Dessadecor-nn.ru

Журнал Dessadecor-NN
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет угла откоса бортов карьера

Ргр № 5 расчет устойчивости борта карьера

Цель работы — ознакомиться с основными инженерными методами расчета устойчивости борта карьера и научиться производить построение возможной призмы обрушения пород по способу алгебраического сложения сил по круглоцилиндрической поверхности скольжения.

Теоретические положения

Устойчивость бортов карьеров и отвалов является одним из основных вопросов при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. С устойчивостью бортов карьеров и отвалов связаны безопасность работ в карьерах, вопросы технологии, предельная глубина карьеров, предельные углы наклона бортов и дренирование месторождений.

При большой глубине карьеров изменение предельного угла наклона бортов на 3-4 град приводит к изменению вскрышных работ на миллионы кубометров, например при глубине карьера 300 м увеличение угла наклона борта с 30 до 34 град приводит к сокращению вскрышных работ на 10,8 млн. 3 на 1 км протяженности борта. Учитывая, что протяженность действующих и строящихся карьеров измеряется сотнями километров, становится очевидным, что определение максимальных углов наклона устойчивости бортов карьеров является большой народнохозяйственной задачей [13-15].

Разработка месторождений открытым способом сопровождается развитием деформаций в прибортовой зоне карьеров, которые делятся на: осыпи, обрушения, просадки, оплывины и оползни.

Осыпи образуются в результате выветривания пород на поверхности откосов и, отрываясь от массива в виде отдельных кусков и глыб, скатываются к подошве откосов.

Обрушение — быстрое, в течение нескольких секунд, смещение породных масс, слагающих откос, и скатывание их к подошве откоса.

Просадки — вертикальное опускание прибортовых участков пористых, рыхлых породных масс без образования сплошной поверхности скольжения.

Оплывины — перемещение в виде потока насыщенных водой рыхлых отложений породных масс, которые растекаются по площадкам уступов под углом 4-6 град и менее.

Оползни — медленное смещение породных масс по поверхности скольжения, которая залегает в массиве под углом, меньшим угла внутреннего трения пород, пересекаемых этой поверхностью.

Оползни уступов и бортов карьеров делятся на контактные, покровные, оползни выпирания и надвига. Общий вид этих деформаций приведен на рис. 5.1.

Устойчивость бортов карьеров зависит от физико-механических свойств пород и литолого-структурных особенностей геологического комплекса и определяется сопротивлением пород сдвигу в образце и массиве (сцеплением K, кПа и углом внутреннего трения ρ), по контактам слоев и трещинам (K и ρ), трещиноватостью W, выветриваемостью, склонностью к разуплотнению и набуханию, ползучестью.

В зависимости от свойств, определяющих устойчивость пород в откосах, все горные породы разделены на пять групп (табл. 5.1).

Методов расчета устойчивости бортов карьеров в настоящее время существует довольно много. Большинство этих методов в качестве исходных данных используют физические свойства пород: объемный вес γ и прочностные характеристики: сцепление К, угол внутреннего трения ρ или сопротивление сдвигу τ [16].

Расчет углов наклона бортов карьеров при любом методе начинается с разделения бортов на участки, на протяжении которых горно-геологические условия можно считать неизменными. Для этого используют данные детальной разведки месторождения и проектные решения о контуре и глубине карьера.

Для каждого участка строится геологический разрез в направлении, перпендикулярном к простиранию борта, в котором указываются направления слоистости горных пород, трещины и тектонические нарушения. На разрез наносится ориентировочное положение поверхности борта и положение наиболее напряженной поверхности скольжения. Этими поверхностями ограничивается призма возможного обрушения пород. Расстояние между разрезами принимается не менее ширины призмы обрушения.

При горизонтальном и пологом залегании слоев пород в сторону карьера расстояние между разрезами должно быть не менее глубины карьера.

Для расчета устойчивости борта карьера определяются средневзвешенные значения физических свойств всего комплекса пород, пересекаемых геологическими разрезами:

(5.1)

(5.2)

(5.3)

где γi — объемный вес пород i-го слоя, кН/м 3 ; — мощность i-го слоя в пределах призмы возможного обрушения, м; Кmi — сцепление пород отдельного i-го слоя или литологической группы пород, кПа; — длина участка поверхности скольжения в пределах каждой разновидности пород, имеющей характеристики ρi иKmi; σi, — нормальное напряжение в пределах участка поверхности скольжения, проходящей по i-му слою, кПа; ρi, — угол внутреннего трения пород отдельного i-го слоя, град. Для расчета устойчивости бортов карьеров Росгортехнадзором РФ рекомендован инженерный метод расчета по круглоцилиндрической поверхности скольжения, основанный на допущении, что поверхность возможного скольжения является круглоцилиндрической, ограниченный ею массив является « жестким клином».

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ КАРТЬЕРОВ НАГОРНОГО ТИПА

Емченко М. А.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ КАРТЬЕРОВ НАГОРНОГО ТИПА

Аннотация

Целью работы является совершенствование метода расчета устойчивости бортов карьеров нагорного типа.

Практическая ценность заключается в развитии существующих методов расчета коэффициента запаса устойчивости бортов с учетом условий разработки карьеров нагорного типа с пригрузкой верхних горизонтов со стороны нагорной части и разработке технологических решений по обеспечению устойчивого состояния бортов карьеров нагорного типа.

Ключевые слова: коэффициент запаса устойчивости, пригрузка горизонтов.

Производство горных работ при современных темпах роста объемов добываемой горной массы за счет интенсификации процессов на карьерах не редко сопровождаются оползневыми явлениями, ущерб от которых весьма значителен.

Деформации откосов отмечены как на отечественных, так и на зарубежных карьерах, деформациям подвергаются участки, различающиеся по мощности и объему. Как правило, различны скорость протекания деформационного процесса и условия его формирования. Возникла потребность в организации и ведении постоянных наблюдений за состоянием уступов и бортов карьеров.

Такие наблюдения стали неотъемлемой частью технологического процесса добычи полезных ископаемых, поскольку они позволяют в большинстве случаев значительно повысить технико-экономические показатели эксплуатации месторождений и обеспечить необходимую безопасность производства горных работ. Сегодня состояние развития теоретических положений и практических методов таково, что правомерно повсеместно ставить вопрос о придании уступам и бортам карьеров максимально возможных углов наклонов при соответствующем диагностическом контроле породного массива и осуществлении противодеформационных мероприятий.

Установление закономерностей деформаций карьерных откосов задача, которая требует разработки методов и средств измерений состояния породного массива в статистике и динамике, на поверхности и в глубине, дискретно и непрерывно при совокупном учете природных, технологических, технических и организационных факторов.

Для предотвращения возникновения деформаций бортов карьеров, предотвращения оползневых явлений и деформаций земной поверхности любого рода разрабатывается множество способов как теоретических, так и практических.

Методы, относящиеся к первой группе, во многих случаях наталкиваются на серьезные принципиальные, технические и эксплуатационные трудности, снижающие эффективность контроля.

Методы отнесенные ко второй группе, разработаны для определенных условий, которые не всегда соответствуют условиям, существующим на месторождениях того или иного типа.

Одним из таких не учтенных факторов на месторождениях нагорного типа является пригрузка верхних горизонтов.

Месторождения строительного камня «Пушкарев ключ» нагорного типа, отрабатывается открытым способом (сверху вниз). Верхняя отметка нагорной части – +345.7 м, отметка верхнего горизонта – +290 м, в данное время отрабатывается горизонт с отметкой +160 м. высота уступов в верхней части карьера принята10 м, в нижней –15 м. борта сложены лавами, туфолавами, линзами дацитов. На карьере «Пушкарев ключ» ниже горизонта +245 мв 1995 году была обнаружена трещина, наблюдение за ней велось визуально, изменений параметров трещины не наблюдалось, в 2003 году после увеличения глубины разработки на15 мбыло отмечено раскрытие трещины, в связи, с чем с этого момента по настоящее время организованы систематические инструментальные наблюдения. Профильные линии расположены как вдоль так и перпендикулярно верхней бровке уступа +245 мна предохранительной берме. Профильные линии I – I и II – II расположены вдоль борта и состоят каждая из 6 реперов. Репера линии I- I (с 1 по 6) I находятся на пригруженной части массива, репера профильной линии II – II (с7 по 12) размещены на берме горизонта +245 м. Перпендикулярно линиям I – I и II – II, а так же бровке уступа заложены 6 профильных линий, состоящие из 3 реперов каждая (рис.1).

Читать еще:  Как найти крутизну откосов

Наблюдения ведутся с опорных пунктов по заложенным реперам с применением тахеометра, точность которого удовлетворяет точности, необходимой для данного вида работ. Наблюдения проводятся по 2 серии в год, в начале апреля и октября.

Результаты наблюдений показали, что средняя скорость смещения массива в месте заложения реперов по профильной линии I – I составила 0,2 мм/сут., реперов II – II – 0,01 мм/сут.

Рис. 1. Расположение наблюдательной станции

Рис. 2. Разрез по линии 1 – 1

Из полученных результатов наблюдений можно судить и том, что скорость горизонтальных и вертикальных деформаций реперов, расположенных в пригруженной части, значительно выше скорости деформаций реперов, расположенных на той части бермы, на которую не распространяется действие пригрузки. Для наглядности приведены графики сравнения деформаций (рис. 3, 4).

Для сравнительного анализа произведем расчет устойчивости борта карьера при существующих равных условиях – с пригрузкой и без нее.

Рис. 3. Горизонтальные деформации борта

1 – пригруженной части; 2 – не пригруженной части.

Рис. 4. Вертикальные деформации борта.

1 – пригруженной части; 2 – не пригруженной части.

Исходные данные: угол внутреннего трения φ – 36º; сцепление в образце С – 29 Мпа, плотность пород γ – 2,62 т/м 3 ; высота Н – 56 м; ширина берм аб –22 м; угол наклона уступа α – 51º; угол склона пригружающей части θ – 12º.

Наметим еще девять расчетных поверхностей скольжения с разной высотой откоса Н, начиная от10 м и заканчивая высотой90 м. Угол склона пригруженной части – фактический.

Произведем построение поверхностей скольжения. Форма поверхности принимается круглоцилиндрической. В нижней точке поверхность скольжения начинается под углом ε к горизонтали. В верхней точке, находящейся на глубине Н90, от дневной поверхности поверхность скольжения начинается по углом ω = 45+φ/2 к горизонтали.

Сумма сдвигающих Т=∑Pi sinβi и удерживающих N = ∑Pi cosβi откос сил рассчитывается методом алгебраического сложения сил, где Pi – вес элементарного блока призмы деформирования, т; βi – наклон элементарного основания элементарного блока, град. По каждой поверхности определяется ее длина L и уточняется значение расстояния от борта Lуд.

Результаты произведенных расчетов для первого случая, показали, что коэффициент запаса устойчивости для фактического положения горных работ без учета пригрузки составляет 1,16, что означает, борт при данных условиях достаточно устойчив.

Для расчета устойчивости борта во втором случае необходимо учесть, что под действием силы тяжести пригруженная часть борта увеличивает вес призмы обрушения, создавая тем самым дополнительную силу, уменьшающую устойчивость борта при данных условиях.

При расчете добавим к сдвигающим силам силу, с которой действует масса пород пригруженной части, получаем коэффициент запаса устойчивости равный 0,91, что свидетельствует о неустойчивости борта.

На рис. 5 приведен график зависимости коэффициента запаса устойчивости η от высоты уступа Н, из которого видно, как с увеличением высоты уступа снижает коэффициент запаса устойчивости.

На рис. 6 приведен график зависимости коэффициента запаса устойчивости η от угла склона θ пригруженной части при различных значениях высоты уступа.

Таким образом, проведенные исследования позволяют заключить следующее:

Скорость смещения реперов, находящихся в пределах пригруженной части, значительно выше скорости смещения реперов, расположенных на той части бермы, на которую не распространяется действие пригрузки. Из расчета коэффициента запаса устойчивости так же видно, что борт достаточно устойчив, величина коэффициента – 1,16, но пригруженная часть борта, не устойчива, величина коэффициента составляет всего 0,91.

С учетом коэффициента запаса устойчивости 1,2, оптимальная высота пригруженной части борта значительно ниже, чем высота не пригруженного борта, максимальное значение коэффициента запаса устойчивости достигается при угле склона не более 5º.

Рис. 5. График зависимости коэффициента запаса устойчивости η от высоты уступа Н

1 – без пригрузки; 2 – с пригрузкой.

Результаты исследований могут быть использованы для решения вопросов повышения устойчивости бортов при разработке карьеров нагорного типа глубиной свыше30 ми углом заложения не рабочего борта свыше 30º.

Рис. 5. График зависимости коэффициента запаса устойчивости η от угла склона θ пригруженной части при различных значениях высоты уступа Н.

Литература

  1. Справочник маркшейдера [Текст] / Д. Н. Оглоблин и др. – М.: Металлургиздат, 1955. – 927 с.
  2. Бахурин И. М. Сдвижение горных пород под влиянием горных разработок [Текст] / И. М. Бахурин. – М. – Л.: Гостопиздат, 1946. – 229 с.
  3. Фисенко Г. Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов [Текст] / Г. Л. Фисенко. – М.: Недра, 1965.-378 с.
  4. Демин А. М. Закономерности проявлений деформаций откосов в карьерах [Текст] / А. М. Демин. -М.: Наука, 1981. – 143 с.

ТИПОВЫЕ СХЕМЫ РАСЧЕТА УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВ

Выбор схемы расчета устойчивости откосов зависит от формы поверхности скольжения, метода сложения поверхностных и объемных сил, криволинейности уступов, бортов и отвалов в разрезе и плане. Расчетная поверхность скольжения в откосе должна быть слабейшей, ее расположение в массиве и форма зависят от геологического строения и профиля откоса.

В таблице представлены схемы для расчетов протяженных прямолинейных участков откосов, формируемых в различных геологических условиях.

Схема I. Предназначена для определения максимально допустимой высоты Нв вертикального откоса и ширины призмы обрушения при благоприятном залегании поверхностей ослабления: падают в сторону массива, горизонтальны, вертикальны или падают в сторону выемки под углом a, меньшим угла внутреннего трения j’ по контактам слоев.

В неоднородно-слоистом массиве высоту вертикального откоса рассчитывают с учетом параметров наиболее слабого породного пласта, залегающего на этой высоте.

Схема II. Применяется при установлении высоты вертикального откоса с неблагоприятным залеганием поверхностей ослабления в массиве: падением в сторону выемки при b>j’, сопротивление сдвигу по которым больше расчетной величины удельного сопротивления отрыву горных пород.

Минимальной высоте вертикального откоса отвечает угол падения слоев b = 45 + j’/2. В случае уменьшения или увеличения этого угла величина h1 возрастает, превышая значения Н90, Поэтому предельную высоту вертикального обнажения пород следует определять из соотношения НВ = Н90.

Схема III.Применяется для определения высоты уступов или участков бортов с падением поверхностей ослабления b в сторону выемки под углами, большими, чем угол внутреннего трения j, и заоткоске уступов или участков бортов под углами a, большими, чем углы падения поверхностей ослабления (a > b).

Читать еще:  Расчет разработки котлована с откосами

При пологом залегании поверхностей ослабления, когда расчетная величина h’ > Н90, высота откоса определяется по схеме IX. Вычисленное значение высоты откоса по схеме II не должно превышать установленное по схеме III.

Схема IV. Применяется для расчета высоты и угла откоса, когда углы b падающих поверхностей ослабления и пластов превышают угол внaутреннего трения j’ и не подрезаются горными работами, а откосы оформляются по этим контактам (a = b).

Схема V. Применяется для определения угла откоса при известной высоте или высоты при известном угле, когда в прибортовом массиве или отвале отсутствуют поверхности ослаб­ления, с которыми частично или полностью может совпадать поверхность скольжения в предельном напряженном состоянии борта карьера или отвала.

Схема VI. Применяется для расчета параметров откосов выпуклого профиля при отсутствии поверхностей ослабления в прибортовом массиве горных пород и наличии прочного осно­вания отвалов рыхлых пород. Расчет можно выполнить методом предельного напряженного состояния.

Схема VII. Первая схема (VII. 1) применяется, когда откосы обводнены и в основании залегают более слабые породы, чем вверху. Схема VII.2 предусматривает расчет по нескольким по­верхностям скольжения, которые в верхней части откоса на­клонены под углом (45° + j/2), а в нижней выходят в подошву под углом (45° — j/2) на некотором расстоянии от нижней точ­ки откоса. Положение нижнего участка кривой соответствует наименьшему значению коэффициента запаса устойчивости и устанавливается расчетом.

Схема VIII. Применяется для условий с неблагоприятно ориентированными поверхностями ослабления в прибортовом массиве горных пород и для оценки устойчивости отвалов на слоистом основании. Расчет выполняют методом многоугольника сил, при этом в отсутствии крутопадающих поверхностей ослабления границы между смежными блоками принимают вертикальными, а при их наличии проводят по поверхностям ослабления.

Схема IX. Используется в следующих условиях: с горизонтальным залеганием слоев горных пород или при падении слоев в сторону выемки под пологими углами (b b > a> j’.

При крутом согласном залегании слоев пород бортам целесообразно придавать выпуклый профиль.

Схема XI.Применяется, когда прибортовой массив сложен горными породами в форме синклинальных складок, одно крыло которых срезается фронтом горных работ.

Схема XII. Применяется в условиях, когда прибортовой массив сложен крепкими слаботрещиноватыми породами или породами средней прочности при небольшой высоте борта.

Методы расчёта устойчивости уступов и бортов карьеров.

Существующие расчетные методы условно можно разделить на две группы — строгие и приближенные.

В расчетах по строгим методам используют математический аппарат механики сплошных сред. В практике горного дела наибольшее распространение получили приближенные методы, основанные на допущении, что сдвижение происходит по определенным для данных условий поверхностям, по которым сдвигающие силы превышают удерживающие. Исходя из этого допущения, основное условие устойчивости горных пород в откосах может быть записано в виде:

где SSi — сумма сил, удерживающих откос от сдвига по наиболее слабой поверхности; STi —сумма сдвигающих сил по этой поверхности.

Отношение суммы удерживающих сил к сумме сдвигающих носит название коэффициента запаса устойчивости (n = SSi/STi). Наиболее слабой является та поверхность, по которой это отношение наименьшее. Поверхность, по которой действуют силы с отношением n = 1, называют предельно напряженной или поверхностью скольжения.

Форма и местоположение в массиве поверхностей скольжения зависят от ориентировки в пространстве тектонических нарушений, слоистости, сланцеватости и других крупных поверхностей ослабления, от механических характеристик и объемного веса пород, от высоты и угла наклона откоса. Существенное влияние на устойчивость откосов оказывает также наличие водоносных горизонтов, водоемов, открытых и подземных водостоков в окрестностях карьера.

При расчетах устойчивости откосов рассматривают обычно две формы поверхностей скольжения: плоскую и круглоцилиндрическую.

Плоскую форму принимают в тех случаях, когда углы падения пород, слагающих откос, больше угла внутреннего трения по контактам слоев и меньше угла рабочего откоса уступа, т. е. в условиях, при которых происходит подрезка контактов между слоями. Плоская поверхность скольжения наблюдается и в тех случаях, когда происходит подрезка дизъюнктивных нарушений или ярко выраженных трещин, падающих в сторону выемки под углами, превышающими угол внутреннего трения пород.

В остальных случаях при расчетах устойчивости откосов в связных горных породах (преимущественно при однородном или слоистом строении массива) принимают, как правило, круглоцилиндрическую поверхность скольжения.

Сопротивление сдвигу горных пород является величиной переменной, зависящей от ряда факторов, в том числе от нормальных напряжений, действующих по поверхности сдвига, т. е. t = f(sn). Обычно эту зависимость представляют в графической форме. В общем виде она криволинейна, однако в определенных пределах может быть заменена прямой

где to—сцепление горной породы; (j—угол внутреннего трения, тангенс которого является коэффициентом внутреннего трения; sn и t—нормальная и касательная составляющие напряжений по предельно напряженным площадкам, из которых слагается поверхность скольжения.

Большая протяженность бортов дает возможность при расчете их устойчивости ограничиваться решением плоской задачи объемного напряженного состояния.

Профессор Г.Л. Фисенко разработал формулы, по которым определяются предельная высота вертикального откоса в слоистом массиве, когда слои падают в сторону массива или, наоборот, в сторону выемки.

При круглоцилиндрической поверхности скольжения оценку устойчивости откосов производят следующим образом.

Участок откоса АБВ (рис 22.2), ограниченный поверхностью скольжения АВ1В, делят на ряд вертикальных полос 1, 2, 3. одинаковой ширины а. Принимая средние высоты полос условно за их веса Qi, разлагают последние на касательные и нормальные составляющие к поверхности скольжения.

Рис 22.2 Схема к расчету устойчивости откоса при круглоцилиндрической поверхности скольжения.

Просуммировав отдельно отрезки касательных и нормальных составляющих (с учетом их масштаба) и измерив длину расчетной поверхности скольжения L, составляют соотношение:

n = ————————-(22.3)

В этом выражении знаменатель представляет сумму сил, сдвигающих оползневой клин, а числитель—удерживающих его. При этом, чем больше значение n, тем более устойчив откос. При n = 1 откос находится в состоянии предельного равновесия.

В верхней части откоса часто наблюдается поверхность отрыва BB1 (вертикальная трещина), высота которой может быть определена по специальной формуле. При появлении поверхностей отрыва значение расчетной силы сцепления уменьшается. Поэтому при расчетах следует принимать L, равное длине линии скольжения AB1, т. е. не включать в нее высоту трещины отрыва hp/2.

При расчетах устойчивости уступов и бортов карьеров по круглоцилиндрической поверхности большую сложность представляет определение её местоположения. Иногда это делают методом последовательного приближения, что связано с трудоемкими вычислениями, профессор Г. Л. Фисенко предложил определять её местоположение, используя положения теории сыпучей среды.

Поверхность скольжения можно построить и по данным маркшейдерских наблюдений. Если направления векторов от верхнего основания откоса к нижнему постепенно выполаживаются, а значения их остаются примерно одинаковыми, то это свидетельствует о движении сползающей части уступа как одного целого. В этом случае поверхность скольжения строят так, как показано на рис. 22.3.

Рис. 22.3 Построение поверхности скольжения по данным маркшейдерских наблюдений (стрелками указаны векторы сдвижения).

Положение поверхности скольжения оползня можно определить также путем инклинометрических измерений в скважинах, пробуренных в оползневом массиве. С помощью этих измерений определяют искривление ствола скважины и по измеренному значению его кривизны на отдельных интервалах устанавливают местоположение поверхности скольжения оползня, поскольку наибольшим искривлениям подвергается отрезок скважины, расположенный в зоне формирования поверхности скольжения.

Читать еще:  Откосы без угла рассвета

Для ориентировочного определения углов наклона бортов карьеров «Инструкция по наблюдениям за деформациями бортов, откосов, уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости, Л, ВНИМИ, 1971» рекомендует пользоваться значениями, представленными в табл. 22.1, составленной на основании результатов многолетних наблюдений за устойчивостью откосов в различных горно-геологических условиях.

Рекомендуемые значения углов наклона бортов карьеров для различных горно-геологических условий.

Группа и общая характеристика пород, слагающих борта карьераГеологические условия и основные факторы, оказывающие влияние на углы наклона бортов.Угол наклона, град.
I-а. Преимущественно крепкие слаботрещиноватые породы. I-б. Крепкие породы с интенсивной трещиноватостью.Ширина берм, высота уступов (одиночных или сдвоенных) и угол их откосов, зависящие от углов падения в сторону карьера поверхностей ос-лабления (слоистости, сланцеватости, тектонических нарушений и крупных трещин). При отсутствии неблагоприятно ориентированных поверхностей ослаб-ления.До 60 40-45
II. Наряду с крепкими породами в борту залегают хлоритовые, серицитовые и талькохлоритовые сланцы, выветренные уплотнён-ные песчано-глинистые породы.Борт лежачего бока при падении слоёв под углом более 40 0 и при глубине более 200 м. При отсутствии поверх-ностей ослабления большого протяже-ния, падающих в сторону карьера. При наличии поверхностей ослабле-ния, падающих в сторону карьера. При мульдообразном залегании слоёв.38-45 30-40 25-30
III. Борта или их участки сложены рыхлыми (слабоуплотнёнными) и несвязными осадочными или полностью дезинтегрированными (выветрелыми) породамиПреобладают песчано-гравийные, ме-ловые, выветрелые, изверженные и другие хорошо дренированные отло-жения; в нижней части бортов нет пластичных глин и поверхностей ослабления. В средней или нижней части борта имеются горизонтальные или согласно падающие поверхности ослабления или слои пластичных глин; основание откоса сложено пластичными глинами.25-30 20-25

Рассмотренные методы расчёта устойчивости уступов и бортов карьеров не учитывают особенностей высоконапряжённых массивов, сложенных скальными породами. К ним относятся:

* гравитационно-тектоническое поле естественных напряжений;

* иерархично блочное строение.

Вследствие этих особенностей нарушения устойчивости уступов и бортов карьеров происходят в виде образования вывалов пород, ограниченных структурными неоднородностями различных порядков.

Здесь, по аналогии с подземными выработками, также может быть выделена некоторая «ослабленная зона», в пределах которой связи между отдельными структурными блоками существенно нарушаются под совокупным воздействием динамических технологических нагрузок (главным образом, от взрывных работ), процессов перераспределения статических полей напряжений и процессов выветривания пород.

Как показывают результаты наблюдений и инструментальных измерений мощность этой «ослабленной зоны» может достигать нескольких метров.

Поскольку качественной разницы между процессами образования «ослабленной зоны» в подземных выработках и при открытой разработке скальных месторождений нет, здесь может быть применён тот же метод расчёта параметров «ослабленной зоны», который рассматривался нами ранее.

Преимуществом этого метода является точный учёт статического поля напряжений, особенно это важно сточки зрения возможности прямого учёта горизонтальных напряжений тектонического происхождения, а также дифференцированный подход к учёту прочностных свойств именно тех структурных неоднородностей (эффективных структурных неоднородностей), по которым возможно разрушение и образование вывалов пород, т.е. нарушение устойчивости уступов и бортов.

В результате применения этого метода в условиях Ковдорского комплексного апатит-бадделеит-магнетитового месторождения оказалось возможным для отдельных участков карьера рекомендовать конструкцию борта с вертикальными уступами высотой 30 м.

Расчёты склона.

vizlipuzli
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от vizlipuzli

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Я хз. Просто для размышления пища.

Протокол Росстроя от 20.11.2007 N 48

Принявший орган: ФГУ «Главгосэкспертиза России», Росстрой

Вопрос 6. При проверке расчетов устойчивости углов откосов вскрышных и добычных уступов и ярусов отвалов, рабочих и нерабочих бортов разреза (карьера) действующих предприятий, нужно ли требовать заключение и рекомендации специализированных организаций, таких как ВНИМИ, или достаточно выполненных проектной организацией расчетов по «Правилам обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах» (ВНИМИ, СПб., 1998 год) и «Методических указаний по определению углов наклона бортов, откосов уступов и отвалов строящихся и эксплуатирующихся карьеров» (ВНИМИ, Л., 1972 год).

Ответ. В соответствии с требованиями пп.50-57 ПБ 03-498-02 «Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом» и пп.50-58 ПБ 05-619-03 «Правила безопасности при разработке угольных месторождений открытым способом» параметры бортов объектов открытых горных работ определяются проектом с учетом исследований физико-механических свойств горных пород и полезного ископаемого, а также горно-геологических условий их залегания и параметров оборудования. Предельные углы откосов бортов объекта открытых горных работ и бортов в целом устанавливаются проектом и могут быть скорректированы в процессе эксплуатации по данным научных исследований, при положительном заключении экспертизы по оценке устойчивости бортов и откосов карьера (п.52 ПБ 03-498-02 ип.53 ПБ 05-619-03).

Расчеты, рекомендации и заключения по устойчивости уступов, бортов и отвалов разреза в опасных зонах, по которым необходима разработка проекта, должны быть выполнены специализированной организацией (п.97 ПБ 05-619-03). Проектные решения основываются на рекомендациях и заключениях, выданных специализированными организациями (п.95 ПБ 05-619-03). Разработка проекта, а также мероприятий по обеспечению безопасности горных работ производится в соответствии с требованиями действующих правил и норм по безопасному ведению горных работ на основании рекомендаций и по конкретным видам опасных зон, а также заключений специализированных организаций (п.108 ПБ 05-619-03). Противооползневые мероприятия для обеспечения устойчивости откосов в опасных зонах на угольных предприятиях разрабатываются горнодобывающим предприятием либо специализированной организацией (п.117 ПБ 05-619-03).

Параметры системы разработки (высота и угол откоса уступов, ширина берм безопасности, предохранительных целиков и др.) при добыче поваренной соли в осадочных бассейнах и соляных озерах определяются проектом на основании рекомендаций специализированных организаций, разработанных исходя из конкретных горно-геологических условий месторождения и типа горнотранспортного оборудования (п.288 ПБ 03-498-02).

****ь-колотить.
СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты

7.10. В проекте организации строительства на оползнеопасных склонах должны быть установлены: границы оползнеопасной зоны, режим разработки грунта, интенсивность разработки или отсыпки во времени, увязка последовательности устройства выемок (насыпей) и их частей с инженерными мероприятиями, обеспечивающими общую устойчивость склона, средства и режим контроля положения и наступления опасного состояния склона.

Оказывается метод круглоцилиндрических поверхностей регламентирован в СНиП 2.06.05-84* Плотины из грунтовых материалов приложение 5*.

У меня такое ощущение, что этот метод лучший. Лучше только моделирование в АНСИС, Плаксис и т.п.
Возможно были более древние и неточные способы расчёта, но не уверен что ими стоит пользоваться.

Также кроме прочего в вечномёрзлых грунтах есть эффект соллюкции (?вроде бы?).
Также существует ветровая и дождевая эррозия. Сущесвует ГОСТ на расчёт почвы на дождевую эрозию. На ветер пока не видел.
Ну потом при сейсмике по идее всё должно сползать. Но как это посчитаешь.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector