3.2. Спостереження за станом бортів і відвалів
Візуальні спостереження, маркшейдерсько-геодезичні (інструм.) спостереження.
Інженерно-геофізичні спостереження, інженерно-геологічні й гідрогеологічні методи.
Залежність між спостережуваною швидкістю деформації борта (Vп) і її критичним значенням (Vо):
Те – проміжок часу до моменту обвалення, рік;
tп – інтервал часу від початку спостереження до повного циклу спостережень, рік;
β – коефіцієнт пропорційності.
V (t) швидкість деформації за момент часу t;
a, b, k – коефіцієнти, що визначаються емпірично.
3.3. Паспортизація деформацій укосів відвалів і бортів
Паспорт деформації – єдиний технічний документ деформації укосу або порушення укосу, стійкості відвала і т.д.
Паспортизуються: довжина по фронту деформації В, глибина її розвитку А, величина зсуву від нижньої брівки по напрямку зсуву Б.
Лекція №4 Прогнозування стійкості відвалів і розрахунок їхніх параметрів
4.1. Сутність прогнозування схеми й методи розрахунку
Науково обґрунтоване судження про перспективи і можливі стани укосів у період терміну служби їх у кар'єрі – прогнозування стійкості.
Прогнози розрізняють кілька видів:
– за часом;
– за методами;
– за характером і етапами.
Проміжок часу, на який розробляється прогноз, називають періодом попередження. Це оперативний (від доби до місяця), короткостроковий (від місяця до року), середньостроковий (від 1 року до 5 років), довгостроковий (від 5 до 15 років) і далекостроковий (> 15 років).
По методах розробки прогноз розділяється:
– емпіріко-статичний;
– генетичний.
Емпіріко-статичний – за емпіричними даними, визначається з певною ймовірністю встановленої закономірності розвитку геомеханічного процесу в минулому для ухвалення рішення на майбутнє.
Генетичний – виявляється причинно-наслідковий зв'язок прогнозованих деформацій уступів, бортів і відвалів з факторами, що впливають на стійкість укосів.
Емпіріко-статичний метод прогнозу будується за результатами аналогій, паспортизації і систематизації порушень укосів.
Генетичний метод використає результати планомірних досліджень стійкості бортів кар'єрів і відвалів конкретного родовища.
Головне завдання цього методу – визначення критичних повних зсувів і величин зрушень бортів і відвалів, після досягнення яких починається швидке руйнування масиву.
Розрізняють пошуковий прогноз стійкості й нормативний прогноз стійкості.
Пошуковий – визначення можливих станів масиву гірських порід протягом усього терміну служби кар'єру або відвала за даними геолого-розвідницьких робіт. Розробляється на стадії проектування із застосуванням методів інженерно-геологічного прогнозу (аналогій, моделювання укосів, розрахункові).
Метод аналогії – виявляється подібність розвідуємого родовища з умовами відпрацьованого або що розроблюється. Все ця подібність установлюється по геологічній подобі. Основне – знайти аналоги, подібні по складу й властивостям порід, інженерно-геологічній будові й гідрогеологічним умовам, відвалу що проектується.
Методи моделювання – обґрунтовується схемі розрахунку стійкості укосів, механізму їхнього деформування, раціональний профіль укосу й ін. використаються еквівалентні матеріали, оптично активні, різні суміші. Моделі випробовуються на плоских й об'ємних стендах, у центрифузі. Математичне моделювання – широко використовується.
Нормативний – полягає у визначенні шляхів і строків досягнення припустимих деформацій укосів на різних етапах розвитку гірничих робіт. Використовується в період будівництва й експлуатації кар'єру, відвала. Необхідно виявити ділянки, де можливі деформації укосів через геологічні порушення, зміни гідрогеологічних умов і геомеханічних параметрів масиву.
Прогноз геологічних порушень – зміна потужності, тріщинуватості, кутів й азимутів падіння, шарів і прошарків, тектонічних і карстових порушень, включень слабких і твердих порід.
Гідрогеологічний прогноз – очікувані зміни обсягів припливу води, рівнів і припливів її й ін.
Прогноз геомеханічних параметрів – очікувані зміни Rсдв, γ, W, E.
Ураховуються також: результати маркшейдерсько-геодезичних, інженерно-геофізичних, інженерно-геологічних спостережень.
Технологія складування порід у відвалах, зміна Rсдв, порового тиску й ін. фактори.
Методи розрахунку: (у практичних заняттях розглядалися)
Зчеплення в масиві:
С, С´ – зчеплення в зразку гірських порід, отримані при випробуванні моноліту і по тріщині в лабораторних умовах, МПа;
a – коефіцієнт по таблиці;
Н – висота борта, м;
W – середня інтенсивність борта, м-1.
Уводиться коефіцієнт запасу стійкості необхідний n тоді
С´, ρ´ – зчеплення й кут внутрішнього тертя по поверхні ослаблення і контактом шарів.
Це розрахункові значення, по них визначається положення лінії ковзання, розраховується стійкість укосу.