.м, такой метод расчета является недостаточным. В этих случаях наряду с воздействием внутреннего давления трубопроводы подвергаются влиянию деформаций грунта, ввиду чего в металле труб могут возникать значительные продольные напрянчепия, котс-pj>ie должны в какой-то степени учитываться.

Как известно, верхние слои земной иоверхпостп, образуювцю видидтый рельеф, несмотря на кажугцееся состояние покоя, далеко не всегда и не везде находятся в равновесии. Изменение рельефа и формы дпевной поверхности является резулыатод! физико-дюхани-ческих процессов, происходящих непосредственно в недрах земли, а такнсе в верхних ее слоях и на самой поверхности.

Причины, вызывающие изменение рельефа зедшой поверхности, можно разделить на две группы: причины естествепного и искусственного происхождения. К первым относятся землетрясения, обвалы, вызванные атдюсферньши водами, разрушающидш находящиеся " недрах земли горные породы, оползни, обвалы коренных пород п т. д.; ко вторым - различныв искусственные выедши, образованные в зедшой коре в результате деятельности человека, как, например, горные разработки при выемке угля, руды и других полезных ископаедшх.

Если дюдлепные изменения и колебания по сравнению с другидш чндами передвижения земной поверхности не играют особой роли вопросах расчета трубопроводов и не являются опасныдш с точки зрения их сохранности и бесперебойной эксплуатации, то передюще-Цня грунтов, происходящие относительно быстро, должны обязательно учитываться нри расчете и проектировании трубопроводов

любого назначения, так как в противном случае сохранность сооружений не моячет быть гарантирована.

Указанное положение особенно относится к подземным трубопроводам, весьма чувствительным к любым, даже незначительным, изменениям земной поверхности.

§ 14. Характер деформаций земной поверхности в районах горных разработок и их влияние на работу трубопроводов

Характер дефорлгаций земной поверхности определяется особен-ностялт процесса сдвижения всей толщи горных пород, находя-щихог над Br.ipa6oTKOj"r в toii зоне, которая подвержена процессам дефор.ма1;ий. Для расчета трубопроводов практическое значение имеет деформация верхнего слоя земной поверхпостн, ограниченного глубиной укладки трубонроводов.

Рис. 8. Положение мульды сдвижетгия при горизонтальном залегании пластов.

Рис. 9. Положение мульды сдвижения при наклонном залегании пластов.

Район зе.мной поверхности, подиерженньгГг влиянию горных разработок, образует так называемую «мульду сдвпяхения», предста-)!ляющую собой определенный участок, в котором происходит оседание земной поверхности. При наличии в мульде сдвижения провалов или сбросов (что наблюдается редко) нарушаются сплошность среды и нормальное распределение величин сдвижений и деформаций земной поверхности; в подобных случаях обычные формулы и методы расчета сдвиления этой поверхности, так же как и исходные параметры процесса сдвижения, пенрименимы.

При горизонтальном залегании пластов полезных ископае.мьгх образуется симметричная мульда оседания относительно вглработан-пого пространства (рис. 8). При наклонном залегании пластов мульда сдвижения смещается от выработки в сторону падения пласта (рис. 9).

Может показаться, что в процессе подработки перемеп1;ение отдельных точек земной поверхности носит хаотический характер. В действительности, однако, это не так, и в перемещениях указанных

Область

растяжения

Область

сжатия

Область

растяжения

ыа пласт

Рис. 10. Схема перемещений отдельных точек земной поверхности при производстве горных работ.

Горизонтальные и вертикальные деформации. Двилчсние подрабатываемых точек земной поверхности схематично представлено на рис. 10. Разложив неремощения этих точек на вертикальные и горизонтальные составляющие, можно увидеть, что наряду с оседанием в мульде сдвиясения происходит также и горизонтальное двиисение грунта, в результате чего па земной поверхности образуется как область растяисепия, так и область сжатия.

Наблюдениями установлено, что горизонтальное движепие достигает максимума у границ выработок, и деформации растяжения имеют наибольшее значение над целиком, между границей выработок и границей мульды сдвижения. Наоборот, к середине мульды сдвилсе-иия горизонтальные деформации почвы уменьшаются, приближаясь к пулевому значению. Область же сжатия земной поверхности достигает максимума в середине мульды, т. о. над серединой выработок. Схема распределения деформаций в дхульде сдвилшпия приведена па рис. И.

Деформации наклона. В связи с телг, что оседание точек земной поверхности в процессе горных работ происходит

точс1х имеется определенная закономерность - все они перемещаются навстречу очистным работам, т. е. в направлении к образовавшейся в недрах нустоте.

Вектор персмсщенпя кансдой точки земной поверхностп в мульде сдвижения монсет быть разложен па составляютцие; вертикальную (оседание земной иоверхпостп т]о) и две горизонтальных, направленных вкрест простирания и по простиранию (абсолютное горизонтальное сдвижение е). В пределах мульды сдвиячения имеются зоны с наибольшим оседанпслг и наибольигим горизонтальным сдвижением. Взаимное положение этих зон на мульде сдвижения зависит от угла падения пластов.