Научная статья на тему 'ПРОГНОЗНАЯ ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ КАРЬЕРА'

ПРОГНОЗНАЯ ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ КАРЬЕРА Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
540
94
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БОРТ КАРЬЕРА / ГОРНЫЕ ПОРОДЫ / ДЕФОРМАЦИИ / ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАРКШЕЙДЕРСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ / УСТОЙЧИВОСТЬ БОРТА / НАБЛЮДАТЕЛЬНЫЙ РЕПЕР / СДВИЖЕНИЕ РЕПЕРА / ПОРОДЫ С ХРУПКИМ РАЗРУШЕНИЕМ / ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ДЕФОРМАЦИЯ МАССИВА / ОСЦИЛЛОГРАММЫ

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Волохов А. В.

Приводится состав горных пород, слагающих борта карьера и ориентировочные углы наклона откосов для каждого из них в соответствии с горно-геологическими условиями. Рассматриваются вопросы закладки наблюдательных стаций с учетом температурных колебаний реперов в зависимости от времени года. Обобщены вопросы анализа материалов наблюдений, установлена степень опасности деформаций на основе наблюдений по скоростям процесса деформирования. Отображаются существующие методы контроля за безопасным ведением горных работ. Отмечены недостатки подхода методических указаний к обработке и анализу наблюдений. Предложен критерий маркшейдерского прогнозирования устойчивости бортов карьеров на основе сопоставления критической и фактической относительной деформации. Целью локального прогноза деформирования участков бортов является как осуществление оперативного контроля над устойчивостью нерабочих и рабочих откосов бортов, так и подтверждение работоспособности применяемого метода. Показано осуществление прогнозной оценки на конкретном примере за сдвижением рабочих реперов на одном из карьеров Забайкалья. В дополнение предложено использовать способ контроля устойчивости массива горных пород с помощью осциллограмм, полученных от сейсмической аппаратуры.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Волохов А. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PREDICTIVE ASSESSMENT OF THE STABILITY OF QUARRY SIDES

The composition of the rocks composing the quarry sides and the approximate slope angles in accordance with the mining and geological conditions are described. The issues of creating observation stations are considered taking into account seasonal temperature fluctuations of the benchmarks. Observation materials are generalized, the degree of danger of deformations is established on the basis of observations of deformation speed. The mining safety control methods are described. The disadvantages of the approach to data processing and analysis are identified. A criterion for mine surveying prediction of the pit wall stability based on the comparison of critical and actual relative deformations is proposed. The purpose of the local forecast of wall deformation is to control the stability of non-working and working slopes of the sides, and to confirm the efficiency of the method used. The predictive assessment was carried out on the shift of working benchmarks on one of the open pits of Transbaikalia. It is suggested monitoring the stability of rocks using oscillograms obtained by seismic equipment.

Текст научной работы на тему «ПРОГНОЗНАЯ ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ КАРЬЕРА»

ГЕОЭКОЛОГИЯ GEO-ECOLOGY

Оригинальная статья / Original article УДК 622.834.53, 331.438, 622.864 DOI: https://d0i.0rg/l 0.21285/2500-1582-2021 -2-201-210

Прогнозная оценка устойчивости бортов карьера

© А.В. Волохов

Иркутский национальный исследовательский технический университет,

г. Иркутск, Россия

Резюме: Приводится состав горных пород, слагающих борта карьера и ориентировочные углы наклона откосов для каждого из них в соответствии с горно-геологическими условиями. Рассматриваются вопросы закладки наблюдательных стаций с учетом температурных колебаний реперов в зависимости от времени года. Обобщены вопросы анализа материалов наблюдений, установлена степень опасности деформаций на основе наблюдений по скоростям процесса деформирования. Отображаются существующие методы контроля за безопасным ведением горных работ. Отмечены недостатки подхода методических указаний к обработке и анализу наблюдений. Предложен критерий маркшейдерского прогнозирования устойчивости бортов карьеров на основе сопоставления критической и фактической относительной деформации. Целью локального прогноза деформирования участков бортов является как осуществление оперативного контроля над устойчивостью нерабочих и рабочих откосов бортов, так и подтверждение работоспособности применяемого метода. Показано осуществление прогнозной оценки на конкретном примере за сдвижением рабочих реперов на одном из карьеров Забайкалья. В дополнение предложено использовать способ контроля устойчивости массива горных пород с помощью осциллограмм, полученных от сейсмической аппаратуры.

Ключевые слова: борт карьера, горные породы, деформации, инструментальные маркшейдерские наблюдения, устойчивость борта, наблюдательный репер, сдвижение репера, породы с хрупким разрушением, относительная деформация массива, осциллограммы

Для цитирования: Волохов А.В. Прогнозная оценка устойчивости бортов карьера. XXI век. Техно-сферная безопасность. 2021;6(2):201-210. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2021-2-201-210

Predictive assessment of the stability of quarry sides

© Anatoly V. Volokhov

Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia

Abstract: The composition of the rocks composing the quarry sides and the approximate slope angles in accordance with the mining and geological conditions are described. The issues of creating observation stations are considered taking into account seasonal temperature fluctuations of the benchmarks. Observation materials are generalized, the degree of danger of deformations is established on the basis of observations of deformation speed. The mining safety control methods are described. The disadvantages of the approach to data processing and analysis are identified. A criterion for mine surveying prediction of the pit wall stability based on the comparison of critical and actual relative deformations is proposed. The purpose of the local forecast of wall deformation is to control the stability of non-working and working slopes of the sides, and to confirm the efficiency of the method used. The predictive assessment was carried out on the shift of working benchmarks on one of the open pits of Transbaikalia. It is suggested monitoring the stability of rocks using oscillograms obtained by seismic equipment.

Key words: open pit side, rocks, deformations, instrumental mark-shader observations, side stability, observational reference point, shifting of a reference point, rocks with brittle fracture, relative deformation of an array, oscillograms

For citation: Volokhov AV. Predictive assessment of the stability of quarry sides. XXI vek. Tekhnosfernaya bezopasnost' = XXI century. Technosphere Safety. 2021;6(2):201-210. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/ 2500-1582-2021-2-201-210

2021;6(2):201—210

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

Волохов А.В. Прогнозная оценка устойчивости бортов карьера Volokhov A. V. Predictive assessment of the stability of quarry sides

ВВЕДЕНИЕ

Разработка месторождений полезных ископаемых открытым способом в условиях сложного экономического положения многих горных предприятий обусловливает поиск наиболее эффективных технологий добычи полезного ископаемого. Одним из таких способов является уменьшение объемов горных работ по вскрытию рудных тел в соответствии с проектом, графиком работ и нормативными показателями по обеспечению подготовленных к выемке запасов. Основополагающим технологическим процессом по уменьшению вскрышных работ является постановка нерабочих бортов карьера в предельное положение, обеспечивающее надежную устойчивость их откосов. При этом необоснованное увеличение углов откосов уступов и бортов карьеров может повлечь за собой их деформирование в различных формах проявления [1-4].

Цель исследования - анализ опыта работ по обеспечению устойчивости бортов карьеров различными способами и методиками, с помощью которых сохраняется работоспособность горных предприятий и уменьшается влияние вредных выбросов на окружающую среду.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В зависимости от состава горных пород, слагающих борта карьера, процессы деформирования откосов могут проявляться в разной степени. Согласно классификации горных пород по их устойчивости в бортах карьеров1, все горные породы разделяются на следующие группы:

1 - прочные (скальные);

2 - средней прочности (полускальные);

3 - слабые (глинистые);

4 - несвязные (сыпучие);

5 - илы и плывуны.

Основные показатели устойчивости откосов в зависимости от указанной группы характеризуются величинами сопротивления сдвигу в образце (ф и С), по поверхности ослабления (ф' и С), а также интенсивностью трещиноватости.

Прочные породы представляются не-выветрелыми и слабовыветрелыми изверженными и метаморфическими породами, кварцевыми песчаниками, известняками и кремнистыми конгломератами. Согласно справочному пособию2 необходимо применять рациональные профили нерабочих бортов. Ориентировочные углы наклона бортов этой группы составляют до 50-75° [5].

Породы средней прочности представлены выветрелыми разностями изверженных и метаморфических пород, глинистыми и песчано-глинистыми сланцами, глинистыми и известковыми песчаниками, аргиллитами, мергелями и др. Углы наклона бортов этой группы могут составлять 30-38°.

На месторождениях, сложенных слабыми породами в основном песчано-гравийными и хорошо дренирующими другими отложениями, если в нижней части борта нет пластичных глин и поверхностей ослабления, то углы бортов этой группы могут варьировать от 20-30° до 35-38° с учетом корректировки по данным маркшейдерских наблюдений и их анализа [6].

Правила безопасности при ведении горных работ3 обусловливают необходимость осуществлять контроль состояния откосов бортов. С этой целью закладывают наблюдательные станции,

1 Методическое пособие по изучению инженерно-геологических условий угольных месторождений,

подлежащих разработке открытым способом. Л.: Недра, 1986. 113 с.

2Галустьян Э.Л. Геомеханика открытых горных работ: справ. пособ. М.: Недра, 1992. 272 с.

3Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых. Утв.

приказом Ростехнадзора от 11.12.2013 № 599.

АС

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

2021;6(2):201-210

ГЕОЭКОЛОГИЯ ОЕО-ЕООЬООУ

так как инструментальные маркшейдерские наблюдения являются основным средством получения информации о деформациях бортов карьеров и наиболее надежной основой для прогноза устойчивости [7].

Наблюдательные станции готовят в соответствии с проектом наблюдений, в котором предусматривают закладку опорных и рабочих реперов определенной конструкции, способы и временные промежутки наблюдений, связанные с температурными изменениями. Так, произведенные наблюдения на одном из карьеров [8] позволили выяснить изменения, происходящие в условиях суточного перепада температуры воздуха. Наиболее ослабленными породы становятся при изменениях температуры от -2 до +3 °С с максимальным раскрытием трещин до 10-12 мм. В этих условиях происходит усыхание глинки трения и гидрослюд, заполняющих тектонические трещины и трещины отдельности, ослабевают прочностные связи между отдельными блоками горных пород. На этот период зафиксировано наибольшее количество нарушений устойчивости уступов карьера. В результате этих исследований установлено, что зона влияния температурных явлений прослеживается в глубине уступов до 5-6 м.

В дополнение необходимо отметить следующее обстоятельство, связанное с температурными колебаниями реперов в зависимости от времени года. Анализ подвижек реперов во времени показывает, что горный массив, насыщенный атмосферными осадками, а вместе с ним и реперы совершают колебания в течение года. Максимальные оседания приходятся на период оттаивания почвы (апрель, май), максимальные поднятия -на август. Исходя из этого, в результаты наблюдений по реперам необходимо вводить временные поправки или производить наблюдения в один и тот же пе-

риод года, например, в сентябре-октябре.

На рис. 1 приведены графики колебаний реперов, наиболее зависимые от времени года. Так, на профильной линии 1 наблюдательной станции северного борта карьера наибольший перепад в оседаниях репера 3 составляет 45 мм, репера - 11 -33 мм.

Проведенное исследование показывает, что закладку наблюдательных реперов необходимо осуществлять качественно, с учетом характеристики существующего грунта и величины сезонного промерзания. Для уменьшения влияния морозного выпучивания на вертикальные смещения реперов, вызываемых изменением влажности грунта и температуры, закладку реперов необходимо осуществлять на глубину не менее 1,5 м, а верхний конец репера заглублять ниже поверхности земли на 20-30 см.

Анализ материалов наблюдений [9, 10] сводится к следующему:

- выделение в бортах карьеров участков с одинаковыми горнотехническими условиями, влияющими на их устойчивость;

- установление максимальных показателей процесса сдвижения.

- установление типа потенциального оползня или происшедших нарушений устойчивости откосов;

- по графику изменения во времени скоростей смещения отдельных характерных реперов - определение влияния времени, времен года и производственных процессов на развитие деформации бортов карьеров;

- установление степени опасности деформаций;

- разработка мероприятий по предотвращению развития опасных деформаций.

Степень опасности деформаций может определяться по скорости смещения и величине деформаций путем сравнения их с допустимыми деформациями,

2021;6(2):201—210

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

203

Ж-М/

A=L

Волохов А.В. Прогнозная оценка устойчивости бортов карьера Volokhov A. V. Predictive assessment of the stability of quarry sides

b

Рис. 1. Схема вертикальных смещений реперов по линии 1: a - репер 3; b - репер 11; 1 - замеренные значения отметок реперов; 2 - средние значения отметок реперов

Fig. 1. The scheme of vertical displacements of benchmarks along the line 1: a - frame 3; b - benchmark 11; 1 - values of marks; 2 - average benchmark values

установленными для конкретных пород лабораторными исследованиями образцов пород. При установившейся скорости деформирования (относительного сдвига) время до обрушения откоса можно определить из выражения (18), приведенного в инструкции4:

У пр Уу< tg<ß

= t.

(1)

где упр - предельная относительная деформация сдвига, установленная лабо-

раторными испытаниями пород или натурными наблюдениями, по достижении которой наступает разрушение породы; ууст - деформация сдвига, по достижении которой наблюдается установившаяся постоянная скорость деформирования; ф - угол наклона отрезка графика в зависимости у =f А) на участке постоянной скорости деформирования (значение tgф численно соответствует скорости сдвига).

Инструкция по наблюдению за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости. Л.: ВНИМИ, 1971. 186 с.

204 204

А=1

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

2021;6(2):201-210

a

ГЕОЭКОЛОГИЯ ОЕО-ЕООЬООУ

Анализ развития процесса деформирования прибортовых массивов в натурных условиях и на моделях показывает, что прогноз развития деформаций и оценка устойчивости бортов и степени опасности наблюдаемых деформаций могут быть осуществлены двумя способами:

- по критическим деформациям;

- по скоростям развития процесса деформирования.

Поскольку величины критических деформаций горных пород и горных массивов надежно установить сложно, целесообразнее прогнозировать развитие деформаций и оценивать степень опасности наблюдаемых деформаций по скорости их развития.

На месторождениях с оползневыми процессами нарушения устойчивости эти наблюдения выполняют, прежде всего, с целью выявления начала процесса деформирования и его развития во времени [11]. На этой основе ведут пред-расчет продолжительности деформирования откоса борта карьера до момента достижения критических значений величин смещений, деформаций и скоростей.

Из этого следует, что методика инструментальных наблюдений отличается следующими недостатками:

- точность фиксации положения реперов в плане и по высоте не соответствует величине начальной (скрытой) стадии деформирования данного вида пород, присущих породам с хрупким характером разрушения. Существующее положение снижает достоверность выполненных наблюдений и не позволяет сделать правильные выводы и принять эффективные решения;

- несогласованность рекомендаций по периодичности проведению наблюдений за деформациями с реальным их

протеканием, обусловленным дополнительным воздействием влажности горных пород и сезонного фактора.

Недостатки подхода к обработке и анализу наблюдений, предлагаемые методическими указаниями5, можно сформулировать следующим образом:

1) в качестве основного критерия оценки устойчивости откоса используются скорости смещения массива. Этот критерий применим только к оползневым процессам, не свойственным породам с хрупким разрушением (или близким к ним);

2) невысокая точность прогнозной оценки критической скорости, которая в одних и тех же условиях может варьировать в широких пределах в зависимости от внешних воздействий (например, от увлажнения пород).

Устранение недостаточной точности положения реперов на наблюдательных станциях достигается в результате применения электронных тахеометров и спутниковых технологий (ОРЭ/ГПОНАСС) с автоматизированной обработкой фиксируемой информации [12-14].

На месторождениях, сложенных скальными породами (близкими к породам с хрупким разрушением), характерны деформации, происходящие в виде обрушений, начальную (скрытую) стадию развития которых обнаружить зачастую не удается из-за недостаточной точности применяемых способов наблюдений или из-за трудоёмкости их осуществления и сложности процесса обрушения. Кроме того, первые признаки деформаций проявляются на верхней площадке борта в виде раскрытия небольших трещин, в то время как в нижней части (призме упора) сдвиг ещё не начался, а формирование поверхности сдвига происходит одновременно с об-

Инструкция по наблюдению за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости. Л.: ВНИМИ, 1971. 186 с.

2021;6(2):201—210

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

Волохов А.В. Прогнозная оценка устойчивости бортов карьера Volokhov A. V. Predictive assessment of the stability of quarry sides

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

рушением откоса.

Для устранения указанных недостатков и повышения точности прогнозной оценки критических смещений в скальных и полускальных трещиноватых породах, близких к породам с хрупким разрушением, предлагается корректный способ контроля над подрабатываемыми участками бортов и уступов карьера, основанный на сопоставлении оседаний реперов с критическими их величинами. Данная методика предусматривает периодические наблюдения за состоянием устойчивости откосов одним их известных способов, основной задачей которых является определение вертикальных оседаний реперов. Оценку устойчивости необходимо производить не по скоростям смещения пород, а по их относительной деформации вм в массиве. Фактические смещения пород в вертикальной плоскости ц сопоставляются с предельно допустимой деформацией:

Лкр = ВмН/Кз ,

(2)

где вм - относительная деформация массива; Н - высота контролируемого уступа, м; Кз - коэффициент запаса, величина которого зависит от степени достоверности исходной информации (рис. 2).

Относительную деформацию массива целесообразно определять по результатам анализа параметров ранее происшедших обрушений откосов. Если удалось зафиксировать весь процесс нарушения устойчивости уступа от начальной стадии его деформирования до конечной - обрушения, то в каждой группе по сходным геологическим условиям определяют среднюю величину относительной деформации:

8м = ц/h ,

(3)

где ц - вертикальное смещение верхней площадки откоса перед обрушением, м;

h - высота обрушившегося откоса, м.

Рис. 2. Уступ до обрушения (п < Пкр):

1 - первоначальное положение уступа;

2 - деформирующееся положение уступа

Fig. 2. The ledge before the collapse (п<пкр):

1 -initial position of the ledge;

2 -deforming position of the ledge

Показатель относительной деформации 8м можно использовать для оценки критической деформации откосов любой высоты в сходных геомеханических условиях. Величина коэффициента запаса Кз принимается в зависимости от степени достоверности исходной информации и срока стояния уступа. Высота контролируемого по устойчивости откоса уступа определяется по разностям средних отметок верхней и нижней площадок уступа или измеряется (рис. 3).

Об устойчивости откоса следует судить из сопоставления полученных величин ц и цкр. Если л>Лкр, то откос неустойчив и работы в этом районе необходимо прекратить. Для обеспечения устойчивости откоса должно удовлетворяться неравенство

8м<81

кр.

(4)

Если не удалось проследить весь процесс деформирования откоса уступа (что происходит чаще всего), то относительную деформацию определяют через значение модуля Юнга. Модуль упругой деформации [1], выраженный через относительную деформацию £, вычисляет-

206

vö/

А=1

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

2021;6(2):201-210

ГЕОЭКОЛОГИЯ GEO-ECOLOGY

ся по формуле

Пкр = Р • Н/( Sp- E^ А^ Кз).

(8)

Е = Р/(е Sp),

(5)

где Р - разрушающая нагрузка, КН; £ - относительная деформация образца; Эр - расчетная площадь, м2.

Рис. 3. Уступ после обрушения (п > пкр):

1 - первоначальное положение уступа;

2 - деформированный уступ;

п, b - горизонтальный, вертикальный и полный векторы смещения соответственно

Fig. 3.The ledge after the collapse (п>Пр): 1 -initial position of the step; 2 - deformed ledge;

n, b - horizontal, vertical and full vectorsdisplacements

Из формулы (5) следует, что

£ = P/(Sp- Е).

(6)

Учитывая в формуле (6) коэффициент структурного ослабления А, получим выражение относительной критической деформации массива:

£мкр = P/(Sp- E А).

(7)

Подставив в выражение (2) значение относительной критической деформации (7), получим формулу определения критического оседания верхней площадки уступа перед обрушением:

Для ряда произошедших деформаций зафиксированы значения критических оседаний верхних площадок уступов перед обрушением. Выполненный сопоставительный анализ расчетных показателей £крр и фактически полученных £кр.ф (по формулам малого числа данных) [15] показал высокую корреляционную связь между величинами (г = 0,8) и подтверждает справедливость значений, приведенных в таблице, для пород фельзито-вого комплекса.

По результатам обработки более двадцати деформаций карьера были получены величины критических вертикальных смещений для некоторых характерных пород месторождения (таблица).

С целью повышения оперативности и надежности контроля состояния подрабатываемых участков бортов и уступов карьера, скрытую стадию процесса деформирования предлагается определять с помощью сравнения собственных частот колебаний структурных блоков [8].

Для этого, используя геологические разрезы, выделяются типы слагающих месторождение пород, тектонические нарушения и контакты слабых и крепких пород, структурные блоки, попадающие в район ведения горных работ и наблюдательных станций.

Учитывая плановое направление горных работ и оценочную устойчивость подрабатываемого массива, определяется детальность его контроля. Затем устанавливаются в пределах очистного блока один или несколько сейсмоприем-ников. Во время взрывных работ регистрируются упругие колебания массива с помощью шлейфового осциллографа (рис. 4).

2021;6(2):201—210

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

Волохов А.В. Прогнозная оценка устойчивости бортов карьера Volokhov A. V. Predictive assessment of the stability of quarry sides

Величины критических вертикальных смещений верхних площадок уступов The values of critical vertical displacements of the upper platforms of ledges

Относительная Критические оседания для разных

Порода критическая деформация, £Кр©10"3 по высоте уступов, Пкр, мм

10 м 20 м 30 м

Фельзиты трещиноватые 0,32 4 7 10

Флюидальные фельзиты 0,68 7 14 20

Фельзиты массивные 0,96 10 19 29

Туфоконгламераты 0,79 8 16 24

Андезито-базальты 0,96 10 19 29

Трахидациты 0,90 9 18 27

J Il . Hl! Il f.-177 Гц, Л-1.6 Y. V и » • 4 : i É E E 1 Л - 1 Г M

1 • T.» 210 Гц, Д-2-/.

1 rf#f 5

ц ^J ОД ut

Рис. 4. Осциллограммы колебаний участков массива

Fig. 4. Oscillograms of rock sections oscillations

Полученные величины сопоставляются с начальными значениями собственных частот. Отклонение сопоставляемых величин в меньшую сторону (с учетом погрешности 3-5%) соответствует разупрочнению массива и отрыву от него отдельного структурного блока, т.е. потере устойчивости. Горные работы в этом случае рекомендуется приостановить, участить временной интервал наблюдений за реперами и принять решение о дальнейших действиях.

ВЫВОДЫ

Методы контроля состояния откосов бортов карьеров, изложенные в методических указаниях, не учитывают следующие положения:

- точность фиксации положения реперов не соответствует скрытой стадии деформирования пород с хрупким характером разрушения;

- прослеживается несогласованность рекомендаций по периодичности проведения наблюдений за деформациями с реальным их протеканием.

Устранение недостаточной точности определения планового и высотного положения реперов достигается за счет применения высокоточных электронных тахеометров и спутниковых технологий.

Для учета влияния морозного выпучивания на вертикальные смещения реперов необходимо вводить временные поправки или проводить наблюдения примерно в одно и тоже время года.

В трещиноватых скальных с хрупким по физико-механическим свойствам разрушением прогноз состояния подрабатываемых уступов рекомендуется осуществлять по критическому значению относительной вертикальной деформации.

Дополнительный контроль с использованием сейсмической аппаратуры при взрывных работах в районе потенциально опасных участков позволяет выявить раннюю стадию потери устойчивости прибортового массива, обеспечивая тем самым промышленную и экологическую безопасность ведения горных работ.

АС

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

2021;6(2):201-210

ГЕОЭКОЛОГИЯ GEO-ECOLOGY

Список литературы

1. Афанасьев Б.Г., Шмонин И.Б. Расчет устойчивости откосов с учетом действующих боковых сил // Известия высших учебных заведений. Горный журнал.1990. № 5. С. 41-44.

2. Волохов А.В. Опыт искусственного укрепления бортов карьера // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири: сб. научн. тр. 2005. Вып. 5. С. 107-115.

3. Решетняк С.П. Нерабочие борта карьеров -проект и действительность // Опыт ведения работ по повышению устойчивости уступов и бортов карьеров и использования новой техники в горнодобывающей промышленности: науч.-техн. конф. (Май 1990 г., г. Ковдор). Мурманск: Изд-во Дома науки и техники Союза НИО СССР, 1990. 75 с.

4. Шмонин И.Б., Волохов А.В. Оценка устойчивого состояния карьерных откосов при выемке запасов путем врезок за проектный контур борта карьера // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири. 2005. Вып. 5. С. 115-118.

5. Галустьян Э.Л. Возможность корректировки параметров бортов и уступов в действующем глубоком карьере // Горный журнал. 1992. № 12. С. 17-21.

6. Волохов А.В., Марьясов В.И. Уточнение сдвиговых характеристик пород действующего карьера с использованием паспортов деформаций откосов // Вестник МАНЭБ. Забайкальское отделение. 2001. № 10 (34). С. 141-145.

7. Волохов А.В. Обеспечение устойчивости бортов и уступов при открыто-подземной разработке законтурных залежей // Управление горным давлением и прогноз безопасных условий освоения угольных месторождений. Л., 1990. Ч. 2. С. 93-99.

8. Волохов А.В. Способы выемки законтурных запасов, залегающих выше дна карьера, при

разработке сложноструктурных месторождений: монография. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. 144 с.

9. Волохов А.В., Галустьян Э.Л. Опыт использования паспортов деформаций откосов для уточнения механических характеристик горных пород. В кн.: Совершенствование методов маркшейдерского и гидрогеологического обеспечения горнодобывающих предприятий. Л., 1989. С. 148-153.

10. Лизункин В.М., Волохов А.В., Лизункин М.В. Исследование устойчивости бортов карьера при комбинированном способе доработки месторождения «Т». М.: ГИАБ, 2016. С. 153-163.

11. Волохов А.В., Снетков В.И. Применение открытой технологии по выемке законтурных рудных тел // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2011. № 12. С. 95-101.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

12. Панжин А.А. Повышение надежности пространственного позиционирования в условиях крупных карьеров // Горный журнал. 2011. № 7. С.85-88.

13. Рахимов В.Р., Мингбаев Д.И. Мониторинг и оценка устойчивости северного борта карьера «Кальмакыр» с использованием современных маркшейдерско-геоде-зических технологий // Горный журнал. 2013. № 7. С. 18-22.

14. Гриднев С.О., Волохов А.В. Мониторинг оползневых процессов по данным лазерного сканирования. В кн.: Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири. Иркутск: ИрГТУ. 2009. Вып. 9. С. 93-99.

15. Волохов А.В. Способ прогнозирования устойчивости подрабатываемых откосов карьера. В кн.: Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири. Иркутск: ИрГТУ. 2004. Вып. 4. С. 185-188.

References

1. Afanasyev BG, Shmonin IB. Calculation of slope stability taking into account the acting lateral forces. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Gornyi zhurnal. 1990;5:41-44. (In Russ.).

2. Volokhov AV. Experience of artificial strengthening of quarry sides. Problems of mineral base development in Eastern Siberia. 2005;5:107-115. (In Russ.).

3. Reshetnyak SP. Non-working boards of quarries-project and reality. Opyt vedeniya rabot po pov-ysheniyu ustoichivosti ustupov i bortov kar'erov i ispol'zovaniya novoi tekhniki v gornodobyvayush-chei promyshlennosti: nauchno-tekhnicheskaya kon-ferentsiya = Experience of conducting work to improve the stability of ledges and boards of quarries and the use of new equipment in the mining industry: scientific and technical conference. May 1990, Kovdor. Murmansk: Publ. of the House of Science

and Technology of the Union of Research Institutes of the USSR; 1990. 75 p. (In Russ.).

4. Shmonin IB, Volokhov AV. Assessment of the stable state of the quarry slopes during the excavation of reserves by tapping for the project contour of the quarry board: collection of scientific tr. Problems of the development of the mineral base of Eastern Siberia. 2005;5:115-118. (In Russ.).

5. Galustyan EL. The possibility of adjusting the parameters of boards and ledges in the current deep pit. Gorny zhurnal. 1992;12:17-21. (In Russ.).

6. Volokhov AV, Maryasov VI. Refinement of shear characteristics of rocks of an active quarry with the use of passports of slope deformations. Vestnik MANEB. Zabaykalskoe otdelenie. 2001;10:141-145. (In Russ.).

7. Volokhov AV. Ensuring the stability of boards and

2021;6(2):201—210

XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

209

Ж-М/

A=L

Волохов А.В. Прогнозная оценка устойчивости бортов карьера Volokhov A. V. Predictive assessment of the stability of quarry sides

ledges in the open-underground development of legal deposits: collection of scientific tr. Management of mountain pressure and forecast of safe conditions for the development of coal deposits. Leningrad; 1990. Ch. 2. p. 93-99. (In Russ.).

8. Volokhov AV. Methods of mining contour reserves lying above the bottom of the quarry in the development of complex structural deposits. Irkutsk: IrSTU, 2009. 144 p. (Ib Russ.).

9. Volokhov AV, Galustyan EL. The experience of using the passports of slope deformations to clarify the mechanical characteristics of rocks: collection of scientific tr. Improving the methods of surveying and hydrogeological support of mining enterprises. Leningrad; 1989. p. 148-153. (In Russ.).

10. Lizunkin VM, Volokhov AV, Lizunkin MV. Investigation of the stability of quarry sides in the combined method of completion of the "T" deposit. Moscow: GIAB; 2016. p. 153-163. (In Russ.).

11. Volokhov AV, Snetkov VI. Application of the

open-cut technology for contour ore bodies mining. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnich-eskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2011;12:95-101. (In Russ.).

12. Panzhin AA. Improving the reliability of spatial positioning in large quarries. Gorny zhurnal. 2011;7:85-88. (In Russ.).

13. Rakhimov VR, Mingbayev DI. Monitoring and assessment of the stability of the northern side of the Kalmakyr quarry with the use of modern surveying and geodesic technologies. 2013;7:18-22. (In Russ.).

14. Gridnev SO, Volokhov AV. Monitoring of landslide processes according to laser scanning data. Problems of the development of the mineral base of Eastern Siberia. 2009;9:93-99. (In Russ.).

15. Volokhov AV. A method for predicting the stability of the working slopes of the quarry: collection of scientific tr. Problemy development of the mineral base of Eastern Siberia. 2004;4:185-188. (In Russ.).

Cведения об авторе

Information about the author

Волохов Анатолий Викторович,

кандидат технических наук, доцент кафедры маркшейдерского дела и геодезии, Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия, И е-таП: [email protected]

Anatoly V. Volokhov,

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Mine Surveyinq and Geodesy,

Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov Str., Irkutsk 664074, Russia, S e-mail: [email protected]

Заявленный вклад автора

Автор выполнил исследовательскую работу, на основании полученных результатов провел обобщение, подготовил рукопись к печати.

Contribution of the author

The author carried out research work, based on the results obtained, generalized the results and prepared the manuscript for publication.

Конфликт интересов

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Conflict of interests

The author declare no conflict of interests.

Автор прочитал и одобрил окончательный вариант рукописи.

Author have read and approved the final manuscript.

Поступила в редакцию 18.03.2021. Одобрена после рецензирования 11.05.2021. Принята к публикации 09.06.2021.

The article was submitted 18.03.2021. Approved after reviewing 11.05.2021. Accepted for publication 09.06.2021.

210 210

AC

ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)

XXI ВЕК. TЕXHOCФЕPHAЯ БЕЗОПА^ОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY

2021;6(2):201-210

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.