книги / Сдвижение горных пород и земной поверхности при разработке месторождений полезных ископаемых

По п р ел ложе иной

м ет о д и к е нами

были

выполнены изм ерения на

Ак­

ха леком к а р ь е р е .

Ф о то гр аф и р о ван и е

о т к о с о в

п р о и зв о д и л о сь

ф о то тео -

долитом

P â o M

e a

I 9 / I 3 I 8

в н е с к о л ь к и х

х ар ак тер н ы х м е с т а х ч е р е з

50-6СМ п о

п ер и м етр у

о т в а л о в

р а зл и ч н о й

вы соты .

Для

м асш табирования

снимков на

п о в е р х н о с т и

о т в а л а

на у р о вн е го р и зо н т а

и нструм ента

у к ­

лады валась

т р е х м е т р о в а я

и н в а р н а я

р е й к а .

К ам еральн ая

о б р а б о т к а

вы п о л н ял ась

н еп о ср ед ств ен н о

по

ф отоп лас­

тинкам

на

с т е р е о а в т о г р а ф е

1318

с зап и сью

р е з у л ь т а т о в

изм ерений в о о р -

динатоы атром,

Р азм еры

"л о ж н о го ”

б а з и с а

приним ались

равными Б м ,м ас­

штаб м одели

м е с т н о с т и

- 1 :2 0 0 .

Для

вы бранной м одели

м естн о сти

и

бази са

п о

и зображ ению

на

сним ке

рейки

о су щ ествл ял о сь

м асш табиро -

ванне

м о д е л и .

Для

д е т а л ь н о г о

и зу ч ен и я р а с п р е д е л е н и я

д у о к о в ато сти по о тк о су

на т е х

же

о т в а л а х

было

вы полнено ф отограф и рован и е

п о верхн ости

о т -

кооов

по

21

проф ильной

линии

на

каждом

м етровом

и н т е р в а л е .

При

обработке

на ф о т о гр а ф и я х

п р о во д и л и сь

д ве

линии, параллельны е м ет­

ровой

р е й к е .

По

во ем

тр ем

линиям п р о и зво д и л и сь

линейные

замеры

воех к у о к о в

п о р о д ы ,

М атем ати ч еск ая

о б р а б о т к а

м а т е р и а л о в

ф о тограф и ч еской и ф о то гр ам -

м етри чеокой

съ ем о к

одиночными

снимками

п о к а з а л а , ч то

по

точности

и п олн оте

п о л у ч аем о й

ипформапии

эти

способы

равноценны .

Однако

ф о то гр ам м етр и ч еск ая

с ь е м к а и м еет р я д

преи м ущ еств,

к

которым отно­

си тся

во зм о ж н о сть

п о в т о р н о й

н езави си м о й обработки

ф отоснимков

для

уточнения

или

п о л у ч ен и я

д о п о л н и тел ьн о й

информации,

возм ож ность

у ч ета ф ак то р а

врем ен и

при

дли тел ьн о м

стоян и и

о т в а л а ,

вы сокая п ро и з­

в о д и т ел ь н о с т ь

при

минимуме д о л евы х

р а б о т

с соблю дением техники

б е зо п а с н о с т и .

Данные

о б е и х

о ьем о к

были

объединены

в общую

со во к у п н о сть и р а з ­

биты п о 'о т н о с и т е л ь н о й

вы со те

$

ч е р е з и н тер вал 0 ,1 .

По

разм ерам блоки

были

р а зб и ты

на

сем ь

гр у п п

ч е р е з и н тер вал

5см ,

ллл

кажлой

и з

ко то р ы х о тр о и л и с ь

граф ики

р а с п р ед е л ен и я

к у ск о в ато сти

в

процентном

отнош ении- в

зави си м о сти

о т о тн о си тел ьн о й

высоты сл о я в

о т в а л е . А нализ

гр а ф и к о в

п о к а з а л

одинаковы й х а р а к т е р

р а сп р ед ел ен и я

некоторы х г р у п п ,

ч то

в

конечном

и то ге

п о зво л и л о о гр ан и ч и ться

ч е ­

тырьмя

гр у п п а м и :

I

гр у п п а

-

разм еры

к у с к о в

d

£ 5 с ы ,

П -

5 ^ 4 ^ 2 0 с м ,

1П - 20

50ом

и

1У -

d

>■

50 см .

Кроме

т о г о ,

была

у с та н о в л е н а

зави си м о сть

с р е д н е г о

р а зм е р а

с т р у к т у р н о го

б лока

(к у с к а )

от отн о -

ои тельн ой вы соты

расп о ло ж ен и я

с л о я

породы

в о тв а л е

(сы .

р и с .) .

С глаж ивание

эм п и р и ч еск и х данны х

вы полнено

на

ЭВ№

Т и н с к - 3 2 "

с

помощью полином а

т р е т ь е й

с т е п е н и .

А нализ

р е з у л ь т а т о в

п р о вед ен н ы х

и ссл ед о ван и й

п о к а зы в а е т ,

ч то

отвал ск ал ьн ы х

го р н ы х

п о р о д

по

вы со те можно

р а з б и т ь

на три

с л о я .

Ï слой

по

в ы со те

%

= 0 * 0 ,3 5 ,

в

котором

п реоб лад аю т

породы

крупной

фра кии и

с о

орплним

р азм ер о м

б локов

2 0 * 4 5 см . Породы

э т о г о

слоя

не

у п л о т н я ю т с я ,

п у сто ты

между

блокам и

заполнены

не

полностью ,

так

к а к

м е л к а я

ф ракц и я

з д е с ь

о т с у т с т в у е т .

П

слой

по

вы соте

у

=

0 ,3 5 * 0 ,6 5 ,

г д е

преобладаю щ им

я в л я е т с я орелнеф ракционный

с о с т а в

( 5 0 Я ;

п р о ц е н т

к р у п н о й

ф ракции

н е з н а ч и т е л е н .

Слой

более

р а зу п л о т ­

нен,

сод ерж ан и е

породы

м ел ко й

ф ракции в о з р а с т а е т , с

20

до

5 0 # .С р е д -

ний

р а зм е р

б л о к а п о с т е п е н н о

у м ен ьш ается

о

25

до

10см .

Ш слой

по

высоте

.jÿ

= 0 ,6 5 * 1 ,

в

котором

средн и й

р азм ер

блока

о о та е то я

постоянным

( 8 - Ю с ы ) ,

преобладаю щ ей

я в л я е т с я

м елкая

ф ракция

с

р а з ­

мерами

з е р е н

о т

н е с к о л ь к и х

мм

по

5 см . Иногда

з д е с ь ’ застр еваю т

крупные

б локи

р азм ер о м

до

1м .

Э тот

олой

п р е д с т а в л я е т

наибольший

и н те р е с ,

т а к

к а к

по

обоим

прочностны м сво й ств ам

он

я в л я е т с я

б олее

олабым.

У стан о вл ен н ая

за к о н о м е р н о с т ь

р а с п р е д е л е н и я

гр ан у л о м етр и ч еск о го

с о став а

п о р о д

по

вы о о те о т в а л а

х а р а к т е р н а

для

о т в а л о в

не

то л ьк о

скальны х (А кж алски й ,

К эр агаЙ л и н ек и й , С орокой,

С аяк о к и е,

З л а т о у с т -

Бедовокий

и д р у ги е

к а р ь е р ы ),

но

и

п олускальн ы е

(Э к и б асту зск и е

и

К уучекинские

р а з р е з ы )

п о р о д .

Р а зл и ч и я в

численны х

зн ач ен и ях

мощ­

ностей

вы деленны х

с л о е в ,

а

такж е

ср ед н и х

р азм ер о в

отруктурны х

бло­

ков

в каждом

и з

них

о б у сло вл ен ы

особен н остям и

го р н о -ге о л о ги ч е с к и х

условий

м ес то р о ж д е н и й , ф и зи ко -м ех ан и чески м и ' свой ствам и

горн и х

пород,

принятыми

на

к а р ь е р а х

п арам етрам и

буровзры вны х

р аб о т

и

тех ­

нологией о т в а л о о б р а з о в а н и я .

Отоюпа

с л е д у е т ,

ч т о

т е л о

о тд ал о я в л я е т с я

неоднородной

средой.*

Отвальный

м асо и в

с о с т о и т

и з

с о ч е т а н и я крупных

и

средн и х

блоков

и

чботиц

р азл и ч н ы х

р а зм е р о в

и

кон ф и гурац и и ,

различны м

образом

ориен ­

тированны х

в п р о с т р а н с т в е .

П оэтому

отвалы

скальны х

и

полускальны х

пород п р е д ст а в л я ю т

со б о й

м а с с и в ,

способны й

лишь

в

самой

о гр ан и ч ен ­

ной

с теп ен и

во сп р и н и м ать

растягиваю щ ие у си л и л .

Особенно

ото

х а р а к ­

терно л ля

в е р х н е г о

с л о я ,

вп рочем

наибольший

и н тер ес

представляю т-

вопросы

у с т о й ч и в о с т и

о т в а л а

о т

д е й ст в и я го р н о -тр а н с п о р тн о го

обо

-

рудования

и

о п р е д ел е н и я п р ед ел ьн о й

высоты

у сто й ч и в о го

о т в а л а .

В

то же врем я

о тв ал ь н ы е

породи

являю тся весьм а

у с то й ч и в ы м

к

сжима­

ющим и

сдвиговы м

у с и л и я м ,

т . е .

способны

о б л ад а ть

одноврем енно

прочностью

на

с н я т и е

и

с д в и г .

Н аибольш ей

п рочн остью

на

сж атие и

с д в и г

о тл и ч а ю тс я

с р е д н и й

г

о с о б ен н о

нижний

слой о т в а л а .

Внешняя

п о в е р х н о с т ь

э т и х

с л о е в

ф ор­

м и р у ет с я

поп

угл о м

е с т е с т в е н н о г о

о т к о с а ,

т о к к а к

круп н ы е

к у с к и

по­

роды

п о с л е

р а з г р у з к и ковш а

э к с к а в а т о р а

или

а в Я о с а м о с в э л а ,

либо

перем ещ ения

породы

под о тк о с

б у л ь д о зер о м

о б л ад аю т

э н е р г и е й ,в п о л н е

д о с та то ч н о й

д л я п р ео д о лен и я

внеш них

си л т р е н и я

о

т е л о

о т в а л а .

Од­

н ако

п о сл е

о т в а л а ,

п ри обретаю т

с в о й с т в а ,

проявляю щ иеся

в с п о с о б н о с ­

ти

о т в а л ь н о г о

м асси ва с о п р о т и в л я т ь с я

с д в и г а щ и м

и

сжимающим

у си л и ­

я м .

При

этом

силы

со п р о ти в л ен и я

с д в и гу

б у д у т 'з а в и с е т ь в

о сн о вн о м

о т к о л и ч е с т в а

к о н т а к т о в к у о к о в

и

и х

п р о ч н о сти на

к о н т а к т е .

З а ч а с ­

тую

эти

оилы

б уд ут

соизмеримыми

о си л ам и ,

необходимыми

д л я с д в и г а

м ас с и в а п о

к а к о й -л и б о п о тен п и ал ьн о й

п о в е р х н о с ти

с к о л ь ж е н и я ,

т а к

к а к

в

этом

о л у чае

необходим о п р е о д о л е т ь

н е т о л ь к о

силы

с о п р о т и в ­

ления

по

к о н так там

б л о к о в ,

но

й

р азр у ш и ть

сами

б л о к и .

Таким

о б р а зо м ,

нижний

и

в

зн а ч и т е л ь н о й

с т е п е н и

с р е д н и й

с л о й

о т в а л а , сложенные

породам и

круп н ой ф ракции*

при

их

о тс ы п к е

и о д

у г ­

лом

е с т е с т в е н и о г о

о т к о с а б у д у т

устойчивы м и

п р а к т и ч е с к и

п ри

любой

вы соте о т в а л а , т . е .

обладаю т

повышенным

за п а с о м

п р о ч н о с т и .

П оэтому

общая

вы сота

о т в а л а

скал ьн ы х

п о р о д о п р е д е л я е т с я

в о с н о вн о м

п р е

-

дельн о й вы сотой

в е р х н е г о б л о я ,

о т

к о т о р о г о

можно

л е г к о

п е р е й т и

к

общей

вы соте

б т в а л а . П оэтому

з а д а ч а о п р е д е л е н и я

общ ей вы соты

о т в а ­

ла с в о д и тс я

к

нахож дению ,

в

первую о ч ер е д ь »

п р е д е л ь н о й

вы со ты э т о ­

г о с л о я ,

п р е д с т а в л е н н о г о породам и

смеш анной

ф р а к п и и . В

т а б л ,

п р ед ­

ставлен ы р е з у л ь т а т ы

р а с ч е т о в

п р е д е л ь н о й

вы соты

о т в а л о в

в

з а в и с я

-

м ости

о т

гр а н у л о м е тр и ч е с к о го

с о с т а в а отсы паем ы х

п о р о л ,

вы п о л н ен

-

ных

д л я у сл о в и й

АкжалокиХ

о т в а л о в

по

м ето д и к ам

/ 2 , 3 * 4 / .

Т а б л и ц а

Н аим енование

!

Р асчетн ы е

х а р в к -

!

П р е д е л ь н а я

в ы с о т а

о т в а л а

ф ракпии порол

1 те р и с ти к и

п ород

!

(п р и

£ = 1 , 2 )

Н ,м ,

о п р е л е -

t

t л е н н а я

п о м е т о д и к а м

Т

-

;

--------------

i•

г

г

!

3

!

4

Смешанная 0 <■ а < 15см

К р у п н а я ,

5см	4 -с 1 5 ск

Ъ II «•	ы г* £3
О	о	о
/ = 2 6 °			1 9 ,2	2 7 ,3	2 7 ,3
г - 2 . 2 т с /м 3					__ _

С= 0 ,0 2 9 ! Н о

р_ 2 5о

t = 2 ,2 7 т с /м а

Как

с л е д у е т

и з ванны х

т а б л . ,

с

у вел и ч ен и ем

круп н ости породной

фракпии р е з к о

в о з р а с т а е т

п р о ч н о с т ь

о т в а л ь н о г о

м а с с и в а .

И зв е ст н о ,

ч т о

в у с л о в и я х и зо тр о п н о й

среды

з а п о в е р х н о с ть

с к о л ^

жения

обычно

п р и н и м ае т ся

к р у гл о п и л и н п р и ч е с к а я ,

полож ение к о то р о й

легко

мож ет

бы ть

о т с т р о е н о

г р а ф и ч е с к и .

Однако

а н ал и ти ч еск и е

и эк ­

сперим ентальны е

и с с л е д о в а н и я

н апряж енного

с о с то я н и я о тк о с о в

п о к а ­

зывают,

ч то

п о в е р х н о с тя м и

скольж ен и я

я в л я е т с я

с о во к у п н о сть

элем ен ­

тарных

площ адок

ско л ьж ен и я

( с р е з а ) ,

составляю щ их с

н ап равлен и ем

дей стви я н аи б о льш его

г л а в н о г о

напряж ения

у г о л

f t

= 4 5 ° -

> ^ /2 .

Этому

услови ю

не

о тв еч аю т

способы

/ 2 , 3 / ,

нр в

сп о со б е

/ 3 /

р а с ч е т

вел ето я

б о л ее

с т р о ги м м етодом

м н о го у го л ь н и к а

с и л ,

ч то

п о зв о л я е т

п олучать б о л е е

д о сто в ер н ы е

р е зу л ь та ты *

С

учетом

о к а за н н о го

з а окон*

нательную

приним аем

ь н с о т у

у с т о й ч и в о го в е р х н е го сл о я

Л

= 2 7 ,Зм ,

определенную

по

н аи б о л ее .о б о сн о в ан н ы м

те о р е ти ч е с к и

способом

/ 2 , 4 / .

С лед ует

у ч е с т ь ,'

ч т о см еш анная

ф ракпия

в

зн ач и тел ь н о й

м ере

п р и с у тс тв у е т

и

в о вто р о м

с л о е

о т в а л а

(с м .

р и с .

I } .

При

этом

с р е д ­

ний

р азм ер

блока

д о

15см р а с п р о с т р а н я е т с я

до

о тн о си тел ьн о й

высоты

о твала

£

- 0 , 5 5 ,

п о с л е

ч е г о н а ч и н ает

р е з к о

в о з р а с т а т ь .

П оэто­

му при

р а с ч е т е

с

некоторы м

за п а со м п р о ч н о сти

о т в а л

может бы ть р а з ­

бит

по

вы со те

не

на

т р и ,

а

на

д в а

с л о я . Т огда

у с то й ч и в о с ть

в е р х

-

него

с л о я

с

о т н о с и т е л ь н о й

вы со то й

£

= 0 * 5 5

б у д ет

о п р е д ел я ть с я

вы оотой

с л о я

и

П рочностными

х а р а к те р и с ти к а м и

слагаю щ их

е г о

п ород

второй

(ниж ний)

сл о й

в с л у ч а е

отсы пки

п ород

п од

углом

е с т е с т в е н

-

него

о т к о с а

б у д е т за в е д о м о

у с т о й ч и в .

, Общая п р е д е л ь н а я 'в ы со та

у с т о й ч и в о г о

о т в а л а

о п р ед ел и тся

и з

у с л о -

ВИЯ

;

> 0 , 5 5 , ■о т к у д а

f l ^

à

^ 2 7 . 3 . g ^

•

~

0 ,5 5

” 0 ,5 5 ~ • *

В с о о т в е т с т в и и с

предлож ен н ой

м етоди кой

были

выцолвены

расчеты

в по

р яд у

д р у ги х

к а р ь е р о в .

Изложенный

дифференцированный подход

к

р ачету

у с т о й ч и в о с т и

о т в а л о в

п о зв о л и л , у в е л и ч и ть

предельную

вы соту

о тв ал о в

по

ср авн ен и ю

о п р о е к тн о й

в

ореп яем

на

20м ,

ч то

д ало

в о з

-

мощность р е з к о

п о вы си ть П р о и зв о д и те л ь н о с ть

о тв а л о в

з а

с ч е т

со к р а ­

щения

п у те й

т р а н с п о р т и р о в а н и я

и п о л у ч и ть

Значительны й

эконом ичес­

кий

эффект*

обстави вш и й Для

А кж алокого

о т в а л а

около 200 т ы с .р у б . -ъ

г о д .