Разработка метода повышения устойчивости бортов карьеров путем засоления вскрышных аргиллитовых пород

• Автор: Яковец, Игорь Васильевич
• Шифр специальности: 05.15.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ стр.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОРОД НА УСТОЙЧИВОСТЬ

ОТКОСОВ БОРТОВ КАРЬЕРА .

1.1. Условия нарушения устойчивости откосов бортов карьера, сложенных аргиллитовыми породами
1.2. Анализ условий и эффективности применения способов искусственного повышения устойчивости карьерных откосов, сложенных породами глинистого состава с нежестким сцеплением частиц.

Постановка цели и задач исследований

Выводы.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЫШЕНИЯ СВЯЗНОСТИ

АРГИЛЛИТОВЫХ ПОРОД И РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАСТВОРА В МАССИВЕ.

2.1. Связность минеральных гидрослюдистых частиц породы.

2.2. Анализ распространения химически активного вещества раствора в аргиллитовых породах .
Выводы.
3. СОСТАВ ПОРОД И ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗАСОЛЕНИЯ.
3.1. Методика исследований
3.2. Состав и природа связности пород .
3.3. Влияние засоления на количество связанной воды в породе .
3.4. Кинетика диффузного переноса раствора в образцах
3.5. Влияние засоления на удержание связанной воды при цикличном воздействии попеременного высыхания и увлажнения замораживания и оттаивания пород
Выводы.
4. ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ ПРОЧНОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ
ПОРОД В РЕЗУЛЬТАТЕ ЗАСОЛЕНИЯ.
4.1. Методика исследований .
4.2. Уплотнение пород под нагрузкой
4.3. Испытание пород на срез со сжатием при различных углах наклона плоскости сдвига к направлению действия внешнего усилия
4.4. Анализ полученных результатов .
Выводы.ЮЗ
5.ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ЗАСОЛЕНИЮ ВСКРЫШНОГО УСТУПА, СЛОЖЕННОГО АРГИЛЛИТОВЫМИ ПОРОДАМИ, И ОЦЕНКА ЕГО УСТОЙЧИВОСТИ В УСЛОВИЯХ ПАВЛОВСКОГО КАРЬЕРА.
5.1. Горногеологическая характеристика условий отработки аргиллитовых пород и участка проведения испытаний
5.2. Методика проведения натурных исследований
5.3. Исследование закономерностей распространения
раствора вокруг скважины.
5.3.1. Установление радиуса засоления
5.3.2. Установление математической зависимости распространения раствора вокруг скважины .
5.4. Определение прочности пород массива на сдвиг
5.5. Результаты проведения опытнопромышленных испытаний по засолению вскрышного уступа борта карьера, сложенного аргиллитовыми породами
5.6. Результаты наблюдений за устойчивостью борта откоса карьера после засоления .
5.7. Расчет техникоэкономической эффективности
засоления .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ


Нарушение устойчивости массива приводит к уменьшению угла заложения откоса борта карьера. Наблюдениями установлено, что деформации массива, как правило, происходили вначале осеннего сезона, в период выпадения осадков, чему предшествовало жаркое лето. Основная причина, вызывающая деформации массива, это нарушение связности аргиллитовых пород, которое происходит в результате климатического воздействия в виде попеременного высыхания и увлажнения пород, а также промерзания массива на глубину до I м и более с последующим оттаиванием в летний период. Физический характер нарушения связности заключается в том, что попеременное высыхание и увлажнение породы вызывает неравномерность распределения напряжений в породе, в результате чего последняя разрушается по местам нарушения сцепления частиц. Попеременное промерзание и оттаивание породы также оказывает прямое влияние на уменьшение ее связности. Этот процесс затрагивает массив на глубину, и в результате имеющегося чередования в массиве породных пластов с углом падения в сторону карьера происходит уменьшение сцепления пород массива по неблагоприятно ориентированным поверхностям его ослабления. Дальнейшее появление трещин и заколоЕ в массиве приводит к развитию деформации уступа. Нарушение связности пород в результате климатического воздействия приводит к снижению величины прочности сцепления между минеральными частицами породы до значений, близких к нулю. Б настоящее время существует ряд методов расчета устойчивости карьерных откосов, которые классифицируются либо по форме поверхности скольжения 7, либо по определению параметров устойчивого откоса 2. Независимо от принципа классификации методов расчета, формулы расчета позволяют установить параметры устойчивого откоса при условии его предельного равновесия в, т. Для практических расчетов углов откоса необводненных бортов карьеров существующие методы подразделяются в зависимости от формы обрушающей поверхности, которая может быть цилиндрической, плоской и сложной. Для плоской поверхности обрушения высота определяется по уравнению П. Устойчивость бортов, ослабленных трещинами и плоскостями напластогания, определяется по формуле Г. А,В коэффициенты, зависящие от геометрических размеров сползающего клина. Во всех формулах угол наклона откоса уступа определяет устойчивую его высоту и в условиях горного предприятия является заданной величиной. Если предположить, что для пород одного и того же минерального и гранулометрического составов коэффициент внутреннего трения является величиной постоянной и не зависит от влажности породы и что проявляется лишь при напряжениях, не превышающих пределов устойчивого состояния м. Н ксц Г . Уменьшение данного показателя приводит к нарушению устойчивости борта карьера. Климатическое воздействие на породы ни в одном методе расчета не учитывается, и поэтому современные методы расчета не позволяют с достаточной точностью определить высоту и угол заложения устойчивого борта откоса, которые были определены расчетным путем. В данном случае необходимо использовать искусственные способы повышения устойчивости откосов борта карьера. В настоящее время уделяется большое внимание задаче своевременного и целенаправленного предупреждения разрушающих деформаций карьерных откосов, что связано с потерей их устойчивости. Но только комплексный подход с учетом свойств пород, влияния климатических условий, ведения горных работ может привести к эффективному пути ее решения через обоснование и выбор параметров применяемого способа искусственного повышения устойчивости борта карьера . В работах академика В. В.Ржевского 3,4сформулированы основные задачи управления карьерными откосами, влияния горнотехнологических факторов на устойчивость пород, предложены пути их решения. В работах В. Ф.Беляева 9 , П. А.Власова ю, М. Е.Певзнера ,, М. А.Ревазова ,, Г. Л.Фисенко 1б рассматриваются систематизации способов, а также конкретные примеры их использования для повышения устойчивости бортов карьеров. Существуют систематизации способов искусственного повышения устойчивости горных пород всех петрографических типов.