CC BY
43
© В.П. Лушпей, Л.П. Черемисина, В.Г. Бершадский, 2003
УДК 622.693.25
В.П. Лушпей, Л.П. Черемисина, В.Г. Бершадский
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОВЫШЕНИЮ УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ И ОТВАЛОВ УЧАСТКА «СЕВЕРНАЯ ДЕПРЕССИЯ»
еверная депрессия» входит в состав Павловского буроугольного месторождения и представляет собой мульдообразную залежь субширотного простирания [1, 2].
В геологическом строении фундамента наиболее широким распространением пользуются среднепалеозойские гранитойды. Кайнозойские чехольные образования представлены неогеновой и четвертичной системами.
Среди угленосных отложений выделяются слабосцементированные песчаники, алевролиты, аргиллиты и угольные пласты с пропластками. Мощность отложений усть-давыдовской свиты в наиболее глубоких частях депрессии достигает 100 м. На угленосной толще залегают гра-вийно-галечниковые породы с редкими прослоями аргиллитов и песчаников. Мощность отложений суйфунской свиты колеблется от 2,0 до 15,0 м. Отложения суйфунской свиты повсеместно перекрываются бурыми глинами, суглинками, песками и супесями. Мощность четвертичных пород изменяется от 1,0 до 14,0 м.
На участке «Северная депрессия» из 6 выделенных угольных пластов, только пласт Ш имеет промышленное значение. Мощность пласта в рабочих контурах 2,15-10,40 м, (наибольшая в юго-восточной окраине мульды) от которой пласт полого погружается на северо-запад, расщепляясь на пласты Шн и Шв. Глубина залегания пласта 10,10-66,92 м.
В кровле и почве пластов залегают аргиллиты, алевролиты, углистые породы; на выходах, где пласты частично размыты, в кровле залегают песчано-га-лечниковые отложения.
Отсутствие крутопадающих «хвостов» выклинивающихся пластов на выходах является благоприятным фактором, обуславливающим устой-
чивость нерабочего борта разрезной траншеи. Участок «Северная депрессия» расположен в северной части Павловского артезианского бассейна в долине р. Абрамовки с ее левым и правым притоками. Сильные дождевые паводки в августе-октябре месяцах вызывают наводнения в долинах рек. Во время наводков р. Абарамовка заливает полностью пойму шириной 2-3 м. Уровень воды в периоды больших паводков поднимается на 2,4 м. Максимальный расход реки составляет 50 м3/сек. Территория строящегося разреза в эти периоды может быть полностью затопленной. Возникает необходимость ограждения территории дамбой.
В разрезе угленосных отложений месторождения выделяются три водоносных комплекса: надугольный,
угольный и подугольный.
Надугольный водоносный комплекс распространен на всей области участка. Мощность безнапорного водоносного горизонта колеблется от 3 до 30 м. Водоносность пород комплекса велика. Режим вод надуголь-ного комплекса зависит от интенсивности и обилия атмосферных осадков. В обводнении строящегося разреза он играет основную роль.
Угольный водоносный комплекс представлен разнозернистыми песчаниками и пластами бурых углей. Степень обводненности пород комплекса очень высокая.
Подугольный водоносный комплекс приурочен к трещиноватой зоне выветривания кристаллического фундамента, сло-женного гранитами и порфиритами. Водоносность комплекса невелика.
Из анализа гидрогеологических условий участка «Северная депрессия» следует, что влияние подземных и поверхностных вод на условия ведения горных работ велико, а участок
находится в более сложных гидрогеологических условиях,
обусловленных близостью
расположения источника обводнения. Для обеспечения устойчивости бортов и отвалов горные работы осуществлялись под защитой систем из 30-45 водопонижающих скважин. При этом скважинный дренаж не исключает откачку подземных и поступающих в разрез атмосферных и ливневых вод открытым водоотливом. При уменьшении числа ра-дввтакбщйк водтиыижшощвшощижин карьер подземных вод возрастали с
20-30% до 70-80%.
Основным способом дренажа пород разреза «Павловский - 2» в период его эксплуатации является открытый водоотлив из карьера, ограничение которого обусловлены требованиями горнотехнологического характера и степенью устойчивости пород.
Вскрышные породы «Север-ной депрессии» слаболитифицированы и представлены четвертичными глинами, аллювиальными песками, песчано-галечниковыми отложениями суйфун-ской свиты; аргиллитами, алевролитами и разнозернистыми песчаниками усть-давыдовской свиты.
Анализ физико-механических свойств пород, использованных в качестве исходных при оценке устойчивости бортов, уступов и внутренних отвалов разреза «Северная депрессия» показывает, что наибольшая естественная влажность у бурых углей (40%) при плотности 1,21 г/см3, наименьшая - у песчаников (19,6%) с плотностью 1,99 г/см3. Пористость пород изменяется в пределах 37,555,7%, а угол внутреннего трения ф =
21-310.
Контакты аргиллитов с угольным пластом по аналогии с разрезом «Павловский - 2» и другими участками характеризуется углом внутреннего трения ф = 10 - 120 и сцеплением С = 0,2 МПа.
Таким образом, порода участка «Северная депрессия» отличается относительно высокими углами внутреннего трения, коэффициентами фильтрации, высокой водообильностью и водопроводимостью надугольного и угольного водоносных комплексов.
Гидрогеологические условия участка сложны, возможные водопритоки следует оценить величиной порядка 1300-1500 м3/час. Учитывая слож-
ность гидрогеологических условий, схему вскрытия и систему разработки, а также опыт работы водопонижающих скважин на разрезе «Павловский - 2», при проектировании дренажа перейти целиком на открытый карьерный водоотлив, что позволит полностью осушить относительно устойчивые песчаные породы. Для защиты строящего разреза от паводковых вод р. Абрамовки необходимо сооружение защитной дамбы с отметками верхней площадки дамбы +94 м, с уменьшением высоты от северного контура разреза к югу до +90 м.
Дренажные работы, выполняя роль опережающего перехвата, с развитием горных работ участка «Северная депрессия», окажут положительное влияние на водопритоки подземных вод в разрез «Павловский - 2» и после консервации отвальными массами проектируемого разреза.
Оценка инжинерно-геоло-
гических условий отработки участка «Северная депрессия» позволяет рекомендовать следующие параметры устойчивых бортов, уступов и откосов отвалов [3]:
• для бортов въездной траншеи угол заоткоски четвертичных глин составит 360;
• для нерабочего борта разрезной траншеи, вскрывающей уголь по
восточному флангу депрессии при средней мощности вскрыши 18-20 м, угол заоткоски борта 300. Общий угол наклона борта вместе с отвалами 25260;
• углы заоткоски рабочих уступов, отрабатываемых на внешние отвалы и пройденных в песчано-галечниковых и глинистых породах, 60-800;
• углы откоса надугольного рабочего уступа при высоте 20-22 м 450.
Рекомендации по параметрам нерабочих бортов на предельном контуре сводится к следующему:
• при помощи вскрыши до 25 м западный борт следует отстраивать под углом 300; при высоте южного борта 35-40 м угол наклона борта не должен превышать 25-260; общий угол наклона северного борта высотой 50-80 м (вместе с мощностью угольного пласта) не должен превышать 320, на-дугольная толща заоткашивается под углом 250;
• внешние отвалы, отсыпаемые на буроугольной зоне на восточном фланге и сложенные глинистыми и песчано-галечни-ковыми отложениями, будут устойчивыми при отсыпа-нии их под углом естественного откоса 300 при высоте 10-15 м;
• после консолидации отвала его можно нарастить вторым ярусом при общей высоте отвала 25-30 м;
• внутренние отвалы необходимо отсыпать на предварительно приготовленное (с углами падения до 150) основание путем тщательной зачистки почвы отработанного пласта от аргил-литовых прослойков, причем следует размещать уменьшенные объемы при высоте уступа 10-12 м;
• целесообразно отработать всю вскрышу на транспорт и отказаться от отработки надугольного уступа по бестранспортной схеме. Это позволит создать благоприятные условия для сооружения дренажной системы в развитом выработанном пространстве;
• по условиям устойчивости внутренние отвалы высотой до 10 м могут осыпаться одним ярусом под углом естественного откоса 350; при высоте 25-30 м - двумя ярусами под углом откоса 28300 и тремя и более ярусами с общим углом откоса не более 25-260;
• при нагружении устоявшихся внутренних отвалом транспортной вскрыши общая высота их может достигнуть 70-80 м и более, при этом угол устойчивого отвала не должен превышать 20-220.
---------------------------------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Медведев Я.В. Геология и условия формирования кайнозой- 3. Результаты детальной разведки участка «Северная депрессия»
ских угленосных отложений Ханкайского массива /Автореф. диссерт. Павловского буроугольного месторождения с подсчетом запасов по
канд. г-м. наук. Владивосток: ДВНЦ АН СССР. 1983 г. состоянию на 01.06.1988 г. Артем, 1988 г.
2. Павлюткин Б.И., Петренко Т.И. Палеогеновые отложения мульды Восточного Павловского буроугольного месторождения (юго-западное Приморье) // Кайнозой Дальнего Востока. Владивосток: ДВО АН СССР. 1989 г.
