Раздел 2 обводненность месторождений полезных ископаемых и борьба с обводнением 130

2.1. ОБВОДНЕННОСТЬ КАРЬЕРОВ 131

2.2. МЕРЫ БОРЬБЫ С ОБВОДНЕНИЕМ (ОСУШЕНИЕ) 143

2.3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДРЕНАЖА КАРЬЕРНЫХ ПОЛЕЙ 148

2.3.1. Системы и схемы осушения карьерных полей 148

2.3.2. Расчет притоков воды к карьеру и их осушение 152

2.3.3. Защита карьера от поверхностных вод 152

2.3.4. Порядок расчета защиты карьера от поверхностных вод 153

2.3.5. Расчет притоков воды к карьеру 157

2.3.6. Расчёт методом водного баланса 158

2.3.7. Выбор способа осушения и схем расположения дренажных устройств 162

2.3.8. Дренаж нерабочего борта карьера. Дренаж при слабых горизонтально залегающих песчано-глинистых породах 163

2.3.9. Дренаж рабочего борта карьера 164

Раздел 3 мониторинг геологической среды (геомониторинг) 165

ПРИЛОЖЕНИЯ 169

«… Победить природу можно только подчиняясь ей». Философ Л. Сенека

Предисловие

Деятельность человека по использованию ресурсов недр открытым способом (ОГР) неизбежно вызывает развитие в верхних слоях литосферы (ноосфере) геомеханических процессов, связанных с (рис. 1):

• изменением естественного состояния земной поверхности (рельефа) и природного напряженного состояния (, );

• деформированием ();

• нарушением режима подземных и поверхностных вод;

• разрушением горных пород (потерей устойчивости) и с другими процессами.

Чтобы оценить степень изменения устойчивости массива при открытой разработке (ОГР) необходимо учитывать и прогнозировать факторы, влияющие на нее. Таких факторов много:

• литологический состав пород (генезис) и их физические свойства;

• прочность горных пород в массиве;

• трещиноватость массива;

• положение и направление поверхностей ослабления в массиве;

• обводненность массива и так далее.

Поэтому главная цель дисциплины «Геомеханика ОГР» выработать у будущих горных инженеров знаний, умений и представлений, необходимых для решения задач геомеханического обеспечения недроиспользования (МПИ), а именно: свойств и состояния массива горных пород и их изменения в процессе технологического воздействия (горные и горно-строительные) на массив горных пород.

Геомеханика ОГР базируется на хорошо обоснованных закономерностях механики сплошных сред (теоретическая основа). Но для несплошных (раздробленных) тел (трещиновато-блочных скальных пород, рыхлых горных пород и им подобным) требуется учет особых факторов – раздробленности (повышенная деформируемость). Это учитывается разделами общей механики грунтов: механика сыпучих сред, механика грунтовой массы, механика грунтов и другие (рис. 1).

Сложности и особенности, возникающие при добыче полезных ископаемых (МПИ) открытым способом (ОГР) сегодня приведены на рисунке 2, которые требуют учета новых, нетрадиционных методов расчета и организации открытых горных работ.

При подготовке лекций использованы материалы ведущих ВУЗов страны (Московского государственного горного университета, Санкт-Петербургского, Уральской государственной горно-геологической академии, Московского инженерно-строительного университета и других), научно-исследовательского института в области горного дела ВНИИМИ, а также личного опыта исследований устойчивости сооружений на БАМе и в Братском энергопромышленном районе в условиях сурового климата (t_m = -2,6С) и широкого распространения легковыветривающихся пород (алевролитов и аргеллитов).

Рис. 1. Геомеханические процессы в массивах горных пород

Рис. 2. Сложности и особенности, возникающие сегодня при добыче полезных ископаемых открытым способом

«… Науки, которые не родились из эксперимента, этой основы всех познаний, бесполезны и полны заблуждений» Леонардо да Винчи