Инженерно-геологическое обоснование конструкции карьерных откосов при разработке перекрывающей толщи Ломоносовского месторождения

• Автор: Кольцова, Елена Ильинична
• Шифр специальности: 25.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Глава I. Анализ инженерно - геологических и гидрогеологических условий месторождения.
§ 1. Состояние изученности объекта
§ 2. Предварительная оценка предлагаемых технических решений
по разработке карьера «Трубка Архангельская»
§ 3. Требования к формированию техногенных массивов и
отвалов (насыпных и намывных)
Глава II. Оценка влияния обводненности массива на
устойчивость карьерных откосов.
§ 1. Методы расчета устойчивости откосов
§ 2. Расчетные характеристики физико-механических свойств
перекрывающей толщи
§ 3. Мероприятия по обеспечению устойчивости
Глава III. Инженерно — геологическое обоснование
конструкции откосных сооружений и порядка
формирования техногенных массивов.
§ 1. Бортовые массивы
§ 2. Отвальные насыпи и намывные массивы
Глава IV. Разработка рекомендаций по гидрогеомеханическому мониторингу.
§ 1. Бортовые массивы
§2. Техногенные массивы
Выводы
Литература

Актуальность работы. Открытие на территории Архангельской области месторождения алмазов имени М.В. Ломоносова определило роль области как важнейшего потенциального источника минерального сырья алмазодобывающей отрасли промышленности России.
В то же время необходимо иметь в виду, что разведанные месторождения алмазов характеризуются сложными горно-техническими и геоэкологическими условиями. Они расположены на заболоченной территории, перекрыты мощными наносами. Вмещающие и перекрывающие породы имеют низкие прочностные характеристики, обильно обводнены, что создает серьезные проблемы для промышленной разработки открытым способом, не имеющем аналогов в практике отечественных открытых горных работ.
Поэтому разработка методов управления устойчивостью откосов уступов, борта карьера и отвалов, отсыпаемых на слабые основания является актуальной научной и технической задачей.
Необходимость проведения работ указанного направления вытекает из Федеральных законов «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (№ 116-ФЗ) и «О безопасности
гидротехнических сооружений» (№ 117-ФЗ), введенных в действие в 1997 г, а также в в соответствии с «Едиными правилами безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом» (Постановление № 57 от 9 сентября 2002 г.).
Целью работы является инженерно-геологическое обоснование геометрических параметров бортов и отвалов для обеспечения безопасного и эффективного ведения открытых горных работ при освоении месторождения алмазов на севере Архангельской области.

Идея работы заключается в том, что высота и углы наклона карьерных откосов обосновываются результатами оценки инженерно-геологических условий по данным разведки месторождения (на стадии разведки) и затем уточняются с помощью гидрогеомеханического мониторинга при горностроительных и горно-эксплуатационных работах.
Научные положения и их новизна:
1) выбор технологии отработки песчано-глинистых обводненных отложений следует осуществлять с учетом характера возможных гидрогеомеханических процессов в обводненных бортовых массивах и при формировании намывных и насыпных отвалов на слабых водонасыщенных грунтах естественных заболоченных оснований;
2) породы рудного тела (различные типы брекчий) имеют прочностные и плотностные характеристики, незначительно отличающиеся от вмещающих пород. Прогнозные расчеты устойчивости карьерных откосов следует осуществлять по схемам подтопленного и фильтрующего откосов с применением методов алгебраического суммирования и многоугольника сил;
3) при формировании бортовых и отвальных массивов необходимо функционирование гидрогеомеханического мониторинга, предусматривающего закладку датчиков - пьезодинамометров в обводненных бортовых и отвальных массивах. Показания датчиков (давление воды) приводятся к вероятным поверхностям скольжения и используются для оперативного определения текущих значений коэффициента запаса устойчивости откосов через площадь эпюры давления воды.

При разработке месторождения особо важное значение будут иметь различные способы искусственного крепления уступов.
Фильтрующие участки откосов песчано-глинистых пород необходимо укреплять гравийно-щебеночной пригрузкой, либо крупнозернистыми песками или крепкими полускальными породами.
Для пород, склонных к интенсивному выветриванию, целесообразно торкретирование, битумизация и изоляция с помощью полимерных смол.
Мероприятия по обеспечению устойчивости бортов и уступов карьера:
- придание бортам и уступам карьера параметров, обеспечивающих их устойчивость;
- предварительное понижение уровня подземных вод и защита бортов и уступов карьера от поверхностных и подземных вод;
- пригрузка откосов уступов в местах суффозионных выносов;
- дренаж с уступов вскрытых водоносных прослоев горизонтальными скважинами;
- постоянные маркшейдерские наблюдения за состоянием бортов и уступов карьера;
- разработка мероприятий по укреплению откосов в карьере при угрозе их деформаций.