CC BY
83
УДК 622.271
П.С. Шпаков, Ю.Л. Юнаков
УСТОЙЧИВОСТЬ ОТВАЛОВ НА МЕСТОРОЖДЕНИИ «ЭЛЬДОРАДО»
Аннотация. Рассмотрены вопросы, связанные с оценкой устойчивости отвалов месторождения «Эльдорадо». Показано, что все вскрышные породы складировались во внешние отвалы № 1, № 2 и № 3, расположенные с северной, южной и северо-восточной сторонах от бортов карьера. К настоящему времени емкости отвалов не заполнены полностью. Складирование вскрышных пород в настоящее время ведется на все отвалы. Проведен анализ состояния внешних отвалов. Деформации отвалов на наклонном основании отмечены, если оно представлено суглинками и супесями деревянистыми, относящимися к среднепучини-стым грунтам. Отмечены факторы, влияющие на устойчивость и деформации отвалов: физико-географические; горно-геологические; гидрогеологические; горнотехнические. Приведены физико-механические свойства грунтов и обоснованы расчетные физико-механические характеристики складируемых пород и основания отвала. Приведены расчеты по определение параметров устойчивых отвалов на горизонтальном и наклонном основании. Проведена оценка устойчивости многоярусных отвалов на наклонном основании. Расчет устойчивости карьерных откосов велся по программе stability analysis. Сделаны окончательные выводы по параметрам откосов отвалов.
Ключевые слова: отвал, откос, отвальные породы, устойчивость отвала, поверхность скольжения, коэффициент запаса устойчивости.
DOI: 10.25018/0236-1493-2018-6-0-69-79
За период отработки месторождения «Эльдорадо» все вскрышные породы складировались во внешние отвалы № 1, № 2 и № 3, расположенные с северной, южной и северо-восточной сторонах от бортов карьера. Высотные отметки существующего двухъярусного отвала вскрыши № 1, где в настоящее время ведутся работы по отвалообра-зованию, колеблются в абсолютных отметках от 690 до 750 м. Угол основания отвала изменяется в диапазоне от 0° до 7°. Отвал № 2, отсыпаемый в три яруса, в отметках от 600 до 685 м, располагается на наклонном основании с углами от 7° до 14° (рис. 1). Отвал № 3, отсыпаемый в четыре яруса, в отметках от 625 до 745 м, располагается на наклонном основании с углами от 6° до 10°.
Основания отвалов на различных участках представлены:
• суглинки дресвянистые, полутвердой консистенции, непросадочные, нена-бухающие, среднепучинистые при промерзании, мощность слоя 0,8—1,8 м;
Рис. 1. Отвал № 2. Западная часть
Fig. 1. Dump no. 2. West side
ISSN 0236-1493. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018. № 6. С. 69-79. © П.С. Шпаков, Ю.Л. Юнаков. 2018.
Рис. 2. Отвал № 2. Террасы Fig. 2. Dump no. 2. Terraces
• супеси дресвянистые, полутвердой консистенции, непросадочные, ненабу-хающие, среднепучинистые при промерзании, мощность слоя 0,4—1,5 м;
• щебенисто-дресвяные грунты с суглинистым заполнителем до 40%, полутвердой консистенции, мощность слоя 1,5 м;
• щебенисто-дресвяные грунты с супесчаным заполнителем до 40%, полутвердой консистенции, мощность слоя 0,6—0,8 м;
• щебенистый грунт, заполнитель супесчаный полутвердый, в количестве 25—30%, мощность слоя 0,4—2,2 м; сланцы кварцево-биотит-серицитовые, сильно выветрелые (показатель выветрело-сти 0,59), весьма низкой прочности, размягчаемые, мощность слоя 1,2—2,8 м;
• сланцы кварцево-биотит-серицито-вые, менее выветрелые (показатель вы-ветрелости 0,77), низкой прочности, размягчаемые, мощность слоя 1,5—2,2 м.
В геологическом строении вскрышные породы представлены различными типами сланца: кварц-биотит-серицито-вый, кварц-серицит-биотитовый, кварц-мусковит-биотитовый, кварц-биотит-мус-ковитовый, серицит-биотитовый хлорити-зированный, кварц-альбит-серицитовый хлоритизированный, кварц-биотит-аль-битовый хлоритизированный.
Максимальная высота яруса отвала вскрыши составляет 45 м, угол наклона
Рис. 3. Отвал № 1. Вал выпора Fig. 3. Dump no. 1. Bottom heave
соответствует углу естественного откоса для данных пород — 37°.
В результате визуального обследования отвала № 1 и № 2, были обнаружены участки подверженные процессу деформирования ярусов отвалов, с образованием площадей заколов, участков оползнеобразования в виде терасс и вала выпора (рис. 2, 3).
Анализ нарушения устойчивости ярусов отвалов, показал: ярус, отсыпаемый на горизонтальное основание при высоте 35—40 м теряет свою устойчивость, а на наклонном основании, при высоте в 20—25 м.
Отсыпка второго яруса высотой более 15 м на основание из мелкой отвальной фракции серицит-биотитового хлоритизированного сланца, вызывает образование вала выпора.
Деформации отвалов на наклонном основании отмечены, если оно представлено суглинками и супесями дресвяни-стыми, относящимися к среднепучини-стым грунтам. При сезонном промерзании происходит их увеличении в объеме, при оттаивании происходит осадка пучи-нистого грунта.
Влияние на устойчивость откосов различных факторов определяется их влиянием на силы сопротивления сдвигу или на сдвигающие силы. Все факторы, влияющие на устойчивость и деформации откосов, можно разделить на следующие
группы: физико-географические; горногеологические; гидрогеологические;горнотехнические [1—5, 8—9]. Были детально изучены перечисленные факторы.
Инженерно-геологические элементы грунтов имеют следующие физико-механические свойства, приведенные в табл. 1.
Нормативная глубина сезонного промерзание по данным метеостанции Енисейск 262 см.
В настоящее время на карьере имеется три внешних отвала. Проектной документацией предусматривается расширение действующих отвалов с сохранением их параметров.
На карьере применяется бульдозерный способ отвалообразования, когда автосамосвалы разгружают вскрышные породы вблизи бровки отвала, а затем бульдозером сбрасывают их под откос.
Для размещения породы в отвале используются бульдозеры Б-10, Komatsu D-355, Cat D9R, Т-11.
Транспортирование вскрышных пород в отвалы осуществляется автосамосвалами БелАЗ-7540А, БелАЗ-7540В, БелАЗ-7555.
Изучение научно-исследовательских и изыскательских работ на месторождении «Эльдорадо» указывает на отсутствие прочностных показателей пород, отсыпаемых в отвал. В связи с этим фи-
зико-механические свойства отвальных пород определялись нами из анализа данных литературных источников и горных предприятий с аналогичными горно-геологическими условиями.
В табл. 1 приложения 18 «Правил обеспечения устойчивости на угольных разрезах» [5] приводится характеристика отвалообразующих пород разрезов (карьеров) Российской Федерации.
Для расчета устойчивости отвала были приняты следующие прочностные показатели: плотность — 2,7 т/м3; угол внутреннего трения — 32°; сцепление — 2,9 т/м2.
Обобщая вышесказанное и принимая во внимание отсутствие каких-либо данных о физико-механических свойствах отвальных пород месторождения «Эльдорадо», нами приняты следующие ориентировочные показатели пород тела отвалов: плотность — 2,0 т/м3; угол внутреннего трения — 32°; сцепление — 2,4 т/м2.
После введения нормативного коэффициента запаса устойчивости п = 1,2, получим следующие расчетные показатели отвальных пород: плотность — 2,0 т/м3; угол внутреннего трения — 27,5°; сцепление — 2,0 т/м2.
На площадях, отводимых под отвалы карьера «Эльдорадо», выявлены следующие грунты: почвенно-растительный
Таблица 1
Физико-механические свойства грунтов Physical properties of soil
Наименование показателей ИГЭ-2 ИГЭ-3 ИГЭ-4 ИГЭ-5 ИГЭ-6 ИГЭ-7 ИГЭ-8
Влажность, д.е.
природная 0,12 0,21 — 0,18 — 0,18 —
на границе текучести 0,33 0,30 0,20 0,29 0,22 0,30 —
на границе раскатывания 0,20 0,25 0,19 0,19 0,20 0,27 —
Плотность, г/см3 1,91 1,93 — 2,04 2,35 1,95 2,27
Удельное сцепление, кПа 34 16 47 21 — 47 —
Угол внутреннего трения, град. 24 28 26 30 — 34 —
Модуль деформации, МПа 25 12 34 32 35 37 —
Расчетное сопротивление, кПа 300 250 450 450 600 — —
слой, суглинки дресвянистые, супеси дресвянистые, щебенисто-дресвяные грунты, щебенистые грунты, сланцы квар-цево-биотит-серицитовые, сильновывет-релые весьма низкой прочности, размягчаемые, сланцы кварцево-биотит-серицитовые, менее выветрелые низкой прочности, размягчаемые. Удельное сцепление грунтов изменяется от 1,6 до 4,7 т/м2, угол внутреннего трения — от 24 до 34°.
Поверхность отвалов Александро-Агеевского золоторудного месторождения сложена элювиальными отложениями коренных пород Кординской свиты — сланцев серицит-хлоритовых, здесь также присутствуют суглинки со сланцевым щебнем. Угол внутреннего трения пород основания природного сложения составляет 23—27°, сцепление — 0,15— 0,18 кгс/см2 (1,5—1,8 т/м2).
В табл. 1 приложения 18 [5] приводятся следующие характеристики пород основания отвалов, представленных четвертичными отложениями:
• угол внутреннего трения — 18—26°;
• сцепление — 2,0—7,0 т/м2.
Обобщая вышесказанное, принимаем следующие физико-механические характеристики пород основания внешних отвалов: угол внутреннего трения — 23°; сцепление — 1,5 т/м2; плотность — 1,8 т/м3.
После введения нормативного коэффициента запаса устойчивости п = 1,2, получим следующие расчетные показатели пород основания отвалов: угол внутреннего трения — 19,5°; сцепление — 1,25 т/м2.
Выполним оценку устойчивости одноярусного отвала, отсыпаемого на устойчивое основание, угол естественного откоса принят 37°. Высоту устойчивого одноярусного отвала определяем по программе PRED_H профессора П.С. Шпа-кова [6, 7]. Расчетные значения сцепления и угла внутреннего трения при коэффициента запаса п = 1,2 составляют к = = 2,0 т/м2, р = 27,5; плотность у = 2,0 т/м3.
Получаем предельную высоту устойчивого отвала при заданных физико-механических характеристиках равной Н = 48,7 м, ширина призмы возможного обрушения Б = 7,3 м. Результаты расче-
ОДНОРОДНЫЙ ОТКОС, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНОЙ ВЫСОТЫ ОТКОСА ОТВАЛА
МЕТОД ПРОФЕССОРА ШПАКОВА П.С.-РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ВЫПОЛНЯЕТСЯ ЧИСЛЕННО-АНАЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
АВТОРЫ: ПРОФ. ШПАКОВ П.С., ПРОФ. ЮНАКОВ Ю.Л., ШПАКОВА М.В. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
УГОЛ ОТКОСА A = 37,0°;
УГОЛ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ МАССИВА р = 27,5°
СЦЕПЛЕНИЕ C = 2,0 т/м2;
ПЛОТНОСТЬ ПОРОД МАССИВА у = 2,0 т/м3:
НАЧАЛЬНАЯ УСЛОВНАЯ ВЫСОТА Н = 55,0;
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ
ПРЕДЕЛЬНАЯ ВЫСОТА H = 48,7 м;
ПРЕДЕЛЬНЫЙ УГОЛ ОТКОСА А = 37,0°;
ВЫСОТА ОТРЫВА H90 = 3,3 м;
ШИРИНА ПРИЗМЫ ОБРУШЕНИЯ Б = 7,3 м;
РАДИУС ПОВЕРХНОСТИ СКОЛЬЖЕНИЯ R = 95,4 м;
ЧИСЛО ИТЕРАЦИЙ K2 = 11.
Рис. 4. Определение высоты устойчивого отвала (фрагментрешения задачи на ПЭВМ по программе PRED_H профессора П.С. Шпакова)
Fig. 4. Determination of stable dump height (fragment of problems solving using PRED_H program of Professor P.S. Shpakov)
Рис. 5. Профиль отвала и поверхность скольжения Fig. 5. Dump profile and sliding surface
та в виде распечатки с ЭВМ приведены на рис. 4. и рис. 5.
Расчет устойчивости отвала на наклонном основании производился на ПЭВМ методом М.А. Мочалова [10], Р.П. Окатова [11], методом многоугольника сил (по программе SPOSN12) и численно-аналитическим методом проф. П.С. Шпакова (по программе SP0CN10) [6—7] по следующим исходным данным: тело отвала — k = 2,0 т/м2, р = 27,5,
у = 2,0 т/м3 основание отвала — к = = 1,25 т/м2, р = 19,5, у = 1,8 т/м3.
Пример расчета устойчивости отвала при угле наклона основания 10° приведен на рис. 6 и 7, а результаты расчета по всем четырем методам для углов наклона основания от 0 до 14° с шагом 2° приведен в табл. 2.
Из анализа результатов расчета параметров устойчивых отвалов делаем вывод, что высота отвала, определенная
МЕТОД ПРОФЕССОРА ШПАКОВА П.С.-РЕШЕНИЕ МЕТОДОМ МНОГОУГОЛЬНИКА СИЛ
АВТОРЫ: ПРОФ. ШПАКОВ П.С., ПРОФ. ЮНАКОВ Ю.Л., ШПАКОВА М.В
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
УГОЛ ОТКОСА A = 37,0°;
МОЩНОСТЬ СЛАБОГО СЛОЯ Z = 1,0 м;
УГОЛ НАКЛОНА СЛАБОГО ОСНОВАНИЯ B = 10,0°;
УГОЛ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ МАССИВА р = 27,50°;
УГОЛ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ ОСНОВАНИЯ ИЛИ КОНТАКТА р 1 = 19,50°;
СЦЕПЛЕНИЕ СЛАБОГО СЛОЯ ИЛИ КОНТАКТА C1 = 1,25 т/м2;
ПЛОТНОСТЬ ПОРОД МАССИВА у = 2,0 т/м3;
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ
i = 1 C = 2,0 т/м2; H = 32,3 м; h = 24,8 м; Б = 1,8 м; H90 = 3,3 м; Q = 26,3° Для построения контура откоса и поверхности скольжения можно вывести все необходимые для этого элементы.
Рис. 6. Определение высоты устойчивого отвала (фрагмент решения задачи на ПЭВМ по программе SPOSN12 профессора П.С. Шпакова)
Fig. 6. Determination of stable dump height (fragment of problems solving using SPOSN12 program of Professor P.S. Shpakov)
МЕТОД ПРОФЕССОРА ШПАКОВА П.С. - ЧИСЛЕННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД
Рис. 7. Профиль отвала на наклонном основании и поверхность скольжения Fig. 7. Inclined base dump profile and sliding surface
Таблица 2
Высота устойчивого отвала в зависимости от угла наклона основания
Stable dump height as function of dump base incline
Угол откоса отвала a, град Физико-механические свойства пород тела отвала Физико-механические свойства пород основания отвала Угол наклона основания в, град Параметры отвала
высота H, м мощность h, м ширина призмы возможного обрушения Б, м
Метод многоугольника сил А.М. Мочалова
37 Y = 2,0 т/м3 Р = 27,5° k = 2,0 т/м2 Р = 19,5° k = 1,25 т/м2 0 62,3 62,3 13,0
2 56,9 54,2 12,8
4 51,6 47,7 12,6
6 46,5 39,8 12,6
8 41,8 33,7 12,6
10 37,6 28,4 12,6
12 33,8 23,7 12,8
14 30,5 19,8 13,0
Метод многоугольника сил Р.П. Окатова
37 Y = 2,0 т/м3 Р = 27,5° k = 2,0 т/м2 Р = 19,5° k = 1,25 т/м2 0 35,6 35,6 1,7
2 35,2 33,5 1,9
4 34,4 31,2 2,2
6 33,4 28,8 2,5
8 32,2 26,2 2,8
10 30,9 23,7 3,0
12 29,4 21,1 3,2
14 28,0 19,1 3,5
Метод многоугольника сил (программа SPOSN12 проф. П.С. Шпакова)
37 Y = 2,0 т/м3 р = 27,5° k = 2,0 т/м2 р = 19,5° k = 1,25 т/м2 0 38,6 38,6 0,2
2 37,9 36,1 0,4
4 36,9 33,5 0,7
6 35,7 30,7 1,0
8 34,1 27,8 1,4
10 32,3 24,8 1,8
12 30,4 21,8 2,1
14 28,4 19,0 2,4
Численно-аналитический метод проф. П.С. Шпакова (программа SPOCH10)
37 Y = 2,0 т/м3 р = 27,5° k = 2,0 т/м2 р = 19,5° k = 1,25 т/м2 0 29,1 — 3,6
2 28,1 — 3,5
4 27,0 — 3,4
6 25,9 — 3,2
8 24,8 — 3,1
10 24,0 — 3,0
12 23,3 — 2,9
14 22,5 — 2,8
методом многоугольника сил А.М. Мо-чалова в полтора-два раза больше значений, полученных другими методами, а расчеты численно-аналитический ме-
Таблица 3
тод проф. П.С. Шпакова дают наименьшие значения высоты и наиболее близки к результатам наблюдений нарушенных участков отвалов карьера «Эльдо-
Угол наклона основания в, град Параметры отвала: высота Н и ширина призмы возможного обрушения Б, м при углах откоса а, град
40 38 36 34 32 30 28 26 24
0 23,4 3,7 26,8 3,8 31,9 3,8 39,8 3,2 54,4 2,7 89,1 2,2 281,2 0,0 устойчив при большой высоте устойчив при большой высоте
2 22,5 3,6 25,8 3,6 30,5 3,7 37,9 3,0 51,0 2,6 80,6 2,0 207,7 0,0 - -
4 21,7 3,5 24,8 3,5 29,3 3,5 36,1 3,3 47,9 3,6 73,0 1,8 161,6 0,0 - -
6 20,9 3,3 23,9 3,3 28,1 3,4 34,4 2,9 45,0 3,4 66,2 3,3 129,7 2,5 - -
8 20,2 3,2 23,0 3,2 27,0 3,2 32,8 3,2 42.2 3,2 60,2 3,0 107,2 2,6 474,2 0,0 -
10 19,5 3,1 22,2 3,1 25,9 3,1 31,3 3,1 39,7 3,0 55,0 2,7 91,1 2,3 247,6 0,0 -
12 18,9 3,0 21,5 3,0 24,9 3,0 29,9 3,0 37,5 2,8 50,5 2,5 77,7 1,9 170,5 0,5 -
14 18,4 2,8 20,8 2,8 24,1 2,9 28,7 2,9 35,5 2,7 46,8 2,3 69,7 2,0 131,8 1,6 438,0 0,0
Результаты расчета устойчивости отвалов скальных пород на наклонном основании
Calculated stability of hard rock dumps on inclined bases
радо». Поэтому для расчета отвалов принимаем численно-аналитический метод проф. П.С. Шпакова по программе SP0CH10 [6—7].
В табл. 3 приведены параметры устойчивых многоярусных отвалов, отсыпаемых на наклонное основание с углами наклона в интервале от 0 до 14°. При углах откоса 40° высота отвала изменяется от 23,4 м при горизонтальном основании до 18,4 м при максимальном угле наклона основания 14°. Высота отвала резко возрастает при углах откоса 26—24°, т.к. их значения близки к углу внутреннего трения отвальных пород и грунтов основания.
Результаты оценки проектных параметров отвалов по 6 разрезам, построенным вкрест простирания отвалов, приведены в табл. 4.
Выводы
1. Анализ нарушения устойчивости ярусов отвалов, показал: ярус, отсыпаемый на горизонтальное основание при высоте 35—40 м теряет свою устойчивость, а на наклонном основании, при высоте в 20—25 м.
2. Отсыпка второго яруса высотой более 15 м на основание из мелкой отвальной фракции серицит-биотитового хлоритизированного сланца, вызывает образование вала выпора.
3. Деформации отвалов на наклонном основании отмечены, если оно представлено суглинками и супесями дресвяни-стыми, относящимися к среднепучини-стым грунтам. При сезонном промерзании происходит их увеличении в объеме, при оттаивании происходит осадка пучи-нистого грунта, подвержен размоканию.
Таблица 4
Оценка устойчивости многоярусных отвалов Estimation of multi-layered dump stability
Наимено- Проектные параметры отвалов Коэффициент
вание разреза высота H, м угол откоса а, град угол наклона основания отвала в, град запаса устойчивости п
38,2 37 0,93
1 43,2 28 4 1,14
58,2 24 1,25
78,2 24 1,21
2 37,5 35 0 1,00
57,5 31 1,02
20,8 37 1,04
3 50,8 32 10 0,96
80,8 30 0,95
100,8 29 0,96
45,8 32 1,00
4 78,4 17 6 1,80
108,4 12 2,11
128,4 10 2,43
30,0 36 1,00
50,0 26 1,18
5 70,0 25 5 1,17
100,0 25 1,13
120,0 24 1,16
18,0 37 1,07
6 47,7 27 14 1,09
67,7 24 1,14
4. Из анализа результатов расчета параметров устойчивых отвалов (табл. 3) различными методами, останавливаемся на расчете численно-аналитическим методом проф. П.С. Шпакова, так как этот метод дает наименьшие значения высоты, и они наиболее близки к результатам наблюдений нарушенных участков отвалов карьера «Эльдорадо».
5. Расчет устойчивости отвалов № 1, № 2, № 3 производился по шести разрезам (самые опасные сечения по углу наклона основания и его прочностным свойствам) построенным вкрест простирания их фронта развития, показал, что параметры вновь формируемых многоярусных отвалов с высотой ярусов 20— 30 м будут устойчивы (результаты приведены в табл. 4) с углом разноса 25— 28°.
6. Рекомендуется принять высоту трехъярусного отвала № 1 до 80 м, высоту отдельных ярусов: первый — 40 м (фактически отсыпанный на данный мо-
мент), второй — 20 м, третий — 20 м, угол разноса ярусов можно изменять от 25° в сторону уменьшения.
При формировании отвала № 1 высотой до 60 м на отдельных участках двумя ярусами: первый — 40 м (отсыпанный), второй — 20 м, угол разноса ярусов можно изменять от 31° в сторону уменьшения.
Отвал № 2, высотой 120 м, отсыпаемый пятью ярусами, формируется следующим образом: первый ярус — 30 м, второй ярус — 20 м, третий ярус — 20 м, четвертый ярус — 30 м, пятый ярус — 20 м, угол разноса ярусов можно изменять от 25° в сторону уменьшения.
Третий отвал формируется четырьмя ярусами высотой 120 м. Сорокаметровая высота первого яруса уже сформирована и обоснована предыдущим проектом, высота второго яруса рекомендуется 30 м, третьего — 30 м, четвертого — 20 м, угол разноса ярусов можно изменять от 28° в сторону уменьшения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Попов В. Н., Шпаков П. С., Юнаков Ю.Л. Управление устойчивостью карьерных откосов. Учебник для вузов. — М.: Изд-во МГГУ, Изд-во «Горная книга», 2008. — 683 с.: ил.
2. Шпаков П. С. Метод обратных расчетов при оценке устойчивости карьерных откосов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 1997. — № 1. — С. 88—92.
3. Фисенко Г.Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. — М.: Недра, 1965. — 378 с.
4. Методические указания по определению углов наклона бортов, откосов уступов и отвалов строящихся и эксплуатируемых карьеров. — Л.: ВНИМИ, 1972. — 163 с.
5. Правила обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах. — СПб.: ВНИМИ, 1998. — 208 с.
6. Шпаков П. С., Юнаков Ю.Л., Шпакова М. В., Фролов И. А. RU ОБПБТ № 4(75) 20.12.2010. Программы для ЭВМ. Рег. номер 2010614557 (09.07.2010).
7. Шпаков П. С., Юнаков Ю.Л., Шпакова М. В. Расчет устойчивости карьерных откосов по программе stability analysis // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2011. — № 8. — С. 56—63.
8. Методические указания по расчету устойчивости и несущей способности отвалов. — Л.: ВНИМИ, 1987. — 126 с.
9. Временные методические указания по управлению устойчивостью бортов карьеров цветной металлургии. Министерство цветной металлургии СССР. — М.: УНИПРОМЕДЬ, 1989. — 127 с.
10. Мочалов А. М., Хашин В. Н. Расчет параметров устойчивых отвалов на наклонном слоистом основании // Сборник научных трудов ВНИМИ. — 1974. — № 92. — С. 73—79.
11. Adila Nuric, Samir Nuric, Lazar Kricak, Resad Husagic. Numerical Methods in Analysis of Slope Stability. International Journal of Science and Engineering Investigations vol. 2, issue 14,
March 2013. Faculty of Mining, Geology and Civil Engineering, University of Tuzla, Bosnia and Herzegovina.
12. Cheng Y. M. and Lau C. K., Slope Stability Analysis and Stabilization. New Methods and Insight, Taylor & Francis e-Library, 2008.
13. Nuric A., Nuric S., Lapandic S., Haracic E. The methods of monitoring slope stability to provide security performance of works // International journal of science and engineering investigations, 2013, Vol. 2, Issue 14, March, p. 48.
14. Petri R., Stein W. Opencast mine slopes — Stability of slopes in opencast lignite mines, North Rhine-Westphalia, World of Mining Surface & Underground, vol. 64, Germany, 2012, pp. 114—125.
15. Храмцов Б. А., Бакарас М. В., Кравченко А. С., Корнейчук М. А. Управление устойчивостью отвалов рыхлой вскрыши железорудных карьеров КМА // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 2. — С. 66—72.
16. Жабко А. В. Теория расчета устойчивости откосов и оснований. Устойчивость отвалов // Известия УГГУ. — 2016. — Вып. 3(43). 69. — С. 67—69. DOI 10.21440/2307-2091-2016-3-67-69. EES
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Шпаков Петр Сергеевич — доктор технических наук, профессор, e-mail: [email protected], e-mail: [email protected].,
Муромский институт (филиал) Владимирского государственного университета им. А.Г. и Н.Г. Столетовых,
Юнаков Юрий Леонидович — кандидат технических наук, профессор, зав. кафедрой, e-mail: [email protected], Сибирский федеральный университет, Институт горного дела, геологии и геотехнологий.
ISSN 0236-1493. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2018. No. 6, pp. 69-79. Dump stability at the Eldorado deposit
Shpakov P.S., Doctor of Technical Sciences, Professor,
e-mail: [email protected],
e-mail: [email protected]., Murom Institute (branch),
Vladimir State University named after Stoletovs, 602264, Murom, Russia,
Yunakov Yu.L, Candidate of Technical Sciences, Professor, Head of Chair,
Siberian Federal University, Institute of mining, geology and geotechnologies,
660025, Krasnoyarsk, Russia.
Abstract. The issues of dump stability at the Eldorado deposit are discussed. Overburden rocks were placed in external dumps nos. 1-3 located on the northern, southern and north-eastern pitwalls, respectively. By the present time, the dumps are filled incompletely and are operating. The state of the external dumps is analyzed. Deformation is observed on the slopes of dumps placed on the bases composed of loam and wood sandy clay which belong to medium-heaving soil. The stability and deformation of the dumps is influenced by physicogeographic, geological, hydrogeological, and geotechnical factors. Parameters of stable dumps on horizontal and inclined bases are calculated by the force polygon method using the techniques by R.P. Okatov, P.S. Shpakov and A.M. Mochalov, and by the numerical-analytical method of P.S. Shpakov. Stability of a multi-layered dump on an inclined base is estimated. The slope stability was calculated in the StabilityAnalysis program. The final conclusions on the dump slope stability are drawn.
Key words: dump, slope, overburden, dump stability, sliding surface, safety factor.
DOI: 10.25018/0236-1493-2018-6-0-69-79
REFERENCES
1. Popov V. N., Shpakov P. S., Yunakov Yu. L. Upravlenie ustoychivost'yu kar'ernykh otkosov. Uchebnik dlya vuzov [Control stability of career slopes. Textbook for high schools], Moscow, Izd-vo MGGU, Izd-vo «Gornaya kniga», 2008, 683 p.
2. Shpakov P. S. Metod obratnykh raschetov pri otsenke ustoychivosti kar'ernykh otkosov [Inverse calculation method when assessing the stability of kar-ernyh slopes]. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 1997, no 1, pp. 88-92. [In Russ].
3. Fisenko G. L. Ustoychivost' bortov kar'erov i otvalov [The stability of pit walls and waste dumps], Moscow, Nedra, 1965, 378 p.
4. Metodicheskie ukazaniya po opredeleniyu uglov naklona bortov, otkosov ustupov i otvalov stroyash-chikhsya i ekspluatiruemykh kar'erov [Guidelines for determination of angles Bor-ing, ledges and slopes of dumps constructed and operated quarries], Leningrad, VNIMI, 1972, 163 p.
5. Pravila obespecheniya ustoychivosti otkosov na ugol'nykh razrezakh [Rules to ensure the stability of slopes in the coal mines], Saint-Petersburg, VNIMI, 1998, 208 p.
6. Shpakov P. S., Yunakov Yu. L., Shpakova M. V., Frolov I. A. RU OBPBT no 4(75) 20.12.2010. Programmy dlya EVM. Reg. nomer 2010614557, 09.07.2010.
7. Shpakov P. S., Yunakov Yu. L., Shpakova M. V. Raschet ustoychivosti kar'ernykh otkosov po programme stability analysis [Calculation of stability kar-ernyh slope stability analysis for the program]. Gornyy informat-sionno-analiticheskiy byulleten'. 2011, no 8, pp. 56—63. [In Russ].
8. Metodicheskie ukazaniya po raschetu ustoychivosti i nesushchey sposobnosti otvalov [Guidelines for the calculation of the stability and load-bearing capacity-sti dumps], Leningrad, VNIMI, 1987, 126 p.
9. Vremennye metodicheskie ukazaniya po upravleniyu ustoychivost'yu bortov kar'erov tsvetnoy metal-lurgii. Ministerstvo tsvetnoy metallurgii SSSR [Interim guidelines for the management of sustainable for-est-ing quarries non-ferrous metallurgy. Ministry of ferrous metallurgy of the USSR], Moscow, UNIPROMED', 1989, 127 p.
10. Mochalov A. M., Khashin V. N. Raschet parametrov ustoychivykh otvalov na naklonnom sloistom osnovanii [Dimensioning resistant piles on sloping layered base]. Sbornik nauchnykh trudov VNIMI. 1974, no 92, pp. 73—79. [In Russ].
11. Adila Nuric, Samir Nuric, Lazar Kricak, Resad Husagic. Numerical Methods in Analysis of Slope Stability. International Journal of Science and Engineering Investigations, 2013, vol. 2, issue 14, March. Faculty of Mining, Geology and Civil Engineering, University of Tuzla, Bosnia and Herzegovina.
12. Cheng Y. M., Lau C. K. Slope Stability Analysis and Stabilization. New Methods and Insight, Taylor & Francis e-Library, 2008.
13. Nuric A., Nuric S., Lapandic S., Haracic E. The methods of monitoring slope stability to provide security performance of works. International journal of science and engineering investigations, 2013, Vol. 2, Issue 14, March, p. 48.
14. Petri R., Stein W. Opencast mine slopes — Stability of slopes in opencast lignite mines, North Rhine-Westphalia, World of Mining Surface & Underground, vol. 64, Germany, 2012, pp. 114—125.
15. Khramtsov B. A., Bakaras M. V., Kravchenko A. S., Korneychuk M. A. Upravlenie ustoychivost'yu otvalov rykhloy vskryshi zhelezorudnykh kar'erov KMA [Slope stability at loose overburden dumps at open pit iron ore mines of the Kursk Magnetic Anomaly]. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2018, no 2, pp. 66—72. [In Russ].
16. Zhabko A. V. Teoriya rascheta ustoychivosti otkosov i osnovaniy. Ustoychivost' otvalov [Theory of slope and bottom stability calculation. Dump stability]. Izvestiya Ural'skogo gosudarstvennogo gornogo univer-siteta. 2016. Вып. 3(43). 69, pp. 67—69. [In Russ]. DOI 10.21440/2307-2091-2016-3-67-69.
A_
На Первой международной выставке-форуме «ГОРПРОМЭКСПО-2018»
