книги из ГПНТБ / Добыча и переработка серных руд Роздольского месторождения

Переменная высота элементарного сползающего массива (по кривой скольжения) определится уравнением

где Нг — высота гидроотвала в момент сползания намытых пород, м; À — глубина разрушения пород основания, м; а — переменное значение угла сдвига пород, градусов.

Продифференцировав уравнение (32) по а и выделив дифферен­ циал X, как функцию от а, после интегрирования и подстановки начальных условий, а также с учетом значения уравнения (31) получим систему уравнений кривой скольжения массива в параме­ трической форме:

Систему уравнений (33), (34) можно использовать при условии, что весь массив намытых пород характеризуется определенными

и хвостохранилищ из песчаных фракций. В общем случае для гли­ нистых пород и шламов ф Ф const, С ф const, у Ф const, влажности пород W Ф const, a ф const кривая скольжения массивов намытых пород определится системой уравнений

При расчете поверхности скольжения намытых массивов гли­ нистых пород и шламов по системе уравнений (35), (36) необходимо иметь в виду, что значения величин С0, ф0, у0 принимаются в точке

<р — угол внутреннего трения пород основания при нормальных напряжениях (<тп = 0,5 0,9 тс/м2), град.

Длина участка выдавливания пород основания по горизонтали

Высота hx определяется из условия отношения пределов проч­ ности пород основания гидроотвала (хвостохранилища) и предела прочности намытых пород:

Следует отметить, что с увеличением влажности намытых гли­ нистых пород и шламов уменьшается их связность, а также снижается временное сопротивление до нуля.

Принципиальной разницы в расчетах по определению устойчи­ вости откосов гидроотвалов и хвостохранилшц не имеется. Суще­ ственным является лишь то, что прочностные свойства глин и су­ глинков, укладываемых в гидроотвалы, и шламов, укладываемых в хвостохранилища, различны.

Ниже приводим метод расчета устойчивости откосов для массивов гидроотвалов и хвостохранилшц, сооружаемых на основаниях из пород, склонных к разрушению и выдавливанию.

Для расчета приняты условия: С ф const, ф Ф const, у Ф const, W ф const.

1.В зависимости от назначения и капитальности гидроотвала или хвостохранилища устанавливаем необходимый коэффициент запаса устойчивости откоса по СНИПу (справочнику строительных норм и правил).

2.Для выявления устойчивого профиля гидроотвала (хвосто­

хранилища) определяем откос с принятым коэффициентом запаса и с учетом технологии намыва пород, естественной раскладки частиц пород (шламов) в ярусе от дамбы обвалования к прудку по ярусам сооружения снизу вверх, т. е. в порядке намыва ярусов и возведения дамб последующего обвалования. С этой целью в масштабе вычерчи­ вается сечение сооружения с ориентировочным углом откоса, сег­ мент разделяется в виде сетки на прямоугольники, в которые вписы­ ваются значения С, ф, у, W, соответствующие раскладке частиц пород

вярусах по горизонтали и по вертикали.

3.Определяем высоту участка отрыва по уравнению (31):

■Я „ = ^ с tg ( 4 5 ° ~ Ä ) .

На основании центральной предельной теоремы теории вероят­ ностей запишем соотношение метода Монте-Карло в виде

пг — математическое ожидание вероятного значения случайной величины (определяется по одному из уравнений системы

Уравнение (45) дает нам возможность проверить расчет матема­ тического ожидания вероятных значений случайных величин пара­ метров С, ер, у и оценить погрешности полученных результатов.

Глубину выдавливания (разрушения) пород основания гидро­ отвала h, горизонтальную проекцию участка разрушения основа­

Привязку осей координат производим от верхней бровки массива пород влево на расстоянии, равном Х 0 (см. рис. 42).

5. Для определения нескольких других точек кривой скольже­ ния и построения ее на вычерченном поперечном сечении сооруже­ ния в систему уравнений (35), (36) подставляем ранее определенные значения С, ф, у, а также независимые переменные значения угла сдвига а, уменьшая их постепенно через определенное количество градусов до 0. В этом случае в зависимости от прочностных свойств

(см. рис. 42). Сохраняя заданную точность, находим обычными методами общий центр тяжести сухих и смоченных пород на участках. Общий вектор их веса графически складываем по правилу сложения векторов с векторами гидродинамических и сейсмических сил и век­ торами сил сцепления намытых пород, которые определены ниже.

Уа — ордината центра тяжести всего сооружения (гидроотвала),м.

Вектор объемных гидродинамических сил, направленный по касательной к линии тока воды, проходящей через центр тяжести смоченной площади, определяется по формуле

общий результирующий вектор всех сил, действующих на сползаю­ щий массив. Определяем графически с соответствующими знаками его горизонтальную и вертикальную составляющие проекции Rx и Ry, а затем определяем коэффициент запаса устойчивости откоса

Используя математические зависимости, приведенные в табл. 25 для различных случаев намываемых глинистых пород и шламов, можно определить коэффициент запаса устойчивости откосов анали­

Ті — вектор сил трения, тс/м;

а,- — текущее значение угла касательной к кривой скольжения

.1

^ I l j — суммарная проекция горизонтальных составляющих сил 1=1 порового давления, тс/м.

Выводы

1. .Метод расчета откосов гидроотвалов глинистых пород и хвостохранилищ учитывает многообразие факторов, влияющих на их устойчивость.

2. Этим методом расчета были проверены параметры откосов намытых глинистых пород для гидроотвалов № 1, 2, 3 и выданы рекомендации по изменению заложения откосов с 1 : 4,5 до 1 :5

и1 : 6.

Для сравнения были выполнены проверочные расчеты по опре­ делению устойчивого профиля гидроотвала Кедровского угольного карьера, дамбы хвостохранилища Стебниковского калийного ком­ бината H других, показавшие что при учете действия всех сил в от­ косах коэффициент запаса устойчивости, определенный по предло­ женному методу расчета, оказался меньше, чем полученный при рас­ чете по методу круглоцилиндрических поверхностей, на 5 -4-12%.

Г л а в а VI

ГЕОЛОГО-МАРКШЕЙДЕРСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ГОРНЫХ РАБОТ

§ 1. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СЛУЖБА

Основной задачей геологической службы на карьерах является обеспечение карьеров достаточно изученными запасами минераль­ ного сырья, а также полноты выемки запасов из недр. Выполнение этой задачи решается путем проведения комплекса работ: эксплуата­ ционной разведки, проведения геологической документации, опро­ бования, учета потерь руды и ее разубоживания и других.

Эксплуатационная разведка

Бурение эксплуатационно-разведочных скважин проводится с целью уточнения вещественного состава руды и ее качества, выясне­ ния запасов в отдельных блоках, а также для получения других геологических данных, необходимых для эффективного планирования горных работ и их успешного выполнения.

Исходя из изменчивости серного оруденения и морфологии залежи, производится сгущение сети скважин детальной разведки до раз­ меров 45x45 м. В приконтурных участках, обусловливающих пониженное качество руды и более высокую изменчивость морфоло­ гии залежи, сгущение сети скважин проводится до размеров 25 X30 м.

Эксплуатационная разведка опережает добычные работы на 1,5— 2 года. Бурение ведется станками колонкового механического бурения СБУ-150-ЗИВ. Проходка по мягким вскрышным породам ведется долотом РХ с промывкой водой, по продуктивному горизонту — колонковым снарядом диаметром 92 мм без промывки (с подливом воды на забой через устье скважины) укороченными рейсами для

рекомендации горному надзору участков об устранении потерь в почве пласта.

Результаты работы по эксплуатационной разведке оформляются текущими отчетами с документацией по скважинам и опробованию керна. По мере отработки запасов и накопления данных по эксплуата­ ционной разведке на их основе производится пересчет запасов, отражаемый в отчетных балансах предприятия.

Геологическая документация и опробование

Геологической документации подлежат все горно-эксплуата­ ционные и разведочные выработки (траншеи, скважины, шурфы). В процессе отработки месторождения документируются стенки добычных заходок (на конец каждого месяца) и стенки вскрышных заходок (на конец каждого квартала). Так как высота уступов большая (10—14 м) все наблюдения и зарисовки производятся с подошвы уступа, при этом мощности отдельных прослоев или поло­ жение их контактов определяются визуально. После маркшей­ дерской съемки выработок, в конце месяца или квартала, состав­ ляется профиль кровли и почвы уступа и на него наносится полевая зарисовка. На зарисовках выделяются границы контактов пород

ируд, литологические типы и тип осернения руд, карсты, просадки

идругие геологические проявления, позволяющие геологу в даль­ нейшем, при отработке следующей, параллельной, заходки эффек­ тивно руководить выемкой руды или вскрышными работами. Зари­ совка кровли рудных уступов производится для определения коли­ чества разубоживающих пород, примешивающихся в процессе добычи к руде, а также преследует цель не допускать излишнего оставления породы в кровле при вскрышных работах. Зарисовка

дна траншеи и карьера делается для определения потерь руды

впочве пласта. На ее основе составляется акт о погашении заходки или даются рекомендации по дальнейшей отработке оставшейся руды.

Документация буровзрывных скважин включает: расположение их на уступе, среднюю глубину скважин, литологический тип руды

вобуриваемом блоке и нумерацию отобранных проб.

Вся полевая геологическая документация оформляется начисто и в окончательном виде представляется: геологической картой месторождения, планами расположения разведочных скважин, пла­ нами опробования, морфологическими планами рудной залежи и ее отдельных участков, геологическими разрезами, альбомами зарисо­ вок.

Опробование

Опробованию подвергаются керны скважин эксплуатационной разведки и шламы буровзрывных скважин. Эпизодически произво­ дится бороздовое опробование по стенкам невысоких уступов (2—3 м) и по дну карьера, а также точечное опробование на складах отбитой руды. Систематическое опробование бороздовым или иным методом