Nmexpertiza.ru

НМ Экспертиза
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устойчивый угол откоса отвала

Инженерно-геологические особенности формирования отвальных массивов

Наиболее распространенным видом техногенных массивов в горнодобывающей промышленности являются отвалы вскрышных пород. Отвалы являются типичным продуктом техногенеза в горном деле, и их породы претерпевают изменения, подобные природным геологическим процессам литогенеза. Однако отличительной их особенностью от природных процессов является мгновенная (с геологических позиций) скорость протекания.

Основными требованиями, предъявляемыми к отвалам, являются: достаточная вместимость при незначительных размерах занимаемых земельных площадей, минимальное расстояние от мест погрузки породы (вскрышных забоев), расположение на безрудных (безугольных) площадях для постоянных отвалов, отсутствие помех развитию горных работ при обязательном обеспечении производственной и экологической безопасности.

К наиболее характерным инженерно-геологическим особенностям пород отвалов и их оснований относятся: нарушенность структуры пород в теле отвала, обусловливающим снижение прочности (по сравнению с естественным залеганием); фракционирование пород и самовыполаживание отвальных откосов; существенное изменение прочности отвальных пород во времени (сопротивление сдвигу увеличивается в связи с уплотнением или снижается при увлажнении пород насыпи и основания); возникновение в водонасыщенных глинистых породах отвалов и их оснований порового давления, являющегося существенным фактором развития оползней различных типов.

В процессе отвалообразования основную угрозу для безопасности работ представляет деформация отвалов, которая обусловливается свойствами пород вскрыши, и поэтому отвальные работы принято разделять на две группы:

• отвалообразование с обеспечением устойчивости отвальных ярусов на всех этапах формирования массива;

• отвалообразование в условиях управляемого деформирования.

В последнем случае оборудование должно располагаться вне призмы возможного обрушения или обладать достаточной мобильностью для вывода его за пределы призмы до начала деформаций, допускаемая скорость протекания которых J250 мм/сут. [1, 2]. В общем случае на отвальных массивах различают два основных вида деформации: затухающее во времени оседание (за счет уплотнения пород) и возрастающее, часто переходящее в обрушение, сдвижение.

Негативное воздействие отвальных массивов выражается в следующем: занятие значительных площадей и переоформление рельефа местности; нарушение гидродинамического режима поверхностного стока в месте расположения отвала; возможное перекрытие рек и ручьев вследствие оползания уложенных пород; возможное перекрытие подземного стока из-за оседания основания отвала; аккумуляция воды и заболачивание прилегающих территорий; неравномерные осадки поверхности, появление мульд оседания с последующим образованием болот на территории отвала; интенсивное пыление поверхности отвалов вследствие ветровой эрозии; изменение химического состава подземных вод за счет растворения минеральных составляющих отвальных отложений инфильтрующими водами; изменение физических полей.

Основные геометрические параметры внешних отвалов определяются из условий обеспечения устойчивости техногенного массива. Естественно, чем выше отвал и круче угол его откоса, тем меньше он занимает земель, больше вмещает породы и, в конечном итоге, экономически выгоднее и экологически безопаснее. Геомеханические ограничения влияют на форму откоса: в зависимости от литологического состава отсыпаемых пород отвалы бывают одноярусные, отсыпаемые под углами естественного откоса и имеющие высоту до 90 м, и многоярусные – высотой до 150 м и результирующими углами откоса до 36°. Важным фактором, определяющим параметры внешних отвалов, является рельеф основания и тип породы, залегающей в подошве отвального массива [2, 3]. Устойчивость отвалов, размещаемых на прочном основании, определяется прежде всего сопротивлением сдвигу слагающих их пород.

После отсыпки отвал сжимается постепенно под действием собственного веса, причем уплотнение отвала идет наиболее интенсивно в первый период за счет заполнения воздушных пустот. По мере перехода в двухкомпонентную среду (порода + вода) в нижней части отвала развивается поровое давление. Интенсивность осадки снижается, и дальнейшее ее прохождение происходит за счет рассеивания порового давления в течение нескольких месяцев. В результате более интенсивного оттока воды из приоткосной зоны верхняя бровка отвала имеет большую осадку по сравнению с основной [4]. Наличие в основании водонасыщенных слабоструктурных связных пород также провоцирует возникновение в них порового давления, которое возникает практически сразу после приложения нагрузки Р от отвального массива. При этом внешняя нагрузка частично воспринимается поровой водой, а частично – минеральным скелетом:

где Рэ – давление в скелете грунта или эффективное давление, действующее на минеральные частицы, уплотняя и упрочняя породу); Ри – поровое или нейтральное давление, которое создает напор в воде, вызывающий ее фильтрацию.

В нестабилизированном состоянии порода плохо сопротивляется сдвигу, но по мере уплотнения и оттока поровой воды к зонам с пониженным давлением или дренажем сопротивление сдвигу возрастает. Сопротивление сдвигу t по любой площадке может быть принято равным (рис. 1):

где s – полное нормальное напряжение; Ри – поровое давление; j’ и С’ – угол внутреннего трения и сцепление, определенные для консолидированных образцов (по эффективным напряжениям).

Поровое давление возникает при коэффициенте водонасыщения глинистых пород G I 0.8–0.6 (в зависимости от плотности), когда воздух в поровой воде находится в виде защемленных пузырьков, расположенных в межконтактных областях пор. Если же водные оболочки частиц в этих областях не смыкаются (воздух остается незащемленным), то поровое давление не возникает [2]. Деформации отвалов свидетельствуют, что поровое давление является одной из основных причин возникновения оползней различных типов.

Прочность глинистых пород уменьшается также и при увеличении их влажности. В частности, у пестроцветных пластичных глин Никопольского марганцевого бассейна при увеличении их влажности до 0.5 (против естественной Wе = 0.4) происходило снижение сопротивления сдвигу в 3–4 раза [2]. В процессе отсыпки рыхлых пород на обводненное основание происходит переувлажнение тела отвала за счет капиллярного поднятия воды, что также приводит к снижению прочности отвальных масс и образованию просадок и оползней.

Исследования ИГД Минчермета (Екатеринбург), проведенные на Качарском ГОКе, показали, что высота капиллярного поднятия всего на 1.5–2.0 м не достигает верхней границы отвала как на первом, так и втором ярусах (рис. 2). Влажность в теле отвала начинает резко расти с глубины 1.5 м от верхней границы отвала и достигает величины Wе = 0.38, что лишь на 0.04 доли единиц менее, чем в неогеновых глинах основания [5].

По различным данным до 15% оползней на отвалах вызвано возникновением порового давления в основании техногенного массива [2, 3, 4, 6]. На внешних экскаваторных и бульдозерных отвалах Лебединского и Михайловского ГОКов деформации откосов проявлялись в виде простых оползней и оползней оплывания (рис. 3). На Михайловском карьере экскаваторные отвалы №1, 3 а и 7, расположенные в пойменных участках рек Чернь, Рясник и Речица, деформировались в результате выдавливания оснований, представленных илистыми суглинками, торфами и песками аллювиального происхождения (рис. 3 в). На отвале №7 пришлось оборудовать другой участок вне зоны деформаций (рис. 3б).

По данным к.т.н. А.В.Киянца (ФГУП ВИОГЕМ) средние деформации отвала №7 достигали 200 мм/сут. Инструментальные наблюдения ВИОГЕМ (1998–2000 гг.) на южном и юго-западном флангах отвала №7 показали, что по глубине отвального массива деформации имели дифференцированный характер (рис. 4 б). Причем наибольшие значения деформаций приурочены к основанию отвала, представленному слабыми породами. Произошедший оползень в южной части отвала сопровождался формированием вала выпирания слабых грунтов пойменной части р.Речица и грозит перекрытием перенесенного русла этой реки (рис. 3в). В настоящее время для прекращения деформаций планируется отсыпка упорной призмы в пределах нижней бровки техногенного отвального массива.

На большинстве разрезов Кузбасса основания внешних отвалов представлены песчано-глинистыми и суглинистыми отложениями четвертичного возраста. Возникновение порового давления при их нагружении отвальными насыпями из полускальной вскрыши привело к деформациям отвалов на разрезах «Новосергеевский», «Краснобродский», «Сибиргинский» (объем оползня более 0.5 млн.м3), «Бачатский» (им. 50-летия Октября) и т.д. На разрезах Южного Кузбасса при проходке разрезных траншей с укладкой обводненных пород вскрыши на нерабочем борту происходят оплывины. Экскавируемые водонасыщенные породы, попадая на наклонное основание, текут в виде потоков, повторяя рельеф местности. Подобные деформации наблюдались на разрезах «Ольжерасский», «Моховский», «Талдинский», «Сибиргинский» и др.

Рельефом местности определяется также характер поверхностного стока. В случае скопления атмосферных вод у нижней бровки отвалов, подтапливания дождевыми и паводковыми водами или размещения отвалов во впадинах, не имеющих стока, происходит увлажнение пород отвалов и их оснований, снижение сопротивления пород сдвигу, уменьшение высоты и угла откоса устойчивых отвальных откосов.

Из климатических факторов на устойчивость отвалов наибольшее влияние оказывают атмосферные осадки и колебания температуры воздуха.

Гидрогеологические условия определяют возможность возникновения деформаций откосов и оснований отвалов в связи с гидродинамическим или гидростатическим давлением подземных вод. Эти воды могут вызвать гидростатическое взвешивание пород или создание в них ослабленных поверхностей. Давление подземных вод на глинистые породы основания отвалов уменьшает эффективные напряжения в них или может вызвать гидравлический разрыв глинистого слоя с прорывами напорных вод или плывунов [2, 4].

Из технологических факторов, влияющих на устойчивость отвалов важнейшими являются высота и конфигурация отвальных откосов, длина и скорость подвигания отвального фронта, темп отсыпки отвала. Схемами отсыпки (фронтальной или блоковой) предопределяется характер процессов уплотнения породных масс отвалов и их прочностные свойства.

Проектирование отвалообразования необходимо осуществлять с учетом всех возможных факторов и особенностей вскрышного массива месторождения, состояния основания, которые могут оказать влияние на устойчивость отвала, степень его воздействия на окружающую среду. Например, для исключения капиллярного поднятия в теле отвала необходимо изолировать контакт обводненного основания с укладываемыми в отвал глинистыми породами, дренирующим слоем скальной или полускальной вскрыши, который также осушает тело отвала в процессе консолидации глинистых грунтов. Варьируя мощностью дренирующего слоя можно регулировать высоту отвального яруса, а также планировать развитие многоярусных отвалов. Отсыпку дренажного слоя при дефиците скальной горной массы можно вести не по всему фронту отвального яруса, а на участках повышенной обводненности. При отсыпке отвалов на слабых основаниях целесообразно создание предотвала (упорной призмы), предупреждающего оползневые деформации и выдавливание пород основания из-под техногенного массива.

Учет скорости подвигания отвального фронта, через которую выражается продолжительность периода консолидации пород, позволяет обосновывать расчетные режимы отвалообразования. Устойчивость откосов (зависящую от времени стояния отвала) необходимо обеспечивать варьированием величины производительности отвального оборудования, высоты и длины фронта отвала, создания предотвала и т.п.

Формирование отвала должно осуществляться с учетом его последующей рекультивации при непрерывном геомеханическом контроле за устойчивостью, несущей способностью и осадками техногенного массива.

Курс повышения квалификации Расчет устойчивости откосов. Управление состоянием и контроль динамики деформаций откосов

Код 42686

  • О мероприятии
  • Преподаватели
  • Отзывы
  • Также по теме

Курс содержит методики расчетов прочности и устойчивости, управления и контроля за состоянием бортов карьеров, уступов, отвалов, откосов дорожных, строительных и гидротехнических сооружений

Для инженеров-проектировщиков, инженеров-строителей, инженеров дорожно-строительных предприятий, предприятий горной промышленности, проектных институтов

  1. Физико-механические свойства пород, грунтов и методики их определения.
    • Геомеханические процессы и влияющие на них основные физические законы.
    • Виды деформации откосов. Анализ деформационных процессов на различных откосах. Оползни, обрушения, оплывины, просадки.
    • Механика грунтов. Сцепление в массиве и в образце. Угол внутреннего трения. Объемный вес и плотность. Учет свойств пород, их взаимодействие.
    • Технологии определения физико-механических свойств грунта, горных пород. Различия в методах оценки свойств скальных и рыхлых пород. Коэффициент структурного ослабления.
  2. Ключевая методика расчетов. Поиск источников обрушений.
    • Метод алгебраического сложения сил на криволинейной поверхности скольжения. Способы построения поверхности скольжения.
    • Распространенные схемы расчетов для однородного откоса. Использование компьютерных моделей породного массива в формате 3D для оценки устойчивости бортов и отвалов. Переход от 3-мерной модели свойств пород к 2-мерным методикам расчетов. Практические занятия по расчету устойчивости однородного откоса с применением MS Excel.
    • Расчет устойчивости для неоднородного откоса. Рекомендации к выбору коэффициента запаса устойчивости. Районирование откоса по физико-механическим свойствам пород. Розетка устойчивых углов. Практические занятия по расчету устойчивости неоднородного обводненного откоса (MS Excel).
  3. Управление состоянием откосов.
    • Влияние фактора времени. Скорость относительной деформации. Роль воды (статической и динамической) в нарушениях устойчивости. Планировка дна и откосов. Мероприятия по осушению карьеров.
    • Устойчивость рабочих уступов откоса и ширина призмы возможного оползания. Расчеты.
    • Противооползневые мероприятия. Применение укрепительных конструкций и сооружений, в том числе габеонов. Особенности повышения устойчивости ярусов отвала. Специальные технологии горных работ. Оперативные мероприятия по укреплению откосов, превентивные мероприятия.
  4. Особенности расчетов устойчивости отвалов.
    • Подошвенные и подподошвенные оползни. Расчет устойчивости отвала, нагруженного оборудованием.
    • Оценка устойчивости выработок в сложных условиях (повышенная сейсмическая активность, многолетняя мерзлота, наличие подземных вод).
    • Практические занятия по расчету устойчивости откоса отвала (дамбы, склада песка и т.п.) с учетом пригрузки механизмами с применением MS Excel.
  5. Влияние технологии работ на состояние бортов карьеров и отвалов. Геомеханика комбинированного способа ведения работ. Риски вертикальной деформации при наличии подземных видов работ. Опыт изучения геомеханических процессов при комбинированном способе разработки.
  6. Мониторинг и его виды.
    • Методика ведения геомеханического мониторинга. Современные методы контроля за состоянием устойчивости бортов откосов. Радарный мониторинг. Использование сканирующих устройств. Наблюдательная станция и систематический мониторинг.
    • Требования к наблюдениям. Интерпретация полученных результатов. Поиск участков, источников деформации. Контроль динамики деформаций.
  7. Практика анализа деформационных процессов на различных откосах в сложных условиях.
    • Опыт отработки карьера янтаря «Приморский» (воздействие поверхностных и подземных вод, песчано-глинистые породы)
    • Опыт проектирования карьеров месторождений «Удокан» и «Черногорское» (слоистость массива, температурный режим, вечная мерзлота, складирование сложных смесей).
  8. Необходимые изыскания для оценки устойчивости.
    • Схема работы со специализированными организациями. Рекомендации по составлению тех. задания и договорной работе. Меры по повышению ответственности проектировщиков и исполнителя.
    • Минимальный и рекомендуемый состав изысканий. Полевые и камеральные работы, выделение ИГЭ (инженерно-геологических элементов).
    • Основные нормативные документы.
    • Документальное оформление несоответствий в документации. Риски заказчика и способы их минимизации.
  9. Круглый стол. Обсуждение конкретных проблем участников.
Читать еще:  Сделай сам дверные откосы

Ведущие курса:

Отзывы о курсе

Таургалинов Даниил Борисович
ведущий инженер-технолог
ООО «УПР АО «Красноярскуголь»

Олейников Евгений Николаевич
ведущий инженер
АО «АГД ДАЙМОНДС»

Бонерт Константин Павлович
инженер-проектировщик
ООО «СПб-Гипрошахт»

Управление устойчивостью карьерных откосов

Аннотация:

Рассмотрено инженерно-геологическое обеспечение работ по расчету параметров и управлению устойчивостью бортов карьеров и отвалов. Приведены методы лабораторного, натурного определения характеристик прочности и деформируемости глинистых и скальных пород, метод обратных расчетов оползней. Даны инструкции пользования программами по расчету устойчивости карьерных откосов с численными примерами для всех расчетных схем и противодеформационными мероприятиями по обеспечению устойчивости карьерных откосов, а ктакже инструментальным контролем за состоянием устойчивостии прибортовых массивов карьеров.

Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Маркшейдерское дело» направления подготовки дипломированных специалистов «Горное дело».

Содержание:

1. Общие положения

1.1. Общие понятия об открытых горных работах

1.2. Элементы и терминология

2. Современное состояние изученности вопросов оценки устойчивости откосов карьеров и отвалов

2.1. Краткий обзор методов оценки устойчивости карьерных откосов

2.2. Основные виды и характер деформаций откосов породных отвалов

2.2.1. Особенности оценки устойчивости откосов отвалов

2.3. Вероятностные методы оценки устойчивости откосов

2.4. Физико-механические свойства горных пород и породных контактов и методы их определения

2.5. Влияние фактора времени на состояние карьерных откосов

2.6. Инструментальный контроль за состоянием устойчивости прибортовых массивов карьеров

3. Инженерно-геологическое обеспечение работ по расчету параметров и управлению устойчивостью бортов карьерных откосов

3.1. Факторы влияющие на устойчивость карьерных откосов. Классификация инженерно-геологических комплексов горных пород по условию устойчивости бортов карьеров

3.2. Геомеханические модели прибортового массива. Горно-геометрическое моделирование прибортового массива горных пород

3.3. Выбор расчетной модели прибортового массива при оценке устойчивости карьерных откосов

3.3.1. Геомеханические модели прибортового массива

3.3.2. Анализ расчетной модели прибортового массива

3.4. Теоретические и методические основы моделирования горно-геологических объектов

3.4.1. Общие положения

3.4.2. Формирование математической модели неоднородного массива

3.4.3. Математическое описание борта карьера и земной поверхности. Описание системы «борт-отвал». Учет внешней нагрузки

3.4.4. Моделирование гидрогеологических условий для учета фильтрационных сил в приоткосном массиве

3.4.5. Геометрическое моделирование поверхности скольжения и контура оползня

4. Общие понятия о физико-технических свойствах пород. Физические и упругие свойства. Гипотезы прочности материала

4.1. Физико-технические параметры

4.2. Методы лабораторного определения физических характеристик

4.3. Определение упругих характеристик горных пород ультразвуковым методом

4.4. Гипотезы прочности материала

4.4.1. Гипотезы максимальных нормальных напряжений

4.4.2. Гипотезы максимальных касательных напряжений

4.4.3. Энергетические гипотезы прочности

4.4.4. Специальные гипотезы прочности

4.4.5. Теория предельного равновесия

4.4.6. Условия предельного состояния и уравнения равновесия

4.4.7. Круговая диаграмма напряжений Мора

4.4.8. Плоские задачи теории предельного равновесия

5. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости глинистых пород

5.1. Испытания грунта методом одноплоскостного среза

5.1.1. Проведение консолидированно-дренированного испытании

5.1.2. Проведение неконсолидированно-недренированного испытания

5.2. Изучение взаимосвязей показателей прочностных свойств глинистых пород

5.3. Обоснование расчетных прочностных характеристик для песчано-глинистых горных пород

5.4. Оценка по методу наименьших квадратов для линейной модели (НК)

5.5. Доверительные интервалы и критерии для параметров линейной модели

5.6. Доверительные интервалы для математического ожидания y

5.7. Расчет линейной регрессии по не сгруппированным данным

6. Лабораторные методы испытания прочностных свойств горных пород

6.1. Прочностные свойства

6.1.1. Общие положения

6.1.2. Паспорт прочности

6.2. Методика определения механических свойств горных пород

6.3. Обоснование расчетных прочностных характеристик горных пород

6.4. Статистико-вероятностное обоснование расчётных значений прочностных характеристик скальных горных пород

7. Определение прочностных свойств горных пород на стабилометрах

7.1. Испытаниям в приборах трехосного сжатия

7.2. Компрессионные испытания грунта

7.3. Изучение реологических свойств глинистых пород

8. Натурные испытания прочностных характеристик горных пород

8.1. Показатели сопротивления сдвигу глинистых пород на карьерах

8.2. Показатели сопротивления сдвигу скальных пород в отвале

9. Определение показателей сопротивления пород сдвигу по результатам съемок оползней (Метод обратных расчетов оползней)

9.1. Метод обратных расчетов при оценке устойчивости карьерных откосов

9.2. Инструкция пользования программой SS02

10. Способы расчета устойчивости откосов в однородной среде

10.1. Расчет устойчивости плоского откоса

10.2. Инструкция пользования программой PREDH

10.3. Инструкция пользования программой PREDALP

10.4. Откос с выпором (Расчетная схема 1, табл. 2)

10.5. Инструкция пользования программой SPB133

10.6. Расчет параметров откосов выпуклого профиля

10.7. Инструкция пользования программой SPBB3

10.8. Оценка устойчивости реального борта карьера для однородного массива

10.9. Инструкция пользования программой PRED_N

10.10. Инструкция пользования программой KZY72

10.11. Расчет параметров плоских откосов по напряжениям и инструкция пользования программой SP01_n

10.12. Расчет откоса вогнутого профиля В. В. Соколовскому

10.13. Расчет откосов выпуклого профиля

10.14. Метод алгебраического сложения сил

10.15. Метод векторного сложения сил (метод многоугольника сил)

11. Расчет параметров откосов на слабом основании

11.1. Расчет параметров откосов на слабом наклонном основании малой мощности

11.2. Инструкция пользования программами SPOSN11, SPOSN12 для расчета устойчивости откосов на слабом наклонном основании ограниченной мощности методом многоугольника сил

11.3. Численно-аналитический способ при расчете откосов на слабом наклонном основании

11.4. Численно-аналитический метод (программа SLABOSN)

11.5. Численно-аналитический метод (программа SPOCH10)

11.6. Зависимости коэффициента запаса устойчивости от ширины призмы возможного обрушения и высоты откоса

11.7. Расчет параметров предельного откоса на слабом основании большой мощности

11.8. Инструкция пользования программой SPB22

12. Расчет устойчивости реальных карьерных откосов для геомеханической модели неоднородного откоса

12.1. Инструкция пользования программой SPOSGS35С

ПРИМЕР 1. Расчет устойчивости неоднородного обводненного борта карьера

ПРИМЕР 2. Расчет устойчивости неоднородного обводненного откоса

ПРИМЕР 3. Расчет устойчивости неоднородного подтопленного борта

ПРИМЕР 4. Расчет устойчивости неоднородного подтопленного откоса

ПРИМЕР 5. Расчет устойчивости неоднородного необводненного борта

ПРИМЕР 6. Расчет устойчивости неоднородного необводненного откоса

ПРИМЕР 7. Расчет устойчивости однородного обводненного борта

ПРИМЕР 8. Расчет устойчивости однородного обводненного откоса

ПРИМЕР 9. Расчет устойчивости однородного подтопленного борта

ПРИМЕР 10. Расчет устойчивости однородного подтопленного откоса

ПРИМЕР 11. Расчет устойчивости однородного необводненного борта

ПРИМЕР 12. Расчет устойчивости однородного необводненного откоса

ПРИМЕР 13. Расчет устойчивости откоса (борта) карьера, когда поверхность скольжения фиксированная

13. Разработка способов расчета устойчивости нагруженных карьерных

13.1. Теоретические основы численно-аналитического способа расчета устойчивости нагруженных откосов

13.2. Методика расчета устойчивости откосов, нагруженных отвалами бестранспортной вскрыши и горно-транспортным оборудованием

13.3. Способ и методика расчёта устойчивости нагруженных откосов при возможности выпора основания

13.4. Инструкция пользования программой SPSP53

14. Геомеханическая модель — скальные массивы

14.1. Изучение структурно-тектонических особенностей (трещиноватости) прибортовых массивов карьеров

14.2. Методы оценки устойчивости откосов уступов и бортов в анизотропном массиве

14.3. Расчетная схема VII

14.4. Расчетная схема VII

14.5. Расчетная схема VII

14.6. Расчетная схема VII

14.7. Расчетная схема VII

14.8. Расчетная схема VII

14.9. Расчетная схема VII

15. Вероятностный способ решения задач устойчивости карьерных откосов

15.1. Вероятностный подход к определению устойчивости и предельных параметров откоса

15.2. Коэффициент запаса устойчивости откосов и уровень риска обрушения

15.3. Определение предельных параметров откосов с заданным уровнем риска обрушения

16. Заоткоске уступов в предельном положении. Укрепление и упрочнение прибортовых массивов на карьерах

16.1. Технологические схемы ведения горных работ в приконтурной зоне и при заоткоске уступов в предельном положении

16.2. Упрочнение прибортовых массивов на карьерах

16.3. Укрепление откосов уступов

17. Деформации бортов карьеров и отвалов и наблюдения за ними

17.1. Типы разрушающих деформаций прибортовых массивов горных

17.2. Наблюдения за деформациями бортов карьера

17.3. Анализ существующих методов наблюдений за деформациями борта карьера

17.4. Маркшейдерско-геодезические методы определения деформаций бортов карьеров

17.5. Метод нивелирования двумя наклонными на постоянные углы вертикальными лучами

17.6. Фотограмметрические методы наблюдений за деформациями

17.7. Наблюдения за деформациями бортов карьеров с использованием спутниковой аппаратуры

17.8. Проект организации наблюдений за деформациями

17.9. Методика линейных измерений

17.10. Методика выполнения высотной съёмки

17.11. Методика угловых измерений для боковых реперов

17.12. Организация наблюдений за деформациями бортов карьера

17.13. Паспортизация деформаций

18. Защита прибортовых массивов от поверхностных вод и дренаж карьерных полей, оснований и поверхностей отвалов

18.1. Защита прибортовых массивов от поверхностных вод и дренаж

18.2. Защита оснований и поверхностей отвалов

19. Практические задачи по управлению устойчивостью карьерных откосов и мероприятия по предупреждению оползней бортов карьеров

19.1. Расчет параметров устойчивого внутреннего отвала, расположенного на слабом наклонном основании (Шубаркольский угольный разрез)

19.2. Расчет устойчивости откосов ярусов внутреннего отвала от действия горнотранспортного оборудования

19.3. Расчет параметров внутреннего отвала при бестранспортной технологии отвалообразования с использованием экскаватора ЭШ-10/70

19.4. Расчет параметров внешних отвалов на Шубаркольском разрезе

19.5. Анализ геомеханической обстановки и оценка устойчивости карьерных откосов на разрезе «Шубаркольский»

19.6. Формирование отвалов внутри карьерного поля и конструирование устойчивых бортов карьеров при доработке месторождения

19.7. Расчет и конструирование откосов бортов карьеров для сложно-структурных месторождений

19.8. Численно-аналитический способ расчета устойчивости карьерных откосов с учетом временного фактора

Устойчивый угол откоса отвала

Известен способ отвалообразования, заключающийся в том, что отсыпка породы в отвал осуществляется применением бульдозеров и автотранспорта, разгружающегося под откос [1].

Недостатком способа является то, что вблизи бровки откоса может создаваться ослабленная зона при отсыпке пород небольшой прочности, и она проседает под колесами крупногабаритных автосамосвалов.

Известен способ отвалообразования, заключающийся в том, что подъем породы на отвал осуществляется магистральным конвейером, а укладка породы в отвал выполняется применением, например, экскаватора, погрузчика или бульдозера с автотранспортом [2].

Читать еще:  Арочный откосы как делать

Недостатком способа является то, что прочность процесса прерывается цикличным действием погрузочного и транспортного оборудования и снижением производительности при увеличении ширины отвала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ отвалообразования, заключающийся в том, что для укладки породы при поточном способе отвалообразования применяется отвалообразователь [3] (прототип).

Недостатком способа является то, что при попадании слабых пород в отвал и переходе из одного сезона в другой за счет таяния снега или выпадении жидких осадков на поверхности отвала могут появляться ямы, провалы или его просадка при слабом основании, в результате большегрузный отвалообразователь не может работать ритмично и производительно при больших параметрах шага и ширине, длине отсыпаемой полосы.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе отвалообразования с ограничением поточности транспортирования и укладки породы на поверхность с изменяющейся прочностью пород на большой площади предлагается способ, отличающийся тем, что для повышения ритмичности и производительности оборудования при отвалообразовании создают прочное основание для работающего оборудования до приоткосной зоны, наиболее подверженной деформации уплотнения и смещения, часто 3-5 м, и использованием мобильной разгрузочной консоли ограниченной длины, например, 15-20 м и наращиваемого отвального конвейера производят заполнение породной площади отвала, в секторах по радиусу, равному длине разгрузочной консоли, заходками послойно, и при завершении отсыпки очередного слоя наращивают отвальный конвейер или применяют конвейер стандартной длины с шагом и высотой яруса, соответствующими параметрам засыпки (пригрузки) ранее отсыпанного слоя при его деформации уплотнения и смещения, не достигающей предельной величины, причем при применении отвальных конвейеров стандартной длины у границы площади отвала подготавливают и отсыпают площадку для его передвижения вместе с разгрузочной консолью по насыпной части по радиусу сектора отсыпки и отвалообразования ведут на участках последовательно при завершении процесса уплотнения породной массы или ее смерзания на каждой из них, а при переходе в другой климатический сезон нейтрализуют ослабленные слои в зоне нулевой изотермы созданием буферной зоны шириной, например, 10-15 м, причем при большой емкости отвала и его высоте отвалообразование производят в два-три яруса с учетом достижения консолидированного прочного основания с затухающими процессами уплотнения пород в подстилающих слоях ярусов и отсыпку породы в запланированном объеме производят до тех пор, пока не будет создан отвал необходимой емкости и высоты средствами поточного транспорта.

Применение способа позволяет уменьшить количество применяемых на карьерах конвейеров на один с исключением торцевого и технологической схемы укладки породы в отвал. Кроме того, большегрузный и дорогостоящий отвалообразователь заменяется короткой мобильной разгрузочной консолью длиной, например, 15-20 м, что позволяет ее перемещать по дуге сектора отсыпки. Конструкция консоли разработана и защищена патентом РФ №2310077 [4]. Она может работать и при выпадении твердых и жидких осадков. Поскольку прочное уплотненное основание поверхности отвала достигается в короткий промежуток времени на малой площади. Поэтому не возникает проблемы для передвижения по радиусу отсыпки отвального конвейера. Для обеспечения потока дробленой руды (породы) с магистрального конвейера на отвальный конвейер и с него на наклонную разгрузочную консоль горная масса может передаваться с помощью бункеров небольшой емкости.

Предлагаемая технология отвалообразования может применяться и при отсыпке пород небольшой прочности и в зоне северных широт при заключении отвального конвейера в легкую трубообразную полость, защищающей от снежных заносов, позволяющей перемещать ее по площади отвала.

Экономическая эффективность от применения новой поточной технологии отсыпки пород в отвал может быть оценена следующим образом:

1. Снижением стоимости отвальной консоли по сравнению с отвалообразователем на 2-3 млн. долл. США.

2. Исключением перегрузки горной массы на отвале (экскаватора или погрузчика с автотранспортом) — 300-400 тыс. долл. США.

3. Повышением производительности оборудования в 1,3-1,5 раза, поскольку на большей площади поверхности отвала, на которой перемещается отвалообразователь, может создаваться значительно большее количество ослаблений (ям, трещин) при переходе из одного сезона в другой (таяние снега, уплотнение породы, попадание жидких осадков и др.).

Предлагаемое техническое решение представлено на чертежах (фиг. 1-4). Фиг. 1. Общая схема комплекса предлагаемого технического решения (разрез):

1 — магистральный конвейер; 2 — мобильная разгрузочная консоль; 3 — передвижной отвальный конвейер; 4 — бункер у магистрального конвейера; 5 — бункер у передаточного отвального конвейера; 6 — переходная зона отсыпки пород между сезонами; α — угол откоса отвала; β — угол наклона склона.

Фиг. 2. Схема процесса отсыпки породы на площади отвода с работой отвального конвейера и его наращиванием в комплексе с консолью по мере увеличения насыпной части (план): 1 — магистральный конвейер; 2 — мобильная разгрузочная консоль; 3 — отвальный конвейер; 4 — бункер у магистрального конвейера; 5 — бункер у передаточного отвального конвейера.

Фиг. 3. Схема отвалообразования с использованием промежуточных и отвального конвейера длиной, близкой к стандартной, для создания первоначального фронта работ и перемещения его по радиусу сектора отсыпки:

1 — магистральный конвейер; 2 — мобильная разгрузочная консоль; 3 — отвальный конвейер; 4 — бункер перегрузки.

Фиг. 4. Схема отсыпки второго яруса отвала с использованием комплекса наращиваемый отвальный конвейер и разгрузочная консоль:

1 — магистральный конвейер; 2 — мобильная разгрузочная консоль; 3 — передвижной отвальный конвейер; 4 — бункер у магистрального конвейера; 5 — бункер у передаточного отвального конвейера; 6 — переходная зона отсыпки пород между сезонами.

Предлагаемое изобретение может быть использовано на действующих карьерах (Ковдорский карьер комплексных железных руд, Центральный ОАО «Апатит» при разработке бокового рудного тела, Коашвинский карьер Восточного рудника ОАО «Апатит») в регионе и на других карьерах.

Для этого на участке выхода магистрального конвейера на отвал подготавливают площадки для работы наклонной передвижной консоли длиной, например, 15-20 м, работающей через бункер объемом одно-двухчасового запаса руды (породы) и начинают отсыпку первой заходки по радиусу, равному длине консоли. Далее используют отвальный конвейер, работающий через бункер и включаемый в работу по схеме магистральный конвейер, отвальный конвейер и разгрузочная консоль. После отсыпки второй заходки удлиняют отвальный конвейер и перемещают консоль до приоткосной зоны, наиболее деформируемой при отсыпке слабых пород или влажных, а также пород со снегом, и составляющей часто от 2-3 до 5-7 м, чем гарантируется безопасность работы консоли, и не может быть допущена просадка оборудования, как в традиционном способе при деформации породной среды под колесами крупногабаритных машин (100-200 т и более).

Далее процесс повторяется, удлинение отвального конвейера первоначально соразмерно с длиной консоли, т.е. 15-20 м. При этом могут быть использованы перегрузочные, выдачные конвейера длиной 20-50 м. Затем могут быть применены отвальные конвейеры длиной 150-200 м. Их размещают на площадке отвала, и от них начинают отсыпку пород с использованием разгрузочной консоли, постепенно создавая площадку для перемещения отвального конвейера по радиусу сектора отсыпки. А общая длина отвального конвейера с длиной консоли зависит от площади отсыпки пород в отвал и его емкости.

При большой емкости отвала (100-150 млн. м 3 пород) отсыпку вскрышных пород можно производить и слева, и справа от места первоначального выбора местоположения магистрального конвейера удлинением отвального конвейера. При необходимости может быть организован и второй, и третий ярусы отвала. Для этого осуществляют удлинение магистрального конвейера и отсыпают первоначально наклонный слой из пород под углом, например, 15-16° также с применением разгрузочной консоли. И при достижении необходимой высоты яруса отсыпают второй слой на прочное основание (первого слоя). При этом в период перехода из одного сезона в другой интенсивность работ должна быть такой, чтобы между различными температурными слоями был буфер шириной до 6-8 м для исключения таяния снега в пограничной зоне.

Для обеспечения длительной эффективной работы отвального конвейера целесообразно использование дробильных комплексов, обеспечивающих получение куска размером до 300-350 мм (в основном при конусных дробилках) и достижением производительности комплексов 20-22 млн.т вскрышных пород в год.

Применение способа и технологии отвалообразования возможно и целесообразно в северных условиях, поскольку разгрузочная консоль (пластинчатый питатель), как и отвальный конвейер, защищены от попадания снега, воды легкими покрытиями и мобильны.

Применение способа и технологии отвалообразования позволяет создать устойчивым отвал большой емкости, исключить использование автотранспорта на отвале при применении ЦПТ в карьере, таким образом сократить расстояние транспортирования по сравнению с применением автотранспорта в среднем на 3-5 км, получив прибыль при меньших эксплуатационных затратах на отвалообразование до 1-2 млн. долл. США в год и по капитальным затратам около 2-3 млн. долл. США по сравнению с приобретением отвалообразователя типа ОШ.

1. Красносельский Э.Б., Чашников В.В., Архипов А.В., Ивановский Е.В., Архипова С.Е. Технология формирования породных отвалов в условиях горного рельефа / Сб. науч. тр. Апатиты. Изд. Кольского филиала АН СССР. — 1988. — С. 90-99.

2. Экологическая эффективность высоких отвалов вскрышных пород / Виноградов А.И., Кузнецов М.А., Ким Б.В. М.: Горный журнал. — 2007. — №4. — С. 69-71.

3. Усынин В.И., Решетняк С.П. Открытая разработка железорудных месторождений Севера. Апатиты. Изд. Кольского научного центра. — 1987. — 118 с. (прототип).

4. Патент РФ №2310077 Способ формирования высокого ярусного отвала. Опубл. 10.11.2007. Бюл. №31.

Способ отвалообразования на карьерах, включающий поточную отсыпку пород в отвал большой емкости и высоты, отличающийся тем, что для повышения ритмичности и производительности оборудования при отвалообразовании создают прочное основание для работающего оборудования и устанавливают его до приоткосной зоны, наиболее подверженной деформации уплотнения и смещения, часто 3-5 м, и использованием мобильной разгрузочной консоли ограниченной длины, например, 15-20 м и наращиваемого отвального конвейера производят заполнение породной площади отвала, в секторах по радиусу, равному длине разгрузочной консоли, заходками послойно, и при завершении отсыпки очередного слоя наращивают отвальный конвейер или применяют конвейер стандартной длины с шагом и высотой яруса, соответствующими параметрам засыпки (пригрузки) ранее отсыпанного слоя при его деформации уплотнения и смещения, не достигающей предельной величины, причем при применении отвальных конвейеров стандартной длины у границы площади отвала подготавливают и отсыпают площадку для его передвижения вместе с разгрузочной консолью по насыпной части по радиусу сектора отсыпки и отвалообразование ведут на участках последовательно при завершении процесса уплотнения породной массы или ее смерзания на каждой из них, а при переходе в другой климатический сезон нейтрализуют ослабленные слои в зоне нулевой изотермы созданием буферной зоны шириной, например, 10-15 м, причем при большой емкости отвала и его высоте отвалообразование производят в два-три яруса с учетом достижения консолидированного прочного основания с затухающими процессами уплотнения пород в подстилающих слоях ярусов и отсыпку породы в запланированном объеме производят до тех пор, пока не будет создан отвал необходимой емкости и высоты средствами поточного транспорта.



РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ, УСТУПОВ И ОТВАЛОВ КАРЬЕРОВ

Обязательным элементом определения параметров откосов карьеров является оценка их устойчивости. Под устойчивостью любого откоса (борта, уступа, отвала) карьера понимается его способность сохранять в течение времени эксплуатации установленные проектом геометрические параметры и форму при воздействии внутренних и внешних сил. К геометрическим параметрам, определяющим устойчивость бортов, уступов и отвалов, относят высоту и угол наклона поверхности откоса. Задача расчета устойчивости заключается в определении оптимального угла наклона откоса при установленной технико-экономическим расчетом его высоте, либо наоборот, в определении высоты откоса при условии, что угол его наклона, например отвала, задается, исходя из технологии формирования откоса. Методы расчета устраняют такие виды нарушений устойчивости как оползни и обрушения.

Читать еще:  Компании которые делают откосы

Из всех известных методов расчета устойчивости откосов наиболее широко применяются инженерные методы, основанные на предельном равновесии прибортового массива по потенциальным поверхностям скольжения, одним из которых является метод расчета однородного борта по круглоцилиндрической поверхности скольжения.

Рис. 2.10. Схема построения потенциальной поверхности скольжения в однородном прибортовом массиве

Названный метод расчета основан на том, что предельно напряженный прибортовой клин ABCDE (рис. 2.10) ограничен в массиве потенциальной поверхностью скольжения, которая делится на три части: вертикальная плоскость отрыва CD, наклонная площадка скольжения ED, отклоняющаяся от вертикали на угол ; круглоцилиндрическая поверхность скольжения АЕ, пересекающая основание откоса под углом ε к его плоскости.

Для построения этой поверхности по характерным участкам борта карьера вкрест его простирания строят детальные инженерно-геологические разрезы, на которых должны быть выделены слои или группы слоев пород с различными показателями сопротивления сдвигу (ρi, Кi) и трещиноватости. Исходя из опыта эксплуатации карьеров с аналогичными горно-геологическими условиями, задаются приближенным значением угла наклона борта αо, под которым строят поверхность откоса AВ. Длалее вычисляют ширину призмы возможного обрушения АС и глубину вертикальной трещины отрыва Н90 по формулам:

где ρ — угол трения; Кm — сцепление в массиве;

В формулах (2.6), (2.7) в качестве ρ и К принимаются их средние значения по выделенным сдоям. В том случае, когда сцепление пород определялось в образцах, сцепление в массиве KM определяют по формуле:

где К – сцепление породы в образце, Па;

а – коэффициент, зависящий от прочности пород и характера трещиноватости;

Н – глубина залегания данного слоя;

W – интенсивность трещиноватости, обратно пропорциональная среднему расстоянию между трещинами.

От точек F и D под углом ε к вертикали проводят линии до пересечения в точке Е. В точке А под углом ε к поверхности откоса проводят касательную к поверхности скольжения. Перпендикуляры ОА и ОЕ к прямой аа и DE — радиусы кругло-цилиндрической поверхности скольжения, а точка О — центр окружности.

После построения потенциальной поверхности скольжения CDEA вычисляют средние весовые характеристики сопротивления сдвигу пород по поверхности скольжения:

где Ki и ρi — сцепление и угол внутреннего трения отдельных слоев пород, Па, и угл. градус; li — длина линии скольжения по отдельным слоям, м; σi — нормальное напряжение в середине каждого слоя, вычисляемое по формуле

где φi — средний наклон поверхности скольжения в отдельных слоях, равный наклону касательной к поверхности скольжения в середине слоя, угл. градус;

γі – средний объемный вес породы в данном слое, т/м 3 ;

Н – глубина залегания данного слоя.

Влияние погрешностей определения прочностных характеристик пород, методики расчета, влияния динамических нагрузок при массовых взрывах, снижения прочности пород с течением времени учитывают в расчетах посредством введения коэффициента запаса, на величину которого снижают характеристики сопротивления пород сдвигу. С учетом назначения откоса, его срока службы коэффициент запаса n принимают равным от 1,1 до 1,5. Характеристики сопротивления пород сдвигу, уменьшенные на величину коэффициента запаса, называют расчетными. Их можно получить по формулам:

где Кn и ρn — расчетное сцепление и угол внутреннего трения пород по поверхности скольжения.

Оптимальное значение угла наклона борта или его высоту находят по номограмме, которая показывает зависимость относительной величины предельно устойчивой высоты откоса от угла его наклона для пород с различными характеристиками сопротивления сдвигу (рис. 2.11).

Рисунок 2.11 – График зависимости относительной высоты откоса от угла его наклона

На графике по оси абсцисс отложены углы откоса α, а по оси ординат — относительная высота откоса Н’=Н/Н90. Если задан угол откоса борта α, то по его значению и расчетному углу внутреннего трения ρn по графику находят Н’ затем вычисляют Н90 по формуле (2.6) и оптимальную высоту откоса:

Н = Н’ * H90.

Если задана высота откоса H, а требуется определить оптимальный угол откоса α, то вычисляют Н90 и Н’ и по графику находят α.

2.5. МЕРЫ ОХРАНЫ ОТКОСОВ

Меры охраны откосов основаны на исключении условий нарушения устойчивости откосов, а также на предотвращении дальнейшего развития деформационных процессов с целью снижения их вредного влияния на производство работ в карьерах.

Значительные деформации откосов могут причинить предприятию большой материальный ущерб, нарушить и даже приостановить технологический процесс, привести к потерям полезного ископаемого, вызвать необходимость многократной переэкскавации сползающих или обрушенных масс пород.

Условия нарушения устойчивости откосов можно исключить посредством правильного выбора и соблюдения в процессе работ геометрических параметров откосов, наиболее полно отвечающих горно-геологическим условиям. Важен выбор оптимального направления подвигания горных работ, учитывающий структуру массива, гидрогеологические условия, направления дренирования вод. С учетом необходимости обеспечения устойчивости откосов должна выбираться определенная технология выемки вскрышных пород и полезного ископаемого, а также разрабатываться специальные методы производства взрывных работ.

К мерам борьбы с деформационными процессами относят работы по осушению месторождения, защиту поверхности пород откосов, укрепление и упрочнение прибортового массива.

2.5.1. Меры защиты от оползневых явлений.

Основной причиной развития оползневых явлений является обводненность пород. Поэтому одной из первоочередных мер предотвращения оползней является соответствующая планировка прибортовой зоны карьеров и устройство водоотводных канав, позволяющая производить отвод поверхностных вод за пределы карьерного поля. На площадках уступов должен быть предусмотрен перепуск скапливающейся воды к водосборникам для последующего удаления ее за пределы карьера. Кроме того, для осушения карьеров используются водопонизительные вертикальные или горизонтальные скважины, а в отдельных случаях и дренажные подземные горные выработки.

Если оползневые деформации откосов уже имеют место, то необходимо принять меры по локализации или по приостановке развития процесса.

Для уменьшения массы сползающего прибортового клина производят выполаживание угла откоса до такой величины, при которой сползания не происходит. Уточненная величина угла откоса устанавливается соответствующим расчетом по заданному коэффициенту запаса устойчивости.

Наиболее распространенным методом предотвращения дальнейшего развития оползня является отсыпка контрфорсов (рис. 2.12, а).

В передней части сползающих масс отсыпается дамба из скальных вскрышных пород, что создает упор и выполаживает общий угол наклона поверхности откоса.

Вместо контрфорсов в передней части оползня можно оставить целик пород или полезного ископаемого, если работы производятся на проектной глубине, а также применить породные стенки, сооружаемые у основания оползня.

Рис. 2.12 – Локализация развития оползней:

а — устройство контрфорсов; б — пригрузка откосов; в — подготовка основания отвала; α1 — средний угол наклона откоса; α2 — угол наклона откоса с учетом дамбы

При образовании фильтрационных оползней используется способ пригрузки наклонной поверхности фильтрующегося откоса слоем дробленой скальной породы мощностью не менее 1,5 м. В этом случае достигается свободное высачивание подземных вод на откос без выноса породы (рис. 2.12, б). Пригрузка откосов скальными породами делается с увеличением мощности слоя к основанию откоса, поэтому приводит к перераспределению напряжений в прибортовом массиве, увеличивает коэффициент запаса устойчивости на 20—25%.

При укладке отвалов на наклонное основание при наличии слабой, обводненной поверхности предварительно производят механическое рыхление поверхности основания с помощью тракторных рыхлителей на глубину 0,5—0,7 м или устраивают продольные траншеи. Эти меры увеличивают сопротивление скольжению отвальных пород по поверхности основания. Иногда траншеи заполняют фильтрующимся материалом, что обеспечивает отвод воды из отвальных масс (рис. 2.12, в).

Меры искусственного укрепления прибортового массива горных пород обеспечивают повышение сопротивления сдвигу пород в зоне наибольших напряжений по потенциальной поверхности скольжения (обрушения), или всего массива в целом. К этим мерам можно отнести:

1) механическое укрепление железобетонными сваями, пионами, анкерами, гибкими тросовыми тяжами;

2) физико-химическое укрепление с применением цементации, нагнетанием укрепляющих растворов из полимерных материалов, смол, с применением электрохимической и термической обработки;

3) изолирующие и защитные покрытия набрызгбетоном по металлической сетке, смолами, с использованием агромелиоративных способов.

Железобетонные сваи надежно закрепляют участки массива, имеющие плоскости ослабления (дизъюнктивные нарушения, плоскости напластования), неблагоприятно ориентированные относительно откоса. В этом случае в скважины, пробуренные в основании контакта, укладывают металлическую арматуру и заливают бетоном или цементным раствором, предварительно заполнив скважину заполнителем в виде щебня и песка (рис. 2.13, а).

Анкерное укрепление применяют для упрочнения связи слабой приповерхностной зоны с основной массой пород за пределами потенциальной поверхности ослабления. Различают распорные анкеры, у которых замок размещается в прочной части массива (рис. 2.13, б), а также анкеры, которые скрепляют породы на всем его протяжении посредством бетона или смол.

Рис. 2.13 – Схемы укрепления прибортового массива

цементация или смолизация, используется в интенсивно трещиноватых породах, обладающих хорошей водопроницаемостью. В этом случае с верхней площадки откоса бурят вертикальные или наклонные скважины на расстоянии 4—6 м друг от друга. В них нагнетают цемент до полного насыщения массива (рис. 2.13, в).

2.5.2. Способы предотвращения осыпей.

Так как осыпи откосов уступов — самые распространенные виды деформаций, в настоящее время разработаны разнообразные способы борьбы с ними. Перечислим основные из них.

1. Заоткоска уступов предусматривает создание оптимального для данных пород наклона откоса, при котором снижается степень разрушения и скатывания пород. В рыхлых породах эта работа выполняется, как правило, экскаваторами, а в скальных — путем применения специальных методов взрывания на предельном контуре погашения уступа.

Заоткоска уступов взрывным способом может производиться по следующим схемам:

а) предварительное щелеобразование на предельном контуре уступа наклонными скважинами. Создаваемая в данном случае взрыванием скважин щель является экраном для ударных волн при массовых взрывах на границе с предельным контуром. Сущность метода состоит в том, что по линии предельного контура уступа ВВ’ бурят ряд наклонных скважин, расположенных на расстоянии 1,5—2 м друг от друга (рис. 2.14, а). Скважины заряжают уменьшенными рассредоточенными зарядами. Взрывание контурных скважин производят с опережением по отношению к массовому взрыву приконтурного блока А’АВВ’;

Рис 2 14 – Схемы закрепления осыпей:

а — предварительное щелеобразование; б — заоткоска уступа наклонными и вертикальными скважинами; в — укрепление железобетонными сваями; г — искусственная бровка; д — укрепленная берма

б) заоткоска уступа по проектному контуру посредством наклонных или вертикальных скважин переменной глубины (рис. 2.14, б).

Такие меры направлены на снижение зоны, разрушаемой массовыми взрывами, так как при мгновенном взрывании большого количества взрывного вещества в скважинах зона частичного разрушения пород распространяется на расстояние до 8—10 м за пределы линии отрыва, что приводит к снижению сопротивляемости пород сдвигу и их стойкости против выветривания.

2. Создание широких берм механизированной очистки с целью избежания образования за счет осыпей сплошных откосов на всю высоту борта. Это достигается сдваиванием и страиванием уступов на предельном контуре карьера.

3. При остановке уступов в предельном контуре с подрезкой наклоненных в сторону откоса слоев пород для обеспечения проектного угла наклона откоса целесообразно производить опережающее укрепление пород уступа железобетонными сваями (рис. 2.14, в).

4. Если не осуществляется укрепление пород приконтурного массива, то образование осыпей приводит к уменьшению полезной ширины бермы за счет срезания верхней части откоса уступа или даже всего откоса. Для восстановления берм создают искусственную бровку или сооружают специальные укрепления (рис. 2.14, г).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector