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

неравномерно, отдельные участки мульды сдиинчсния получают различные наклоны.

Пусть (рис. 12) положения точек 1, 2, 3, 4, находящихся друг от друга па расстоянии I, соответствуют положению земной поверхности до подработки, т. е. до образования мульды сдвияхе1гия. Поело подработки происходит оседание земной новерхности и точки 2, 3, 4 перемещаются в положения 2, 3, 4; величины оседаний этих точек обозначим cooTBCTCTBetfjio через h2, кя и hi. Деформации наклона каждого участка поверхности рассматриваются по отношению к их

Разрабатываемый уеопьный пласт

Рис. 11. Схема распределения формаций в мульде оседания.

1 -- горпзопта.-п.ное сдвижение; 2 - область растпжемия; а-область сжатия; 4-кривая оседания поверхности.

Рис. 12. Схема образования иертн-кальных смещений земной поверхпостн.

первоначально.му нололданш. В практике горного дела эти дефор-лгации обычно измеряются в относительных величинах (миллиметры на метр):

h„ - hi I

q = - - мм/м.

(3. 1)

Например, если вертикальное оседание точки 3 кз = 120 мм, точки 2 k-2. ~ 20 мм и горизонтальное расстояние меячду пи.ми / = = J О Л1, то вертикальное перемещение в интервале 2-3 будет равно fn-h-i - 120-20 100 мм и деформация наклона

h-x -

120-20 10

= 10 мм/м.

Неравномерность наклонов. В подавляюн;ем больгаинстпе случаев иак;гоны соседних интервалов мульды сдвижения неодинаковы, что обусловливает co6oii вид деформации - неравномерность наклонов. Неравномерность наклонов gi также оценивается в относительных величинах и предста1!ляет собой разность наклонов двух соседних интервалов му;1ьды оседания.

Влияние деформаций земной поверхности на работу трубопроводов - 63

Так, например, разность наклонов двух соседипх интервалов и 2-3 определяется следуюп,им образом:

h. -

h.,-h.

мм/м.

(3.2);

Неравномерность наклонов можно характеризовать также разностью углов наклона ii-h. Чем больше эта разность, тем больше величина рассматриваемой деформации.

Рис. 13, Распределение сдвижепий и деформаций в мульде вкрест простирания и по простиранию.

i - наклоны; h - кривизна; е - горизонтальные дефор.мации; -горизопталышс сдвгг-жсния; т)о - максимальное оседание; - yro.i полного сдвижения у нижней Гранины выработки; ifa - угол полного сднижения у верхней границы выработки; г:з - угол полного сдвижения у границы выработки по простиранию пласта; Ро - граничный yrd.i у нижней границы выработки; уо- граничный угол у верхней границы выработки; бо- граЕШЧный угол у границ).! выработки оо стороны проотиратш пласта.

Кривизна. Как уже указывалось, мульда сдвижения представляет собой впадину, имеющую определенную кривизну и xapaic-теризуемую радиусом кривизны, выражаемым в метрах.

Рассматривая характер изменения земной поверхности, можно констатировать, что трубопроводы, попадая в мульду сдвижения, подвергаются весьма серьезным и онаспыдг с точки зрепия их прочности деформациям. Так как трубопроводы защемлены в грунте, то в зоне растянсения они испытывают растягивающие напряжения, опасные как для сварных стыков стальных труб, так и для раструбных стыков чугунных труб. В практике эксплуатации трубопроводов в районах горптах разработок нередко наблюдаются случаи разрыва сварных стыков с расхолч-дением их концов и выход гладких концов чугунных труб из раструбов. Трубопроводы, пересекающие сжатые зоны мульды сдвижения, находятся в значительно лучишх условиях работы. Случаи смятия труб или местной потери 5стойчивости в результате действия осевых сжимающих усилий, возггикающих

§ 15. Величина деформаций земной поверхности

В связи с защемлением в грунте трубопроводы довольно чувствительны к деформация.м земной новерхности. Как но1;азали исследования, деформации в трубопроводах в процессе их подработки следуют за деформацией грунта, и поэтому нри расчете трубонроводов необходимо иметь хотя би приближе1гиое представление о

возможных величинах де-

Таблица 9

Значения деформации грунта в зависимости от кратности подработки

формации земной новерхности.

Абсо.чютпые величины дефдрмаци!! земной поверхности зависят от ряда факторов и главным образом от кратности подработки, т. е. от отношения глубины разработки Н к мопщости (толщине) угольного пласта т. Для условий Донбасса М. В. Короткой дает следующие приблизительные величины деформаций грунта в зависимости от кратности подработки (табл. 9).

В относительно-редких случаях деформации растяяения - сжатия могут быть весьма большими, однако дал;е они, особенно нри наличии дсфор.маций растяжения, пе приводят к появлению значи-тельгн>1х нанряжепий в стальных трубопроводах.

Вертикальные оседания земной поверхности хотя и достигают в ряде случаев значительпмх величин (1500 мм и более), сами по себе также не оказывают серьезного влияния на работу трубопроводов, так как кривизна мульды сдвижения в большинстве

ПОД влиянием сжимающих деформаций грунта, крайне редки, так как трубопроводы, находясь в грунте, обладают довольно значительной жесткостью. Неравномерность наклонов на соседних участках мульды сдвииения нриводит к появлению в трубопроводе поперечных сил. Практика показала, что нри разрыве сварных соединений трубопроводов имеет место не только расхождение концов труб, но также и смещение в вертикальной плоскости.

На рис. 13 показаны эпюры, характеризующие распределение сдвижений и деформаций земной новерхности в мульде оседания; кривая g представляет собой эпюру распределения горизонтальных сдвии?ений, кривая е - горизонтальных деформаций, кривая i - наклонов и т. д. Эти эпюры дают нредставлепие о зонах максимальных значений тех или И1н>[х деформаций в мульде сдвижения.