Механизм деформирования, способы предупреждения и локализации деформаций уступов в скальных и полускальных породах

• Автор: Малютин, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 05.15.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Свердловск
• Количество страниц: 198 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
I УСЛОВИЯ УСТОЙЧИВОСТИ, МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ И ЛОКАЛИЗАЦИИ ДЕФОРМАЦИЙ УСТУПОВ НА КАРЬЕРАХ.

1.1 Деформации уступов, условия и причины их возникновения .

1.2 Определение углов наклона уступов,

их элементов и параметров

1.3 Опыт проектирования мероприятий по предупреждению деформаций и обеспечению безопасных, условий работы в карьерах

при их возникновении

1.4 Выводы. Цель и задачи исследований .

2 ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМ ДЕФОРМИРОВАНИЯ УСТУПОВ.

2.1 Классификация деформаций уступов .

2.2 Механизм осыпания откосов уступов
2.3 Механизм обрушения уступов .
2.3.1 Инженерногеологические факторы
2.3.2 Гидрогеологические и климатические факторы .
2.3.3 Горнотехнические факторы .
2.4 Выводы .
3 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ДМЮРМЦИЙ УСТУПОВ
3.1 Мероприятия по предупреждению осыпания
уступов
3.1.1 Защита массива от вредного воздействия
атмосферных и климатических агентов .
3.1.2 Выбор рационального профиля откоса уступа .
3.1.3 Защита массива от разрушающего действия
взрывных работ .
3.2 Мероприятия по предупреждению обрушений
уступов
3.2.1 Дренаж прибортового массива
3.2.2 Укрепление уступов .
3.3 Выводы
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫХ БЕРМ.
4.1 Способы отстройки предохранительных берм .
4.1.1 Горизонтальные бермы .
4.1.2 Наклонные бермы
4.1.3 Равноустойчивые съезды .
4.1.4 Искусственные бермы
4.1.5 Разгрузочные бермы .
4.2 Расчет ширины бермы на стабилизацию обрушений уступов .
v4.3 Расчет ширины бермы на задержание падающих камней
v 4.3.1 Анализ методов расчета элементов траектории падающих камней
4.3.2 Исследование и выбор расчетных коэффициентов
4.3.3 Методика расчета ширины бермы, необходимой для задержания камней, падающих с откосов и параметров камнезащитных сооружений
4.4 Выводы
5 РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
ДЕФОРМАЦИЙ И БЕЗОПАСНОМУ ВЕДЕНИЙ ГОРНЫХ РАБОТ ПРИ ИХ
ВОЗНИКНОВЕНИИ
5.1 Анализ и разработка мероприятий, обеспечивающих
безопасную работу в карьере при возникновении деформаций уступов
5.1.1 Покрытие откосов уступов сеткой
5.1.2 Сигнализация об обрушении и о падении
камней
5.1.3 Мероприятия по задержанию камней на берме
5.1.4 Очистка берм от осыпи.
5.2 Разработка и внедрение мероприятия по предупреждению деформаций и безопасному ведению
горных работ при их возникновении .
5.2.1 Кургашинканский карьер Алмалыкского ГМК
5.2.2 Учалинский карьер Учалинского ГОКа .
5.2.3 Карьеры Гайского ГОКа
5.2.4 Маднеульский карьер Маднеульского ГОКа .
5.2.5 Коунрадский карьер Балхашского ГМК .
5.3 Выводы .
6 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ УСТУПОВ,
СЛОЖЕННЫХ СКАЛЬНЫМИ И ПОЛУСКАЛЬНЫМИ ПОРОДАМИ.
6.1 Выбор параметров откосов уступов на стадии проектирования
6.2 Определение параметров уступов при эксплуатации карьеров.
6.3 Мероприятия по обеспечению устойчивости откосов на карьерах и созданию безопасных условий работ
при возникновении деформаций уступов
6.4 Контроль за состоянием устойчивости откосов .
уступов .
6.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Способность материала заполнителя трещин к набуханию оказывает существенное влияние на устойчивость уступов. Образующееся при этом давление называется давлением набухания /,3/. Оно является результатом расклинивающего действия воды между твердыми частицами, слагающими заполнитель. Ввиду того, что процесс набухания связан с фильтрацией воды, скорость его определяется фильтрационной способностью пород. Наиболее интенсивно процесс набухания протекает в песчаных и пылеватых глинах, наиболее медленно - в жирных глинах /1,1X3/. Вопросы количественного влияния влажности материала, заполняющего трещины в скальных породах, на прочностные характеристики по их контактам являются практически неизученными. Климатические условия района оказывают существенное влияние на устойчивость откосов. Суточные колебания температуры, осадки, замерзание и оттаивание, действуя индивидуально или совместно, часто вызывают значительное нарушение устойчивости. На рис. Фразер провинции Британская Колумбия /4/. Анализ зависимости показывает, что кривая количества обрушений практически повторяет кривую распределения среднемесячных осадков и является перевернуты! Большинство обрушений приходится на период весеннего паводка, когда средняя температура колеблется около 0°С и очень часты циклы замерзание - оттаивание. Меояпи ( - г. Риал. Г.Л. Фисенко /9/, И. И.Попова //, Р. Шустера //, Паковера /4/, однако они носят косвенный характер и не рассматривают количественную сторону процесса. Из совокупности горнотехнических факторов наиболее изученным является вопрос о влиянии буровзрывных работ на устойчивость уступов. Исследованиями Г. Л.Фисенко /9/, Ю. И.Туринцева /2,3/, Г. В.Кузнецова // и др. После выемки экскаватором полностью раздробленной породы,в уступах остаются породы, сохранившие не более - % естественной прочности массива. Кроме того, при массовых взрывах под действием взрывной волны изменяется напряженное состояние массива, что уменьшает силы трения по наиболее слабой поверхности (контакты трещин большого протяжения), и при небольшом запасе устойчивости это может привести к внезапному обрушению уступов. Основным источником обводнения массива пород, слагающих уступы карьеров, Г. Л.Фисенко /9/ и В. А.Мироненко /3/ считают отсутствие регулированного стока вытекающих на площадки уступов вод, что по их мнению приводит к обводнению всех нижерасположенных уступов, а это затрудняет работу даже в случаях, когда уступы сложены неразмокающими и неоползающими породами. В.Г. Зотеев // и В. К.Рубцов // дополнительным источником обводнения уступных массивов считают отрезную щель по поверхности уступа, создаваемую при его постановке в предельное положение. Однако никто из исследователей не связывал срока существования взорванной отрезной щели (аккумулятора вод) с устойчивостью уступов. Для более полного учета влияния этих факторов на устойчивость уступов необходима их количественная оценка, которой на настоящее время не существует. Осыпание уступов, сложенных скальными и полускальными породами, под влиянием силы тяжести представляет собой неизбежный и наиболее распространенный вид деформаций откосов на карьерах. Осыпание пород в течение длительного времени является непосредственным следствием процессов выветривания пород, а также производственных процессов, в основном взрывных работ. Интенсивность осыпания пород в откосах зависит, главным образом, от типа пород, степени их трещиноватости и выветрелости, крутизны, высоты и срока существования уступа. Процесс осыпания откосов уступов завершается после того, как породы осыпи под углом естественного откоса достигнут верхней бровки уступа. Изучение процессов выветривания и осыпания пород для инженерно-геологических целей и с целью исследования влияния этих процессов на устойчивость откосов проводилось К. Н.К. Звонаревым //, С. В.Кагермазовой //, А. Хемролом /6/ и др. Однако, до последнего времени изучалась, в основном, только качественная сторона процесса и недостаточно внимания уделялось его количественной оценке, что не позволяет рассчитывать оптимальные параметры уступов с учетом фактора времени.