Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Сдвижение горных пород и земной поверхности при разработке месторождений полезных ископаемых.-1

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
9.54 Mб
Скачать

РиС X» ТОлИОЛОГИ4CCKUЯ CXùùl'J

bir

u i,;;

l'O j и;.,Х

| .JOOT C рЗЗДёЛСлШ -

eu карьера lia дье части ne

 

: aV- ...vm карьера ;

б)- профиль карьера in начало

ры;

т. н

иа.л-а-.й части

KüpL(;j)J

у b) — ПрО^ЛЛЬ

u i| i

;рл

b UjiK*' 'JC.J

paapu* OTiCll

иижнеи

ч а с т и к а р ь е р а

 

 

 

 

 

II

бестранспортной

вскрыши,

размещаемые на

бортах карьера, и вывозятся

автотранспортом

во внешние отвалы.

 

Нижняя часть

карьера

отрабатывается

от одного из торцов либо одно­

временно от обоих торцов к центру сплошными поперечными заходкэми с одновременной засыпкой выработанного пространства пустыми породами, т.е. с формированием виутрикарьерного отвала на ьсю глубину нижней части карьера. При этом соблюдается криволинейиость вскрышных, добыч­ ных и отвальных работ с радиусом кривизны, равным половине ширины ниж­

ней части карьера ( Æ =

а/2 » где G

- ширина нижней части карьера),

и непрерывное подвигание

фронта работ

(рис. I, а). При отработке ниж­

ней части карьера наиболее рационально использование драглайнов типа ЭШ, что обеспечивает высокую производительность работ, а также выемку ограниченных в плане мульдообразных залежей и линз при минимально воз­ можных объемах вскрышных работ. Вскрышные породы первой заходки укла­

дываются

за экскаватором (рис.1, б),

а после выемки полезного иско­

паемого

породы вскрыши первой и всех

последующих заходок укладываются

в выработанное пространство, обеспечивая распор бортов карьера

(рис. I,

в).

 

Устойчивость верхней части карьера гарантируется коэффициентом за­

паса устойчивости . Устойчивость нижней части и бортов

карьера в целом обеспечивается за счет бокового распора, создаваемого внутрикарьерным отвалом, отработкой нижней части поперечными эаходка-

ми, кривизной и непрерывностью подвигания фронт? работ.

Прёдпокенная технология ведения горных работ получила эксперимен­ тальную проверку на карьере УП Ашутского участка ТБР, что позволило

не только обеспечить устойчивость откосов, но и повысить эффективность

разработки полезного ископаемого.

Глубина карьера УП Ашутского участка составляет в среднем 90 м,

достигая на отдельных участках, приуроченных к депрессионным воронкам,

110-130 м. Проектные углы откоса

оС -

23-20°,

средневзвешенные

физи­

ко-механические характеристики при коэффициенте

запаса 77

s 1,1

-

/Г =

0,08 Ш1а,

J>

-

13°. Оценка

устойчивости бортов

карьера

согласно

/ 3

/

показала,

что

коэффициент

запаса

устойчивости

борта

изменялся

от

1,0

до 1,3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прибортовой

массив до глубины

65-75

м характеризуется спокойным

залеганием слоев горных пород и более высокими прочностными характе­ ристиками. Ниже указанной глубины залегает мощная толща подрудных глин с ослзбленными физико-механическими характеристиками.

Как показали исследования оползневых явлений на

Тургайских кзрье-

к, одной из причин нарушений устойчивости бортов

карьеров является

црезка горными работами слабых подрудиых глин при выемке полезного [Сопаемого. b связи с этим одним из условий ограничения глубины

[)хней части карьера является горизонт подрудных глин; вторым обяза­

нным

условием -

ограничение числа

уступов

нижней части

карьера

до

5-х с

тем,

чтобы

обеспечить

более

быстрое

достижение проектной

глу-

и

короткое время стояния

откоса. Исходя

из этих предпосылок верх-

я часть

карьера,

отрабатываемая по

обычной

технологии продольными

ходками,

была ограничена глубиной

Н

= 65-75 и. При..разработке ниж-

S

части

карьера

глубиной Н ~ / i 1 = 25 м

ее

устойчивость обеспечива­

ть применением схемы отработки залежи

короткими поперечными заход-

пи с завалкой выработанного пространства и соблюдением кривизны

 

опта

работ

в

плане.

 

 

 

 

 

 

 

Применение

 

предлагаемой схемы о^аботки карьера позволяет повысить

лы погашения

верхней части

карьера

при

глубине Н 1- 65-75 м до

 

-31°

против проектных 23-26°, а всего

борта

в целом до

23-26°

про-

13 проектных

 

26-23°, т.е. в

среднем

на

2-5°.

Кроме того,

увеличение

ла наклона борта карьера дало возможность при обеспечении его устой-

вости сократить разноску борта но верхней бровке на 25-30 м по срав­

няю с проектом. Сокращение объема вскрыши на конец отработки карьера

ставит

2,5 млн

м3 , что обеспечит экономию затрат на сумму 20Û тыс.

б.

 

 

Таким

образом,

эффективность предложенного способа технологии веде-

я горных работ

заключается в обеспечении устойчивости бортов карьера

я одновременном

сокращении объемов вскрышных работ за счет уьеличе-

я угла

п апаша

откоса верхней части карьера, а следоьательпо, и

рьера в целом, в уменьшении объемов пере-экскавации пород отвалов бес-

анспортной

вскрыши,

размещенной на бортах карьера, за счет умеиьше-

я величины

разности

борта в плане по сравнению с проектом, ь сокра-

яии путей транспортировании вскрышных пород при ьнутрикэрьерном отлообразовании и использования бестранспортного отьалообрззования.

GlhlCuiC JiHTbPATj Pii

х. Галустьян U.Ji. Управление геоыеханическими процессами в карье-

х.- Ц.: Недра, i2du.- *-37 с.

2. !;,ельников П.м.

краткий спраьочник но открытым горным работам.-

; Недра, 12з2.- А14

с.

3. Методические указания по определению углов наклона бортов, отко­ сов уступов и отвалов строящихся и эксплуатируемых карьеров.- Л . :

ВШШЙ, 1972,- 164 с.

УДК 621.1:622.271

П.С.Шпаком,

Г.Г.Иоклод,

 

С.Г.Ожигии

 

ВЫБОР РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ ПРИБОРНОГО МАССИВА

ПРИ ОЦЕНКЕ УСТОЙЧИВОСТИ

КАРЬЕРНЫХ

ОТКОСОВ

Рост удельного веса открытого спосоО'з разработки полезных ископае­ мых вызывает необходимость вовлечения в эксплуатацию месторождении, разрабатываемых до глубин 600-700м, со сложными горно-геологическими условиями со сроком службы нерабочих бортов карьеров до 50 лет. В этом овяэи особую значимость приобретает проблема управления устойчи­ востью карьерных откосов, непосредственно связанная с вопросами уста­ новления рациональных по горно-геологическим и технологическим усло­ виям параметров уступов, бортов карьеров и отвалов, обеспечивающих на­ ряду с высокими технико-экономическими показателями предприятия безо­ пасность ведения горнах работ и полноту извлечения полезных ископае­ мых.

Возросшие требования к точности, объективности и оперативности рас­ четов параметров устойчивых карьерных откосов вызывают необходимость решения важной научно-технической проблемы обоснования геомеханических моделей прибортового массива горных пород и расчетных схем, соот-. ьетствующих определенным горно-геологическим и горно-техническим усло­ виям разработки, и создания на .основе современной вычислительной тех­ ники надежных способов расчета параметров откосов уступов, бортов карьеров и породных отвалов в различных условиях их формирования и загружения.

Сложность и разнообразие горно-геологических и горно-технических условий открытых разработок обусловили создание многочисленных расчет­ ных схем и на их основе различных методов, способов и приемов расчета устойчивости карьерных откосов, число которых на сегоднншиий день при­ ближается к 150 / X /.

Поэтому при решении задач устойчивости карьерных откосов, выбор расчетной схемы, соответствующей конкретным горно-геологическим усло­ виям и обеспечивающей необходимую точность решения, зачастую вызывает Зольшие затруднения.

Разработка надежных геомеланических (расчетных) моделей горного пассива невозможна без четного представления о механизме деформирова­ ния пород в прибортовой зоне открытых горных выработок, что требует организации и проведения специальных натурных и лабораторных исследо­ вании. Однол из основных задач исследования механизма деформирования массива горних пород является выявление формы и местоположения поверх­ ности скольжения.

л,.ш решения поставленных задач использовались данные многолетних натурных и лабораторных исследований, выполненных на кафедре геодезии и маркшейдерского дела Карагандинского политехнического института, iu/!upb,'j включали маркшейдерско-геодезические наблюдения за деформаднями карцерных откосов, маркшейдерские'съёмки оползней бортов карьерой и отвалов, съемки и замеры элементов залегания пород с целью геометризацпи структурных съойств массива, моделирование на эквива­ лентных материалах откосов пород в сложных горно-геологических усло­ виях их залегания / I, 2 /. На основе анализа результатов выполненных исследований установлено, что несмотря на многообразие горно-геологи­ ческих условий залегания горных пород в прибортовом массиве при реше­ нии задач устойчивости карьерных откосов можно ограничиться семью геомоханическими моделями /'табл.) : однородный, неоднородный, сло­ истый и скальный трещиноватый массивы, откосы иа слабом основании ог­ раниченной и большой мощности, нагруженные откосы и откосы отвалов скальных пород на устойчивом и слабом основании.

Каждая из приведенных геомеханических моделей включает в себя (по Г.Л.Фисенко) структурную модель массива, гипотезу о возможной харак­ тере смещения или деформирования и необходимые согласно принятой ги­ потезе и выбранным методам анализа прочностные и деформационные пара­ метры горного массива. Ь соответствии с этим каждая геомеханическая модель представлена несколькими расчетными схемами.

Анализ современного состояния вопросов расчета устойчивости отко­ сов показывает, что математическое описание всех расчетных схем может быть выполнено уравнениями теории предельного равновесия горного uacсиьн, как наиболее отвечающей природе деформирования карьерных откосов в широком диапазоне изменения горн' -геологических и горно-технических

Факторов.

бри решении задач устойчивости откосив в зависимости от горно-гео­ логических и горно-технических услиьий разрJ.JUTKH Месторождения выби­ рается геомеханическая модель, а затон кос/ш детального анализа рас-

15

Геомеханические модели и схемы расчёта устойчивости карьерных откосов ^а^ЛИ1*а

Геомехани-

Расчётная схема

 

 

ческая мо­

Условия и область применения

дель

 

 

 

 

I

2

_____ •

з

 

 

• Однородный массив

В однородном (квазиооднородном) массиве, в слоистом массиве при отсутствии ослабленных кон­

тактов между слоями

или при бла­

гоприятном залегании поверхно­

стей ослабления 30°

« SQO,

I.I. Откос деформируется по экс-

потенциальнои поверхности скольжения,

1.2,. Откос деформируется по круглоцилиндрической поверхности скольжения; o'>ju,оС<м и о > /з»

1.3. иткос деформируется по по­ верхности скольжения, аппрок­ симирующейся дугами двух ок­ ружностей: и j0 </3 °.

1.4. Борт карьера выцуклого про­ филя при отсутствии неблаго­ приятных поверхностей ослаб­ ления и пластичных слоёв в основании: поверхности сколь­

жения круглоцилиндрические и сложные.

1.5. Многоярусные отвалы выпук­ лого профиля на устойчивом основании. Поверхности сколь­ жения круглоцилиндрические и плавные криволинейные.

П. VTKOCU на слабом основании

•лоистый массив

Продолжение табл.

 

 

П Л

Откосы уступов и бортов карь­

 

 

еров,

ослабленных пластичным слоем

 

 

(пропластком)

или тектонической

 

 

трешиной с глинкой трения, при под­

 

 

резке их горными работами; отвалы,

 

 

в основании которых залегает слой

 

 

слабых пород (ослабленный контакт)

 

 

f><A и о к т < 0/5И,

 

 

 

П.2. Отвалы,

расположенные на

 

 

мощных линзах

слабых пластичных

 

 

глин. В бортах карьера мощные слои

 

 

слабых песчано-глинистых пород.

 

 

Сложные поверхности скольжения.

Ш.г

s,

Ш.1. Борт сложен обводнёнными

рыхлыми породами

 

 

 

 

 

 

Ш.2. Ярусы отвалов с различными

 

 

прочностными характеристиками по­

 

 

род.

 

 

 

 

 

Ш.3,111.4. Пликативные

поверхности

 

 

ослабления в складчатых

структурах,

Б

 

являющиеся контактами пород различ­

 

ных разновидностей:

 

 

 

 

 

 

Ш.З - при пк. 4; Ш.4 - при п> 4,

 

 

где п

- число полупериодов.

 

 

Сложные поверхности

скольжения.

У.Отвалы 1У.Неоднородный скальных пород массив (

У1 .Нагруженные откосы

Продолжение табл.

1У.1. Борты карьеров в неоднородном

или слоистом массиве. Борт карьера произ­ вольной формы.

1У.2. Борт карьера произвольной формы, ь массиве имеются неблагоприятно ориенти­ рованные поверхности ослабления.

U-----9 J.»ухиал» цквшьных И ПОЛуСКаЛЬНЫХ

пород на устойчивом основании. //=/7//^

где К - эмпирический коэффициент,опре­ деляемый характером распределения грану­

лометрического состава пород по высоте V К- = 0,3 *• 0,4).

У.2. Отвалы скальных и полускальных пород на слабом основании .

У11-У1.5. Расчёт устойчивости нагружен­ ных откосов с учётом характера распределе­ ния внешней нагрузки: от действия статичес— них.и динамических нагрузок, создаваемых

тяжелым горно-транспортным оборудованием

при его размещении на верхней площадке ус­

тупа или отвала;

при размещении промышленных сооружений или отвалов вблизи верхней бровки борта

карьера. Поверхность скольжения может воз­ никнуть под любой точкой загружения.

Соседние файлы в папке книги