книги / Управление состоянием массива горных пород при открытой разработке месторождений полезных ископаемых

1.Перечислите методы инженерно-геологических прогнозов.

2.Дайте характеристику различных методов моделирования.

3.Что такое коэффициент запаса устойчивости откоса?

4.Изложите порядок действий, выполняемых при инженерных методах рас­ чета устойчивости откосов.

5.Назовите методы расчета устойчивости откосов.

6.Как учитываются воздействия горно-транспортного оборудования, горной сейсмики и потока подземных вод на откос?

7.Какова роль кривизны борта в устойчивости откосов?

8.Как используется график зависимости угла наклона борта плоского про­

филя от его высоты при определении угла наклона круглого в плане борта?

Г л а в а 5. НАПРАВЛЕННОЕ ИЗМЕНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ МАССИВА В БОРТАХ КАРЬЕРОВ И ОТВАЛОВ

§ 1. Способы управления устойчивостью откосов

Совершенствование технологии открытой разработки месторож­ дений позволяет увеличить глубину карьеров до 500—700 м. Для таких карьеров вопросы длительной устойчивости бортов на пре­ дельном контуре приобретают важное значение с точки зрения обеспечения безопасности и экономической эффективности ведения горных работ.

Максимально крутые углы наклонов бортов карьеров, обеспе­ чивающие минимальные объемы вскрышных работ, достигаются конструированием с учетом применяемого горно-транспортного обо­ рудования. Однако чисто конструкторский подход к определению геометрических параметров карьеров, как правило, ограничивается инженерно-геологическими условиями массива горных пород.

Если конструктивные параметры карьера не обеспечиваются условиями устойчивости отдельных уступов и бортов, то необходи­ мо уменьшать углы откосов или направленно изменять состояние массива путем применения специальных технологических и инже­ нерных методов управления состоянием откосов (рис. 5.1).

Уменьшение углов откосов приводит к снижению технико-эконо­ мических показателей открытого способа разработки. Так, напри­ мер, уменьшение угла наклона борта карьера глубиной 400 м с 55 до 45° приводит к увеличению объема вскрыши до 40 млн. ма на один километр протяженности борта (рис. 5.2).

Цель технологических приемов управления состоянием отко­ сов — отыскание таких способов вскрытия, систем разработки, ти­ пов применяемого горно-транспортного оборудования, способов ведения БВР и осушения карьерных полей, которые исключали бы случаи нарушения устойчивости уступов и бортов.

Применение комплекса технологических приемов управления состоянием рабочих и нерабочих бортов и уступов зависит от гор­ но-технических и инженерно-геологических условий разработки месторождения и отвалообразования.

К основным технологическим способам управления состоянием откосов относят: маневрирование горными работами (соблюдение

от образования заколов и остаточных деформаций, уменьшающих устойчивость откосов и берм.

Снижают влияние вредного действия взрывов, управляя форми­ рованием сейсмического поля напряжений и колебаний во взрывае­ мом блоке и за его пределами.

Управляют взрывом благодаря подбору соответствующих физи­ ко-детонационных характеристик ВВ, конструированию скважин­ ных зарядов, применению короткозамедленного взрывания, созда­ нию на пути распространения сейсмических волн экранирующих поверхностей, изменению направления развития взрыва во взрывае­ мом блоке и очередности взрывания. Действие взрыва на массив можно ограничить также предварительной заоткоской уступов и его укреплением или упрочнением инженерными методами. Необходимо принимать и организационно-технические мероприятия в управле­ нии взрывами, направленные на совершенствование организации взрывов, повышение культуры производства и использование на­ учных достижений.

Выбирают методы и приемы управления взрывом при состав­ лении паспорта взрывных работ на предельном контуре с учетом механизма формирования сейсмических волн, характера их распро­ странения и воздействия на уступы, находящиеся в конкретных ин­ женерно-геологических условиях.

Основные свойства ВВ, влияющие на степень вредного действия взрыва на откосы,— их плотность и скорость детонации заряда. Так, энергия взрыва зависит от увеличения, скорости ее выделения, плотности ВВ. Существует зависимость между общей энергией за­ ряда и объемом разрушаемых горных пород. Разные ВВ создают в ближней зоне взрыва различные напряжения и скорости колеба­ ний массива, а с удалением от места взрыва — различную степень затухания волн.

Среди конструкций зарядов, определяющих характер изменения сейсмических колебаний в массиве горных пород, выделяют кон­ струкции с воздушными осевыми и кольцевыми зазорами, со специ­ альными кумулятивными выемками, с инертными заполнителями, а также комбинированные. Так, на карьере Магнитогорского рудника (Южный Урал) использование при взрывах зарядов, рассредото­ ченных воздушными промежутками, позволяло получать более крутые углы наклона (до 65...70°) уступов в крупноблочных креп­ ких породах,, тогда как при взрывах сплошных зарядов угол отко­ са уступа уменьшился на 20°. Это явление объясняется тем, что с удалением от очага взрыва скорость сейсмических колебаний в мас­ сиве от рассредоточенных зарядов становится меньше, чем от сплошных.

Эффективность короткозамедленного взрывания устанавливают по результатам опытных взрывов. Наибольшее сейсмическое воз­ действие наблюдается при интервалах замедления в пределах 20...

70 мс в направлении, перпендикулярном к линии зарядов, наимень­ шее— в противоположном направлении распространения дето­ нации.

На степень снижения сейсмического действия взрыва сущест-