Основні заходи підвищення стійкості уступів і бортів кар'єрів

Проблема підвищення стійкості уступів, бортів кар'єрів і відвалів є комплексною і вирішується у двох основних напрямах.

По-перше, ці заходи і засоби спрямовані на збереження природної рівноваги масиву, фізико-механічних якостей порід у масивах і на обмеження зовнішніх навантажень, особливо динамічних.

По-друге, це покращення природних умов за рахунок попереднього та поточного дренажу, закріплення нестійких порід тощо.

Заходи і засоби першої групи пропонуються для умов, за яких природна міцність і стійкість порід висока. Дослідження деформацій у міцних породах показує, що в більшості випадків зсуви чи обвали мали місце внаслідок послаблення на контактах порід під час проведення підривних робіт. Тріщини в момент вибуху розповсюджуються на десятки метрів. Інколи після вибуху тріщини не спостерігаються, а проявляються пізніше. За характером тріщиноутворення під час вибуху розрізняють три зони: заколів, струсу, коливань (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Зони деформації порід від підривних робіт: 1 – зона заколів; 2 – зона струсу; 3 – зона коливань

Найбільш небезпечну зону заколів можна визначити за формулою С.І. Попова:

, (3.1)

де с – коефіцієнт, що залежить від властивостей породи, приймається 1-2; m – маса заряду в свердловині, кг.

На рудних кар'єрах зона заколів поширюється на відстань 2-11 м; зона струсу 40-60 м; зона коливань – до декількох сотень метрів.

Потреба у підвищенні стійкості неробочих бортів кар'єру вимагає втілення рівноцінних заходів і засобів від виположення бортів для запобігання утворення тріщин. Особливо небезпечне тріщиноутворення при будівництві гірничих споруд.

Для збереження стійкості уступів і неробочих бортів пропонується обмеження маси зарядів у свердловинах при підході до проектних контурів на відстань 20-40 м, перехід до свердловин малого діаметра, похилі свердловини, а також використання спеціальних засобів підривних робіт; попереднього щілиноутворення, підривання свердловин через одну, профільного підривання, гладкого підривання та ін. При будівництві гідроспоруд, де вимоги до якості підривних робіт найбільш високі, широко використовується метод «гладкого підривання». У практиці добування блокового каменю використовується метод незаряджених шпурів.

Якщо природна стійкість породи недостатня, вживають заходів щодо штучного підвищення стійкості. Наприклад, у тріщини через спеціальні свердловини під тиском подаються цементуючі розчини чи клеї. При відповідній структурі напластування інколи доцільно використовувати анкерне кріплення з наступним торкретуванням по металевій сітці.

Для деяких обводнених родовищ основним засобом підвищення стійкості бортів є їх осушення, яке може бути попереднє і поточне на весь період експлуатації. Найбільш ефективним є використання горизонтальних дренажних виробок, пройдених по нижньому контуру водоносного горизонту.

Для сипких порід необхідно проводити виположення уступів до природного кута внутрішнього тертя. Можливе застосування контрфорсів, тобто засипання крупноскельними породами укосів уступів, що не ускладнює природний дренаж (рис. 3.5).

У процесі відсипання внутрішніх відвалів доцільно передбачати дренажні канави, які потім засипають скельними породами.

Відсипання передвідвалу також може підвищити його стійкість.

Рис. 3.5. Схема закріплення уступу за допомогою контрфорса: 1 – уступ; 2 – контрфорс

Контрольні питання

1. Які види деформацій бортів і уступів мають місце на кар'єрах?

2. Що таке зсув?

3. Що таке обвал?

4. Що таке опливання?

5. Що таке осипання?

6. Чим визначається стійкість бортів кар'єрів?

7. Зробіть перелік видів деформацій за Малюшицьким Ю.М.

8. Чим визначається стійкість уступів?

9. Яка максимально допустима висота уступу за умови безпеки?

10. Як визначаються допустимі кути укосу робочих уступів?

11. Що таке загальний кут нахилу борта кар'єру?

12. Які вимоги до запобіжних берм?

13. Який борт кар'єру більш стійкий, робочий чи неробочий, і чому?

14. Які допоміжні заходи безпеки передбачаються при комбінованій системі розробки?

15. Які допоміжні заходи безпеки передбачаються при повторній розробці?

16. Які заходи безпеки передбачаються на перевантажувальних майданчиках?

17. Чим визначається стійкість відвалів?

18. Яких заходів безпеки необхідно дотримуватися при бульдозерній укладці порід?

19. Яких заходів безпеки необхідно дотримуватися при екскаваторній укладці порід?

20. Які напрями підвищення стійкості уступів і бортів кар'єрів?