CC BY
63
МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ БОРТА РАЗРЕЗА В ЗОНЕ БЕСТРАНСПОРТНОЙ ОТРАБОТКИ ВСКРЫШИ
Светлана Борисовна Ожигина
Карагандинский государственный технический университет, Казахстан, 100027, г. Караганда, Б. Мира, 56, доцент кафедры «Маркшейдерское дело и геодезия», к.т.н., тел. (7212)56-26-27, e-mail: osb66@mail.ru
Дмитрий Сергеевич Ожигин
Карагандинский государственный технический университет, Казахстан, 100027, г. Караганда, Б.Мира, 56, магистрант кафедры «Маркшейдерское дело и геодезия», тел. (7212)56-26-27, e-mail: Ozhigin.dima@mail.ru
Айзада Зарлыковна Капасова
Карагандинский государственный технический университет, Казахстан, 100027, г. Караганда, Б.Мира, 56, доцент кафедры «Маркшейдерское дело и геодезия», к.т.н., тел. (7212)56-26-27, e-mail: Kapasova_77@mail.ru
Анастасия Витальевна Гапий
Карагандинский государственный технический университет, Казахстан, 100027, г. Караганда, Б.Мира, 56, студентка кафедры «Маркшейдерское дело и геодезия», тел. (7212)56-26-27, e-mail: xrest@list.ru
В статье рассмотрен мониторинг состояния устойчивости рабочего борта Шубарколь-ского разреза. Представлено исследование влияния буровзрывных работ на целостность прибортового массива. Обоснованы параметры борта разреза в зоне бестранспортной от -работки вскрыши.
Ключевые слова: мониторинг состояния устойчивости борта разреза, инструментальные наблюдения, параметры откосов, бестранспортная отработка вскрыши.
THE MONITORING OF STABILITY BOARDS QUARRY IN THE AREA DRAGLINE MINING METHOD
Svetlana B. Ozhigina
The Karaganda state technical university, Kazakhstan, 100027, Karaganda, 56 Mira Blvd, associate professor of “Mine survey and geodesy” department, cand.tech.sci., tel. (7212)56-26-27, e-mail: osb66@mail.ru
Dmitriy S. Ozhigin
The Karaganda state technical university, Kazakhstan, 100027, Karaganda, 56 Mira Blvd, master of “Mine survey and geodesy” department, cand.tech.sci., tel. (7212)56-26-27, e-mail: Ozhigin.dima@mail.ru
Aizada Z. Kapasova
The Karaganda state technical university, Kazakhstan, 100027, Karaganda, 56 Mira Blvd, associate professor of “Mine survey and geodesy” department, cand.tech.sci., tel. (7212)56-26-27, e-mail: Kapasova_77 @mail.ru
Anastasiya V. Gapiy
The Karaganda state technical university, Kazakhstan, 100027, Karaganda, 56 Mira Blvd, student of “Mine survey and geodesy” department, cand.tech.sci., tel. (7212)56-26-27, e-mail: xrest@list.ru
The paper presents monitoring of the stability of "Shubarkol" coal strip mine. The research of the effect drilling-and-blasting technique of rock massif. The parameters of the board coal strip mine in the area dragline mining method identified.
Key words: monitoring of stability boards quarry, execution of tool supervision, slope parameters, dragline mining method.
В условиях рыночных отношений устойчивый рост прибыли предприятия достигается благодаря интенсификации производства на основе экономически обоснованного использования достижений научно -технического прогресса и передового опыта. С увеличением мощности и глубины угольных разрезов повышение эффективности и полноты отработки запасов месторождений, улучшение технико-экономических показателей работы предприятий за счет внедрения наиболее экономичной, бестранспортной системы разработки с использованием мощного горного оборудования, вызывает необходимость повышения высоты рабочих уступов до 30 м и более (рис. 1). В связи с чем, в зоне бестранспортной отработки вскрыши происходит концентрация горных работ, осложняющая геомеханическое состояние прибортовых массивов разреза и требующая решения вопросов надежного обеспечения устойчивости откосов рабочих уступов и борта разреза. При этом основной задачей является определение оптимальных параметров карьерных откосов, обеспечивающих их устойчивость при минимальных объемах вскрышных работ [1].
Рис. 1. Рабочий борт разреза в зоне бестранспортной отработки
Обеспечение устойчивости карьерных откосов зависит от достоверности исходных данных (физико-механические характеристики горных пород, пород-
ных контактов, поверхностей ослабления и структурные особенности горного массива), правильного выбора геомеханической модели деформирования при-бортового массива, а так же методов расчета устойчивости откосов. Исходя из вышесказанного, мониторинг состояния устойчивости борта разреза в зоне бестранспортной отработки вскрыши является обязательным мероприятием для эффективного и безопасного ведения открытых горных работ.
Мониторинг состояния устойчивости карьерных откосов в зоне бестранс -портной отработки вскрыши, проводимый в 2009 ^ 2012 годы специалистами научно-исследовательской лаборатории «Маркшейдерия, геомеханика и геометризация недр» Карагандинского государственного технического университета (КарГТУ) на Шубаркольском угольном разрезе, включал в себя следующие задачи: исследование фактического состояния устойчивости откосов уступов и борта разреза и анализ причин нарушения их устойчивости; оценка устойчивости рабочих уступов и борта разреза с заданными (фактическими) параметрами; расчет устойчивости свободных и нагруженных карьерных откосов; исследование влияния буровзрывных работ на целостность прибортового массива; обоснование параметров устойчивых откосов уступов и борта разреза.
Обследование фактического состояния устойчивости откосов уступов и борта разреза показало, что параметры карьерных откосов достигают максимальных значений, имеются локальные деформации откосов уступов в виде осыпей, заколов и обрушений (рис. 1). Для предотвращения деформаций уступов необходимо исключить ряд неблагоприятных факторов, таких как некачественная оборка поверхности уступа от заколов и нависей, несоответствующая схема взрывания, приводящая к разрушению законтурного массива, дополнительное увлажнение горных пород, самовозгорание углесодержащих пород, приводящие к снижению их прочности, несвоевременное обнаружение геологических нарушений и др.
Известно, что производство буровзрывных работ существенно влияет на прочность породного массива, так как их целью является дезинтеграция массива горных пород для выполнения выемочно-погрузочных работ. Представляет интерес следующий вопрос: «Насколько распространяется зона влияния буровзрывных работ вглубь горного массива»? Величину этого влияния можно установить на основе высокоточных инструментальных наблюдений за состоянием верхней площадки уступа по заложенной на нем специальной наблюдательной станции [2].
Для исследования зоны деформаций от ведения буровзрывных работ в 2010^- 2012 годах на рабочем разреза в зоне бестранспортной отработке вскрыши были заложены наблюдательные станции и поставлен опытно-промышленный эксперимент. По заложенным наблюдательным станциям выполнены по две серии (до взрыва и после взрыва) высокоточных инструментальных наблюдений. Высокоточные инструментальные наблюдения выполнялись с помощью электронного тахеометра Leica ТСА 1201 и заключались в определении коор -динат начального положения реперов профильных линий до взрыва, координат этих же реперов после взрыва, в определении горизонтальных проложений, превышений между реперами и их смещений. По результатам обработки двух серий
инструментальных наблюдений установлены изменения высотных отметок реперов профильных линий, длины интервалов между реперами, а так же изменения суммарной длины интервалов профильных линий. Графики зависимости величины деформации от расстояния до крайнего ряда взрывных скважин по результатам инструментальных наблюдений 2012 года представлены на рис. 2.
10 15 20 25 30 35 40
Расстояние, м
Рис. 2. Графики зависимости величины деформации от расстояния до скважины
На станции величина зоны смещения реперов более ±5мм на горизонте взрывного блока (гор. +445м) достигает 26м от крайнего ряда взрывных скважин. На нижележащем горизонте (гор. +437м), в связи с тем, что профильные линии были заложены во взорванную ранее массу, величина зоны смещения
±5 мм достигает 36м. Это говорит о том, что существует зона неопределенности у верхней бровки карьерных откосов с развитой техногенной трещиноватостью, где сцепление породного массива изменяется от нуля (заколы у верхней бровки) до естественного природного состояния (на расстоянии от 20 и более метров от крайней взрывной скважины). Поэтому для карьерных откосов, формируемых с помощью взрывной подготовки, необходимо производить их зачистку с удалением разрыхленных горных пород до целика, с периодичностью соответствующей выветриванию пород. Без специальной технологии, предохраняющей горный массив от снижения прочностных свойств, работы на верхней бровке откосов уступов и непосредственно под откосом не допустимы из-за возможности вывалов и обрушений [2].
Для предупреждения возникновения эндогенных пожаров во внутренних отвалах и обоснования параметров борта разреза в зоне бестранспортной отработки вскрыши выполнены расчеты устойчивости карьерных откосов, которые
показали что при заданных параметрах (рис. 3, все размеры даны в метрах) устойчивость борта и уступов разреза обеспечивается [3].
Рис. 3. Предлагаемые параметры борта разреза в зоне бестранспортной технологии отработки вскрыши
Вывод. Исследования, выполненные в рамках мониторинга состояния устойчивости борта разреза в зоне бестранспортной отработки вскрыши, позволили обосновать оптимальные параметры борта разреза, обеспечивающие его устойчивость при минимальных объемах вскрышных работ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ожигина С.Б. Анализ фактических параметров борта разреза в зоне бестранспортной технологии отработки // Материалы Международного Симпозиума «Маркшейдерское дело в XXI веке: состояние и приоритеты развития», Караганда, КарГТУ, 2011. - С.310-314.
2. Ожигина С.Б., Ожигин Д.С., Ожигин С.Г., Гапий А.В. Определение зоны деформирования горного массива при производстве буровзрывных работ // Труды Международного Форума «Инновационные технологии в маркшейдерском деле»», Караганда, КарГТУ, 2013 -С. 150-152.
3 Ожигина С.Б., Омаров С.Т., Ожигин Д.С., Гапий А.В. Обоснование параметров борта разреза АО «Шубарколь комир» в зоне бестранспортной отработке вскрыши// Труды Международного Форума «Инновационные технологии в маркшейдерском деле»», Караганда, КарГТУ, 2013 - С. 153-156.
© С.Б. Ожигина, Д.С. Ожигин, А.З. Капасова, А.В. Гапий, 2013
