Постоянный мониторинг за откосами карьеров позволяет предотвратить крупные аварии и сохранить множество рабочих мест. Для того, чтобы контролировать состояние карьерных бортов специалисты решают четыре основных задачи:
- Обоснование расчетного метода.
- Выбор исходных параметров для проведения расчета.
- Мониторинг устойчивости.
- Разработка и проведение мероприятий, направленных на предупреждение деформации склонов. В него входит также наблюдения за сдвижениями земной поверхности.
Чем обуславливается устойчивость бортов карьера?
Существует большое количество факторов, которые влияют на состояние откосов. Выделяют несколько основных групп:
- Геологические факторы. К этой группе относят состав и состояние бортов, свойства пород, которые располагаются на откосах, строение массивов. От данной группы факторов зависит выбор расчетов показатели устойчивости бортов и направленность противодеформационных мероприятий.
- Гидрогеологические факторы. Влияние подземных вод оказывает значительное воздействие на весь массив. Некоторые горные породы при постоянном контакте с водой могут изменять свои свойства (выщелачиваться, набухать и так далее). Под воздействием давления часто борта разрушаются и могут оплывать либо поддаваться суффозии.
- Технологические факторы. Постоянно производимые работы в карьере сильно влияют на состояние бортов. Неудачно выбранное направление выработки горных пород может привести к деформации массива и его разрушению. При высокой скорости добычи борта постоянно меняют свои границы, благодаря чему в них не успевают развиться реологические и деформационные процессы.
Что представляет собой устойчивость откосов карьеров
Под устойчивостью предполагается способность барьера сохранять в течение определенного срока свои свойства и форму. Основной целью исчисления выступает определение наилучшего угла поверхности борта или его высоты при наличии данных об его наклоне. Методы исчисления бортов карьера позволяют устранить оползни и обрушения. Оптимальный показатель угла наклона отвала исчисляется по номограмме, на которой указывается зависимость высоты борта от угла при различных свойствах пород и их устойчивости к сдвигу.
Как происходит расчет устойчивости?
Основным методом вычисления устойчивости карьерных бортов выступает инженерный. Он предполагает расчет предельного равновесия откоса при помощи потенциальных участков скольжения. Одним из распространенных инженерных методов выступает расчет однородного откоса по кругоцилиндрической поверхности сползания. Также существует вариант основанный на расчете по плоской поверхности. Выбор способа зависит от угла падения пород:
- Плоскую форму сползания используют в случаях большего угла падения пород нежели угол внутреннего трения. Форма применяется в случаях, когда между породами осуществляется подрезка контактов. Также плоская форма присутствует если происходит подрезка дизъюнктивных нарушений, разломов, которые падают в углубление под углом, имеющим большие показатели, чем угол внутреннего трения.
- При однородном либо слоистом построении бортов, а также в иных случаях используют круглоцилиндрическую поверхность.
Поверхность сползания также может строиться на основе данных маркшейдерских данных, которые были получены вследствие тщательного анализа. Во время построения поверхностей сотрудники геодезических компаний проводят инженерно-геологические разрезы с указанием на них всех мельчайших деталей.
Одной из главных причин разрушения откосов выступает большое количество воды в породах. При слишком высоких показателях могут происходить оползни. В первую очередь для предотвращения данных явлений необходимо тщательно продумать прибортовую зону, в которой должны находиться каналы для водоотведения. Канавы производят отвод поверхностной жидкости за пределы карьера. В местах расположения уступов предполагается расположение перепусков, которые ведут к водосборникам. В некоторых случаях может понадобиться бурение водоотводящих скважин. Если все же сползающий клин образовался на борту, то необходимо уменьшить его вес при помощи выполаживания. Данная манипуляция направлена на укрепление склона и может повысить запас устойчивости борта карьера.
