Откосы при разработке карьера

УПРАВЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТЬЮ КАРЬЕРНЫХ ОТКОСОВ

Агния Шевич 4 лет назад Просмотров:

1 УДК Ожигин С.Г. (Караганда, КарГТУ), Низаметдинов Ф.К. (Караганда, КарГТУ), Ожигина С.Б. (Караганда, КарГТУ), Ожигин Д.С. (Караганда, КарГТУ) УПРАВЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТЬЮ КАРЬЕРНЫХ ОТКОСОВ Проблема управления устойчивостью прибортовых массивов на карьерах включает широкий диапазон исследований в области горного дела. Изменения условий разработки, связанные, в первую очередь, с увеличением глубины карьеров, интенсификацией и концентрацией горных работ требуют постоянного совершенствования и соответствующей корректировки существующих методов управления устойчивостью карьерных откосов для предотвращения деформаций. Методика управления устойчивостью бортов и уступов карьеров включает решения следующих задач: определение параметров и поддержание в устойчивом состоянии откосов уступов и бортов при минимально возможном объеме вскрыши; оценка устойчивости откосов при проектировании и корректировке устойчивых параметров при развитии горных работ в плане и по глубине; оценка фактического состояния откосов и прогноз их устойчивости в процессе эксплуатации; охрана объектов, жизненно важных для горного предприятия; проведение работ по постановке бортов на предельный контур; разработка методики систематического контроля и целенаправленного воздействия на условия и факторы, определяющиеустойчивость горных пород в откосах; геомеханическое обоснование мер по ликвидации последствий нарушений устойчивости, контроль за их реализацией и оценка их эффективности; осуществление оперативного контроля за состоянием уступов и бортов карьеров и прогноз нарушений устойчивости откосов от начала строительства до погашения или консервации карьера; внедрение рекомендаций по параметрам устойчивых бортов карьеровв производство на этапе проектирования открытых горных работ на базе геолого-маркшейдерской информации [1]. Разработка способов и средств управления устойчивостью прибортовых массивов на карьерах является основной задачей системы геомеханического мониторинга, решение которой основано на достоверной информации о состоянии и свойствах массива, получаемой непрерывно в процессе эксплуатации месторождения и выполнения специальных исследований. Рассмотрим примеры управления устойчивостью прибортовых массивов карьеров успешно реализованные в последние годы специалистами Карагандинского государственного технического университета (КарГТУ) на крупнейших карьерах Казахстана. На стадии доработки Николаевского месторождения в рамках концепции геомеханического мониторинга выполнено конструирование рационального профиля устойчивого борта карьера (рисунок 1) [2].

2 I-I Условные обозначения Липаритовые порфиты Туфы среднеобломочные Туфы глыбовые Диабазовые порфиты Глинистые алевролиты Известково-глинистые алевролиты Тектонические нарушения Руда Внутренний отвал Рисунок 1 Южный борт карьера «Николаевский» Дополнительные исследования физико-механических свойств горных пород и расчеты устойчивости, выполненные с учетом структурных особенностей прибортового массива для ступенчатого профиля борта и группы уступов, позволили обосновать для нижней части борта более крутой угол погашения 55 (проектный 33 ) и использовать на стадии доработки карьера, имеющийся выше нормативного (n =1,6), запас устойчивости на верхних горизонтах борта для формирования внутреннего отвала вскрышных пород объемом до 2,6 млн. м 3.Таким образом, исследования, выполненные на стадии доработки карьера, позволили повысить эффективность открытых горных работ за счет снижения объемов вскрышных пород (выпуклый профиль борта) и формирования внутреннего отвала на верхних горизонтах карьера [2]. На практике часто возникает задача обеспечения устойчивости карьерных откосов на конкретный период времени, решение которой основано на определении их предельных параметров с учетом изменения прочности пород с момента обнажения. Задачи такого типа могут быть решены численноаналитическим способом, если установить изменение прочностных характеристик пород от реализации процессов реологического характера с момента образования обнажения. Принципиальная возможность учета реологических процессов следует из кинетической теории прочности горных пород [3]. Изменение сцепления горных пород обусловлено изменением их структуры в результате реологических процессов, происходящих в массиве. Используя результаты теоретических исследований, определены величины сцепления kосновных литологических разностей (выветрелые аргиллиты, аргиллиты, переслаивание песчано-глинистых пород) прибортового массива для условий Шубаркольского разреза. Изменение сцепления во времени представлено на рисунке 2 [4].

3 сж=2,0 МПа Рисунок 2 Изменение сцепления во времени Для получения качественной картины изменения параметров предельных откосов в зависимости от их срока службы (время нагружения) произведен расчет предельной высоты H пр., предельного угла α пр. и коэффициента запаса устойчивости n для заданных типов пород. Решение выполнено с использованием специальной программы sposb33. Изменение параметров предельных откосов во времени составили для предельной высоты H пр. 1,37 1,51 раза, для предельного угла α пр. 1,10 1,4 раза, коэффициент запаса устойчивости n изменяется в 1,09 1,23 раза (рисунок 3). 300 H пред,м Н=-8,131Ln t + 353,46 H = -6,054Ln t + 239,23 H = -1,726Ln t + 63, Ln t,с 22 a 50 пред, градус a=-0,615ln t + 48,269 a=-1,717ln t + 71,626 a=-0,434ln t + 44, Ln t, 2с аргиллиты; выветрелые аргиллиты. переслаивание песчано-глинистых пород; Рисунок 3 Изменение параметров предельного борта разреза во времени Приведенные примеры показывают, что имеется достаточно широкий диапазон параметров предельных откосов в зависимости от времени стояния (нагружения), поэтому можно с успехом управлять временной устойчивостью откосов на горных предприятиях. Полученные результаты исследований могут быть использованы при решении ряда оперативно-технологических задач, например, определение параметров временного внутреннего отвала на заданном участке борта карьера, определение допустимой внешней нагрузки на откос для заданного интервала времени, отработка полезного ископаемого на потенциально неустойчивом участке с последующей засыпкой выработанного

4 пространства и другие задачи [4]. Для увеличения углов наклона бортов карьеров на проектном контуре рекомендуется проводить искусственное укрепление прибортовых массивов горных пород, позволяющее увеличить углы откосов на участках с менее устойчивыми породами. Упрочнение массива горных пород на ослабленных участках достигается введением в трещины массива веществ (цементных растворов, силикатов и полимерных смол), которые после отвердевания и схватывания с породой значительно повышают ее прочностные характеристики. Разработаны методика расчета устойчивости укрепленного откоса в однородном и неоднородном массивах и расчета параметров зоны укрепления прибортового массива. На основании разработанных методик выполнено обоснование параметров устойчивых бортов карьера «Нурказган» глубиной 600 м для проектных углов бортов до [5]. В июне 2013 г. на северном борту Центрального разреза АО «Шубарколькомир» в районе выходов угольных пластов под наносы (гор.+450,0 м гор.+425,0 м) произошел оползень. В районе деформаций угол наклона слабого контакта изменяется от 25 до 37 и более. Деформирование прибортового массива произошло по слабому угле-породному контакту (рисунки 4,5). Методом обратных расчетов оползняопределены ориентировочные значения прочностных характеристик горных пород: k р = 0,010 МПа; р= 20,5 ; =1,33 т/м 3. На основании оценки устойчивости фактического состояния борта разреза по группе уступов с гор. +410,0 м по гор. +450,0 м. установлены параметры призм упора и величина предохранительного целика. Ширина призмы упора нагор ,0 м и гор. +425,0 м составляет 25 м. Величина предохранительного целика от основания насыпи должна быть не менее 25 м (рисунок 5). При этом коэффициенты запаса устойчивости борта разреза по возможным поверхностям скольжения находятся в диапазоне , что соответствует требованиям Правил обеспечения устойчивости откосов. Рисунок 4 Деформации гор.+450,0 м гор.+425,0 м

5 Рисунок 5 Рекомендуемые параметры укрепления борта разреза Выводы. Решение проблемы управления устойчивостью карьерных откосов при разработке месторождений полезных ископаемых должно носить системный и комплексный характер. Знание закономерностей развития геомеханических процессов в прибортовых массивах на карьерах позволяет регламентировать мероприятия по изменению их состояния и обеспечить экономическую эффективность и безопасность ведения горных работ. Список использованной литературы: 1. Низаметдинов Ф.К., Ожигин С.Г., Ожигина С.Б. Управление устойчивостью прибортовых массивов карьеров // IX Международный научный конгресс «ИНТЕРЭКСПО ГЕО-СИБИРЬ 2013», Новосибирск: УГГА, С Шпаков П.С., Низаметдинов Ф.К., Ожигин С.Г., Ожигина С.Б., Шпакова А.П. Формирование отвалов внутри карьерного поля и конструирование устойчивых бортов карьеров при доработке месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. Москва, С Окатов Р.П., Низаметдинов Ф.К., Цай Б.Н., Бондаренко Т.Т. Учет временного и температурного факторов при построении критериев прочности горных пород // ФТПРПИ, С Шпаков П.С., Ожигина С.Б., Цай Б.Н., Ожигин С.Г., Шпакова А.П. Численно-аналитический способ расчета устойчивости карьерных откосов с учетом временного фактора// Горный информационно-аналитический бюллетень. Москва, С Ожигин С.Г., Ожигина С.Б., Старостина О.В. Обоснование параметров устойчивых бортов карьеров, укрепляемых смолами//труды университета, Караганда: КарГТУ, С

ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПРИБОРТОВЫХ МАССИВОВ

Center of Scientific Cooperation «Interactive plus» Бесимбаева Ольга Газисовна канд. техн. наук, доцент Хмырова Елена Николаевна канд. техн. наук, доцент Олейникова Елена Алексеевна магистр тех. наук,

Методы расчёта устойчивости откосов и уступов бортов карьера

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Октября 2015 в 18:37, курсовая работа

Краткое описание

Развитие горнодобывающей промышленности в СССР сопровождается ростом удельного веса открытого способа разработки полезных ископаемых, который имеет ряд преимуществ перед подземным способом, а именно: более высокая производительность труда, меньшая себестоимость и меньшие потери полезного ископаемого, лучшие и более безопасные условия работы.
Развитие горных разработок открытым способом сопровождается ростом числа карьеров, интенсивности работ на них и увеличением их предельной глубины.

Содержание

Прикрепленные файлы: 1 файл

Курсовая по геомех.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации

Технический институт (филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Северо-Восточный федеральный университет имени М. К. Аммосова» в г.Нерюнгри

По дисциплине: « Геомеханика ».

На тему: «методы расчёта устойчивости откосов и уступов бортов карьера».

Нерюнгри 2015 г.

1. Введение………………………………………………………… ……..3
2. Типовые схемы расчёта устойчивости откосов…………………….5
3. Заключение…………………………………………………… ………22
4. Список литературы…………………………………………………. .23

Развитие горнодобывающей промышленности в СССР сопровождается ростом удельного веса открытого способа разработки полезных ископаемых, который имеет ряд преимуществ перед подземным способом, а именно: более высокая производительность труда, меньшая себестоимость и меньшие потери полезного ископаемого, лучшие и более безопасные условия работы.

Развитие горных разработок открытым способом сопровождается ростом числа карьеров, интенсивности работ на них и увеличением их предельной глубины.

Вместе с ростом глубины карьеров также увеличивается срок службы их бортов. В настоящее время средний проектный срок службы карьера уже превышает 30 лет. Характерной чертой современного этапа развития открытой добычи полезных ископаемых является вовлечение в эксплуатацию месторождений со сложными геолого-горнотехническими условиями.

Применение на карьерах мощной высокопроизводительной техники ведет к увеличению параметров элементов горных выработок и к максимальной концентрации работ. В этих условиях вопрос об определении оптимальных углов откосов и обеспечении их устойчивости на открытых разработках приобретает первостепенное значение.

Расчет ожидаемой устойчивости откосов при проектировании базируется, как правило, на весьма приближенном фактическом материале, и поэтому он нуждается в корректировке в процессе строительства и эксплуатации карьеров. Нарушения устойчивости откосов влекут за собой увеличение объемов вскрыши, непроизводительные расходы на дополнительную переэкскавацию, нарушают режим работы на карьерах, вызывают простои и аварии горнотранспортного оборудования и приносят значительный материальный ущерб.

Правильное решение вопросов обеспечения устойчивости откосов на карьерах, своевременное предупреждение возникающих деформаций откосов и корректировка углов откосов в зависимости от изменяющейся горно-геологической обстановки невозможны без постоянного контроля со стороны геолого-маркшейдерской службы горных предприятий за состоянием откосов уступов, бортов и отвалов карьеров.

Весь комплекс работ по обеспечению устойчивости откосов на карьерах состоит из наблюдений за деформациями откосов, расчетов устойчивости, на основе которых устанавливаются их оптимальные параметры, и разработки и осуществления мероприятий по предотвращению нарушений устойчивости откосов.

Угол откоса уступа карьера

Угол откоса уступа карьера

Программное обеспечение для геолого-маркшейдерских и горных работ

• Главная
• Возможности программы
• Техподдержка и обновление
• Подробная справка
• КОНТАКТЫ

• БД детальной разведки
• Редактирование векторной информации
• Построение триангулированных моделей поверхностей
• ПОСТРОЕНИЕ КАРКАСОВ
• Обработка растровых изображений
• Проектирование вскрытия карьера
• Выполнение подсчетов объемов и запасов
• Обработка маркшейдерской информации
• Работа с надписями, печать документов
• Общие

Как сделать внутренний угол на отливе. Классификация видов

Монтаж отливов на цоколь фундамента при наличии всего необходимого возможен своими руками. Для этого можно воспользоваться разными видами пластика, стальным, медным или алюминиевым материалом.

Из ПВХ

Такие отливы обладают большим количеством достоинств, что придает им популярность среди потребителей. Материал в первую очередь отличается продолжительным эксплуатационным периодом, устойчивостью к воздействию агрессивной среды, большим разнообразием форм и обширной цветовой гаммой. К этому перечню положительных качеств следует добавить прекрасные гидроизоляционные качества и приемлемую стоимость, гарантированную надежность во время эксплуатации.

Есть и отрицательные моменты. Связаны они главным образом с хрупкостью самого материала, невозможностью выполнения ремонтных работ, если случится поломка.

Как правило, пластиковые отливы для цоколя фундамента устанавливаются при отделке объектов сайдингом или винилом.

Схема установки отливов при обшивке фасада дома сайдингом

Бетонные

Оптимальное решение, отлично зарекомендовавшее себя временем. Лучше всего подходит для сооружений, отделанных камнем. Изготавливаются бетонные элементы из смеси М450, в состав которой входят щебенка, песок, цемент и пластификаторные добавки, придающие отливам способность противостоять температурным перепадам и увеличивающие их эксплуатационные сроки.

Изделия получаются прочными, прекрасно противостоят появлению трещин и других деформирований. Преимущества бетонных отливов для цоколя фундамента можно продолжить широкой цветовой палитрой и наличием различных размеров, которые могут варьироваться с учетом габаритов цокольной части.

Имеется и один существенны недостаток – вариант отливов громоздкий, и его установку следует заблаговременно предусматривать в проектном решении на строительство объекта.

Бетонный отлив для цоколя фундамента

Клинкерная плитка

Сегодня таким материалом строители пользуются достаточно часто. Связано это с высоким эстетичным уровнем плитки, показателем прочности, длительным эксплуатационным периодом, качеством защитных свойств, с помощью которых удается надежно сохранить фундаментную основу от намокания.

Здесь справедливо будет заметить, что стоимость такого материала для отливов достаточно высокая, да и монтажные работы связаны с определенными сложностями, подразумевающими наличие соответствующих навыков.

Клинкерный отлив на цоколе фундамента

Металлические

Металлические отливы для цоколя фундамента отличаются разнообразием вариантов, имея при этом сходство определенных элементов, заключающееся во внешнем виде. На каждой полочке есть два отгиба. С помощью оного выполняется крепление отлива, по второму стекает вода.

Модельный ряд отличается цветовыми решениями, зависящими от предпочтений заказчика. Кроме того, для изготовления металлических отливов для цоколя фундамента производители могут использовать недорогую оцинкованную сталь или, выполняя эксклюзивный заказ, наносить по поверхности металла специальное защитное покрытие из полимерного состава, придающее дополнительную стойкость.

К основным достоинствам таких отливов относятся длительный срок эксплуатации, устойчивость к температурным перепадам и воздействиям механического характера, лаконичная внешность, возможность выбора элементов с учетом собственных потребностей и финансовых возможностей.

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Выполаживание откосов

ВЫПОЛАЖИВАНИЕ ОТКОСОВ — укладка пород по откосам отвалов до нормального угла по требованиям рекультивации ландшафта . вид планировки земель, предшествующий биологической рекультивации с последующим их мелиоративным освоением или формированием на отвалах естественных биогеоценозов. ВЫПРАВЛЕНИЕ РЕК — комплекс мероприятий по упорядочению русла рек с целью создания благоприятных условий судоходства и лесосплава, уменьшения размывов русла рек и подмыва берегов (ГОСТ 19185-73). При В.р. необходимо сводить к минимуму возможное ухудшение условий обитания гидробионтов и уменьшение степени обводненности территории.[ . ]

Для этого перед планировкой с полосы, прилегающей к оврагу, срезают гумусовый слой почвы и перемещают его в сторону от оврага. Затем производят выполаживание откосов и разравнивание плодородного слоя почвы по поверхности откосов. При этом возрастает объем работы, так как один и гот же слой почвы вначале перемещают вверх по склону, а потом вниз.[ . ]

Более часто применяется выполаживание откосов небольших оврагов до тракторопроходимых уклонов. Если после ликвидации оврага предусмотрено использовать межовражные участки под пашню, крутизна выположенных откосов не должна превышать 10°, а дно необходимо засеять многолетними травами. Если овраг размещается на склоне с многолетними насаждениями, то проектный уклон целесообразно принимать равным крутизне прилегающих склонов (10-15°). При использовании участка с оврагом под сплошное облесение и залужение проектная крутизна выполаживаемых откосов может быть 15-20°. С уменьшением угла наклона выположенных откосов возрастает объем земляных работ.[ . ]

При горнотехнических мероприятиях производится выполаживание откосов отвалов и бортов карьеров, планировка “вершинной” поверхности каждого отвала и днищ карьеров, покрытие, если необходимо, сформированных наклонных и горизонтальных поверхностей потенциально плодородными рыхлыми отложениями или почвами, которые были предварительно сняты и складированы отдельно от вскрышных пород. Горнотехнические мероприятия, по существу, так меняют геолого-геоморфологическое строение нарушенной местности, что в итоге создается специфический запланированный рельеф с насыпными поверхностными отложениями, которые образуют прерывистый или сплошной чехол, верхним слоем которого иногда служат настланные почвы.[ . ]

Технологические показатели — способы планировки и выполаживания откосов отвалов, методы создания почвенного слоя, технологичность способов восстановления, средства зашиты от эрозии, оврагообразования, подтопления, заболачивания, использование профессивных процессов, новых эффективных условий почвообразования, совершенных форм организации труда.[ . ]

Размыв отвальных территорий зависит от их площади, рельефа и от массы и скорости течения воды. При формировании отвалов необходимо создавать условия, предохраняющие откосы от водной эрозии. Это достигается путем устройства террас на откосах отвалов, предохранительных берм между отсыпаемыми ярусами и выполаживания откосов отвалов. Формирование отвалов с ровной поверхностью должно вестись в процессе эксплуатации отвального хозяйства карьера.[ . ]

В таблице 110 приведены примеры расчета ширины полосы среза и объема земляных работ в случае засыпки оврагов различной глубины и ширины в зависимости от заданного уклона выполаживания откосов.[ . ]

Чтобы избежать ускоренного развития эрозии во время проведения мелиоративных работ (а их приходится проводить не один год), их надо проводить в определенной последовательности. Начинают со сложных мелиоративных работ — засыпки ложбин и выполаживания откосов неглубоких оврагов, которые будет пересекать прибалочная лесополоса. Затем строят водозадерживающие (водоотводные) сооружения.[ . ]

Опыт Молдавской ССР показал, что вместо закрепления оврагов путем проведения на них гидротехнических или лесомелиоративных мероприятий во многих случаях более целесообразно осуществлять их сельскохозяйственное освоение при помощи полной засыпки или выполаживания откосов. Выполнение гидротехнических и лесомелиоративных мероприятий связано с вложением больших затрат и дополнительным отчуждением ценных сельскохозяйственных земель. Так, закрепление вершины оврага с помощью бетонного быстротока и валов-канав требует изъятия до 5 % площади, расположенной выше вершины оврага. Значительные площади иногда отводят под закладку приовражных лесополос.[ . ]

Широкие работы по засыпке промоин и оврагов проводятся в хозяйствах Мордовской, Татарской АССР, Воронежской области. Например, в колхозе «Рассвет» Ре-пьевского района Воронежской области в балке Красин-ской на склонах 15—16° насчитывалось пять оврагов глубиной до 10 м, 40 — от 0,5 до 2 м и масса мелких (до 0,5 м) промоин. После засыпки и выполаживания промоин и оврагов на площади 70 га посеяли многолетние травы. На другом участке площадью 100 га было два оврага глубиной до 18—22 м, восемь оврагов — до 7 м и 45 промоин глубиной 1,5—2 м. Промоины и мелкие овраги заровняли, на глубоких оврагах провели выполажи-вание откосов. В колхозе «Первомайский» Мордовской АССР в результате осуществления работ по коренной мелиорации пастбищ с засыпкой всех промоин и оврагов продуктивность их возросла с 20—30 до 100—120 ц/га зеленой массы, что значительно снизило себестоимость кормов.[ . ]

Применение научно обоснованных рекомендаций по определению оптимальных составов торфопесчаной смеси, норм внесения семян и удобрений, а также мотивированное исключение (или уменьшение) ряда малоэффективных мероприятий по технической рекультивации (приготовление и мульчирование торфосмеси, нанесение мульчирующего слоя, ограничение объема земляных работ по снятию плодородного слоя и выполаживанию откосов) позволяют снизить стоимость восстановительных работ в 3 — 4 раза при улучшенных конечных результатах [4].[ . ]

Гидротехнические мероприятия применяют в тех случаях, когда другие приемы не в состоянии предотвратить эрозию. К ним относятся гидротехнические сооружения, обеспечивающие задержание или регулирование склонового стока: поделка террас с широкими основаниями, валов и канав, различные вершинные сооружения (лотки, водотоки), останавливающие дальнейший рост оврагов, донные сооружения по руслам и днищам оврагов и ложбин, устройство лиманов и террас, выполаживания откосов оврагов и др.[ . ]