Попередження зсувів та обвалів

Основними видами небезпечного руйнування гірських порід при відкритій розробці родовищ корисних копалин є зсуви, опливини, обвали та осипання.

Зсув – це надзвичайно повільне переміщення пухких порід під кутом, меншим за кут природного укосу. Зсуви, як правило, мають місце на контактах пластів при значному обводненні порід.

Опливина – повільне переміщення надто обводнених пухких порід під кутом, значно меншим за кут природного укосу. Інколи має місце опливання при куті нахилу 2-3°. Найбільш схильними до опливання є глини. Опливання на кар'єрах часто має місце під час розморожування пухких гірських порід.

Обвал – раптове переміщення гірських порід під кутом, більшим за кут природного похилу. Обвали характерні як для скельних, так і для пухких щільних порід. Для пухких сухих гірських порід обвали не характерні.

Осипання – раптове переміщення невеликих мас дрібних шматків гірських порід під кутом більшим за кут природного похилу. Різниця між обвалом і осипанням існує у масі шматків порід, які переміщуються. При розробці корисних копалин прийнято вважати, що переміщення шматків породи, які не спроможні спричинити безпосередньої травми тілу людини (крім очей), є осипання, у протилежному випадку – обвал.

Інтенсивність деформації гірських порід залежить від багатьох факторів, що розподіляються на природні та штучні. До природних факторів відносяться фізико-механічні властивості порід, структура, нашарування, ступінь метаморфізму порід, тріщинуватість, обводненість, а до штучних – висота уступу, кут нахилу його укосу, глибина кар'єру та кут похилу його борту. Принципове значення має наявність підривних робіт, попереднього та поточного дренажу.

Стійкість борта кар'єру є однією з головних умов не лише безпеки праці, а й складовою економічності виробництва. Збільшення кута нахилу борта кар'єру або уступу може призвести до обвалу, а зменшення кута нахилу укосу лише на 1° – до зайвого об'єму розкривних робіт на 4%. Слід мати на увазі, що ліквідація наслідків зсувів та обвалів призводить до значних матеріальних втрат як за рахунок ліквідації наслідків, так і простоїв.

Так, на мідному руднику «Бінгем каньйон» (США) 23 листопада 1930 р. зсунута маса розкривних порід об'ємом близько 10 млн. м³ заповнила половину видобувних горизонтів.

Характерним прикладом може бути значний зсув порід лежачого боку Бакальського рудника, який показано на схемі (рис. 3.2). Зсувом було засипано екскаватор і навіть залізничний потяг, що навантажувався.

Найчастіше зсуви мають місце при розробці пластових родовищ. Так, в 1946 р. на Батуринському кар'єрі довжина зсуву сягала 500 м, а об'єм порід дорівнював 1 млн. м³. На Богословських кар'єрах мали місце зсуви як лежачого, так і висячого боків об'ємом до 10 млн. м³.

Мав місце зсув внутрішнього відвалу на одному з кар'єрів Марганецького родовища, в результаті чого сталося падіння транспортно-відвального мосту. Невеликі зсуви і обвали мали місце на відвалах у кар'єрах Кривбасу.

Малюшицьким Ю.М. на основі класифікації Маслова М.М. запропоновано детальний перелік видів деформації уступів та бортів кар'єрів залежно від характеру їх створення. Види дефор-мацій показано на рис. 3.3, а пояснення наведено в табл. 3.1.

Найважливішими природними факторами, що впливають на стійкість порід, є їх фізико-механічні властивості і пружний стан, а штучними факторами – кути нахилу укосів, уступів, бортів, висота уступів і глибина залягання, нашарування порід, орієнтація уступів відносно природної тріщинуватості порід, наявність дренажу та підривних робіт. Стійкість бортів кар'єрів є складним комплексним завданням і щоб вирішити його, перш за все, слід досягти стійкості уступів.

Таблиця 3.1