Природа и закономерности проявления негативных геомеханических факторов при ведении горных работ на высокогорных месторождениях Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-3/2016 ISSN 2410-700Х

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

УДК 551.24.05

А.Р.Абдиев

к.т.н., доцент кафедры «ФПГП» ЕТФ, КРСУ г.Бишкек, Кыргызская Республика e-mail: abdiev_arstan@mail.ru К.Д.Изабаев аспирант кафедры «ФПГП» ЕТФ, КРСУ г.Бишкек, Кыргызская Республика е-mail: gornyaki@inbox.ru Ш.А.Мамбетов д.т.н., профессор кафедры «ФПГП» ЕТФ, КРСУ г.Бишкек, Кыргызская Республика е-mail: gornyaki@inbox.ru

ПРИРОДА И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ НЕГАТИВНЫХ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ПРИ ВЕДЕНИИ ГОРНЫХ РАБОТ НА ВЫСОКОГОРНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ

Аннотация

Технологические схемы, способы, порядок и последовательность выполнения отдельных производственных процессов при открытой и подземной разработке месторождений минеральных ресурсов, безусловно, разнятся. Есть одно общее - горные работы производятся в породном массиве. Однако, в практике ведения горных работ на высокогорных месторождениях возникают вопросы - учтены ли в процессе проектирования горного предприятия возможные проявления негативных геомеханических факторов связанных с рельефом территории месторождения.

Ключевые слова

Тянь-Шань, породный массив, рельеф, склоны гор, месторождение, сохранность горных пород, горные

работы, технологические схемы.

Породные массивы Тянь-Шаня, где ведутся горные работы, находятся в сложных горногеологических условиях отличающихся крайне невыдержанными элементами залегания, сложными структурными формами, разнообразием возраста, литологического состава, генезиса, физических свойств. Высока сейсмичность. Высок уровень естественного поля напряжений. Величина и характер распределения напряжений в породном массиве зависят не только от глубины залегания и физических свойств пород, но и от рельефа и тектоники.

Первый круг проблем связан с рельефом (высотой, топографической обстановкой) месторасположения месторождений. Пересеченный горный рельеф (крутые скаты, обрывы, перевалы), сложные строения склонов гор, гидрогеологические и климатические условия усложняют проектирование, строительство и эксплуатацию горных выработок на земной поверхности и под землей.

При ведении горных работ на склонах гор необходимо определить степень сохранности пород, оценивая индекс сохранности:

УР

1,=Та. (!)

где Ур - значение скорости продольных волн в изучаемой породе; VЭ - значение эталонной скорости продольных волн в изучаемой породе.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-3/2016 ISSN 2410-700Х По степени сохранности породы делятся на четыре категории (табл.1).

Категории пород по сохранности

Таблица 1

Категория сохранности Индекс сохранности

I сохранные 0,8

II слабо выветренные 0,8-0,6

III выветренные 0,6-0,1

IV разрушенные 0,2

Скорость выветривания определяется:

W =

Jv0 - Jv

где ]у и ]у - исходный индекс сохранности и индекс по истечении времени £. Градиент выветривания определяется как,

]ух - ]у0

Gi =

(2)

(3)

где ]у и ]у - индексы сохранности на свободной поверхности и на расстоянии Х-метров по направлению от нее.

При управлении геомеханическими процессами и определении оптимальных параметров горных работ (выемок, траншей, откосов, туннелей, капитальных подготовительных и очистных выработок) в условиях высокогорного Тянь-Шаня первостепенное значение имеет правильное представление о напряженно-деформированном состоянии нетронутого породного массива.

В горных районах, выделено три области породного массива, в которых характер распределения и величина напряжений имеют качественные и количественные различия (рис.1):

— породный массив в горных склонах выше их оснований;

— нижележащий породный массив под основанием гор на глубине, не превышающих их высот;

— нижележащий породный массив на глубинах больше высоты гор.

В горных склонах происходит перераспределение напряжений. Под вершинами образуются зоны пониженных, а в приконтурных частях склонов - зоны повышенных напряжений.

Рисунок 1 - Обобщенная схема распределения напряжений в породном массиве одиночной горы и под ними: а) по расчету аналитическим методом [3,5,6,7]; б) по натурным измерениям [1,2,3] и моделирования [1,5]: 1-зона пониженных; 2-зона повышенных; 3-зона наибольших концентраций и 4-зона равных напряжений; в) по натурным измерениям ряда месторождений [1,2,3] и неотектонических профилей, составленных на основе геофизических и буровых данных [3,4,6].

Расчет напряжений в нижележащем породном массиве под действием одиночного хребта производится (рис.2):

t

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-3/2016 ISSN 2410-700Х

h А

Н^ Б

H>h В

Рисунок 2 - Схема к расчету напряжений в массиве под воздействием одиночного хребта.

орх = о£н + аХР= ЛуН + Р{1п(Н2 + X?) + 1п(Н2 + Х2) - 21п(Н2 + I2)},

ору = ОуН + оУр=уН + РК; тРХУ = РН(в + £ + ]) (4)

На глубинах, превышающих высоту горы, напряжения под вершиной и в подножье практически одинаковы и определяются:

. ^ X X с

где К' =-; Р = Л(С_Х ); К = сг]Х2в + Х28; в = агсЬд-^; £ = агсЬд-^; г = -2агс1д~; ОрЛ,Ор,у, тр,ху - суммарные напряжения в нижележащем массиве, обусловленные весом пород и влиянием рельефа; °уН, °уН - напряжения от собственного веса столба пород в равнинной местности; ор, Оу - напряжения под действием рельефа; К - высота горы; Н - глубина от основания горы; С - горизонтальная координата исследуемой точки массива относительно вершины горы (рис.2); Х1, Х2 - горизонтальные координаты относительно подножья горы.

Общее напряженное состояние породного массива в горных районах можно представить в следующем виде:

о = ор + от (6)

где О - полные, действующие в массиве напряжения;

Ор - суммарные напряжения, обусловленные весом пород и влиянием рельефа:

ор = оуН + ор (7)

оуН - напряжения, обусловленные собственным весом пород; ор - напряжения под действием рельефа; От - тектонические напряжения.

Таким образом, одним из основных факторов, влияющих на напряженное состояние породного массива в горных районах, является рельеф местности, под действием которого в массиве могут образоваться зоны как повышенных, так и пониженных напряжений. Список использованной литературы

1. Мамбетов, Ш.А. Горные работы в условиях Тянь-Шаня [Текст]: монография/ Ш.А. Мамбетов, А.Р. Абдиев, А.Ш. Мамбетов. - Бишкек: КРСУ, 2013. - 284 с.

2. Айтматов, Ч.Т. Экспериментальные исследования напряженного состояния массива горных пород на месторождениях Средней Азии [Текст]/ Ч.Т. Айтматов, К.Д. Вдовин, Н.Г. Ялымов // Изв. АН Кирг.ССР. -

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №12-3/2016 ISSN 2410-700Х_

Фрунзе, 1978. №4. - С.34-38.

3. Мамбетов, Ш.А. Прогнозирование и контроль напряженно-деформированного состояния массива пород в высокогорных районах [Текст]: монография/ Ш.А. Мамбетов. - Фрунзе: Илим, 1988. - 189 с.

4. Садыбакасов, И. Неотектоника Высокой Азии [Текст]: монография/ И. Садыбакасов. - М.: Наука, 1990. - 180 с.

5. Мамбетов, Ш.А. Зональная и поэтапная оценка напряженно-деформированного состояния породного массива Тянь-Шаня [Текст]: монография/ Ш.А. Мамбетов, А.Р. Абдиев, А.Ш. Мамбетов. - Бишкек: КРСУ, 2003. - 359 с.

6. Абдиев, А.Р. Геомеханическое обеспечение горных работ в условиях месторождения Кара-Кече[Текст]: монография / А.Р.Абдиев. - Бишкек, КРСУ, 2011. - 163 с.

7. Мамбетов, Ш.А. Геомеханические процессы в породных массивах [Текст]: учебное пособие в 2-х т./ Ш.А. Мамбетов, А.Р. Абдиев, А.Ш. Мамбетов. - Бишкек: КРСУ, 2013. - 198 с. - 2 т.

© Абдиев А.Р., Изабаев К.Д., Мамбетов Ш.А., 2016

УДК 55

Давлетшина Айгуль Димовна

студентка БашГУ г.Уфа

E-mail: dilara21997@mail.ru ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДОЕМОВ. ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ

Аннотация

В современном обществе резко встает проблема с загрязнением водоемов в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному хозяйству, здоровью и безопасности населения.

Ключевые слова

загрязнение водоемов, промышленная экология, промышленные предприятия, сточные воды, примеси.

Одной из актуальных проблем промышленной экологии является снижение загрязнения водоемов сточными водами машиностроительных предприятий. Сброс стоков с большим содержанием вредных примесей приводит к загрязнению отдельных источников водопотребления, даже больших объемов, иногда приводя их в негодность. Несмотря на широкое внедрение оборотных систем водопотребления, все еще не удается предотвратить выброс загрязнений в водоемы.

Для снижения степени загрязнения водоемов промышленными предприятиями на этапе проектирования последних необходимо предусматривать мероприятия по резкому сокращению или предотвращению объемов сброса в водоемы загрязненных сточных вод.

Вода на машиностроительных предприятиях используется для вспомогательных целей: охлаждения (подогрева) исходных материалов и продукции предприятий, охлаждения деталей и узлов технологического оборудования, растворения реагентов для приготовления различных технологических растворов, промывки, обогащения и очистки исходных материалов или продукции, хозяйственно-бытового обслуживания работников предприятия.

Виды примесей в сточных водах предприятий машиностроения: механические примеси органического и минерального происхождения, в том числе гидроксиды металлов; стойкие и летучие нефтепродукты; эмульсии, стабилизированные различного рода добавками, растворенные токсичные