Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Розроблення методу розрахунку стійкості зовнішніх відвалів з урахуванням неоднорідності розкривних порід і слабкої основи

Предмет: 
Тип роботи: 
Автореферат
К-сть сторінок: 
32
Мова: 
Українська
Оцінка: 

= 3; hi – висота i-го ярусу, hi = 10÷20 м; αпр – кут природного укосу i-го ярусу, град; Bi – ширина між’ярусних берм, Bi = 10÷60 м; 

2) геометричні параметри основи відвалу: li – кількість літологічних шарів основи, lі = 1÷5; mj- потужність слабких (водонасичених) шарів порід в основі, mj = 5÷20 м; 
3) фізико-механічні властивості порід відвалу й ґрунтів основи; 
4) рівень ґрунтових вод водоносних горизонтів. 
Варійованими параметрами під час дослідження були фізико-механічні властивості порід відвалу в межах одного ярусу й ґрунтів основи в межах одного літологічного шару. Кожний з ярусів відсипається одним типом порід. Для безпосереднього визначення стійких параметрів відвалів (ширини берми безпеки, висоти відвалу й кута нахилу) за результатами розрахунків для всіх варіантів були побудовані графіки залежностей Kст = f (α) і Kст = f (В).
Аналіз залежностей, наведених на рис. 3 а, б, показав, що найбільш різке зниження величини Kст при збільшенні кута нахилу в діапазоні від 14° до 26° спостерігається для піщано-глинистих порід. Збільшення ширини берми від 10 до 60 м з кроком 5 м при цьому варіанті відсипки практично не впливає на збільшення стійкості. Установлена закономірність пов’язана з особливостями властивостей піщано-глинистих порід. 
При такому варіанті укладання порід при заданих геометричних параметрах відвалу масив знаходиться в стані граничної рівноваги, не досягаючи нормативних значень стійкості. Найбільш стійкими з усіх наведених є варіанти 1 і 2. Наявність прошарків порід з низькими характеристиками опору зсуву всередині відвалу в цьому діапазоні змін геометричних параметрів сприяє зниженню Kст на дуже незначні величини (3-5%) порівняно з відвалом повністю скельних, або змішаних порід. Установлені закономірності дають змогу зробити висновок, що доцільно проводити відсипку слабких порід і ґрунтів з високим модулем стиску в середню частину відвалу, а більш щільні породи відсипати у верхній ярус. 
Наступним етапом досліджень було встановлення закономірностей зміни від Kст фізико-механічних властивостей ґрунтів основи та її потужності. Застосовувались дві розрахункові схеми відсипки відвалів: на слабку основу змінної потужності та на слабку основу відвалу, у якій є шари обводнених порід змінної потужності. Геометричні параметри моделі «відвал-основа» були незмінними. Варіювалась потужність слабкої основи – від 5 до 30 м з кроком ∆m = 5 м (рис. 3 в, г). 
Як бачимо, характер залежностей Kст від потужності слабкого шару та потужності обводнених порід в основі відвалу Kст = f (m) практично однаковий для усіх варіантів відсипки. 
Функції, що мають вигляд нелінійних, були б абсолютно ідентичні, якби параметри відповідних прошарків порід основи не були скореговані на їхню водонасиченість. Виявлені закономірності пов’язані з мінливістю фізико-механічних властивостей порід основи на глибині від підошви відвалу 5-15 м. Характер установлених залежностей показує, що Kст має чітку тенденцію до зниження при зростанні потужності слабкого шару з 5 до 15 м для усіх варіантів відсипки за винятком скельних порід. Розміщення водонасичених порід під підошвою відвалу до глибини 15 м (10-25% загальної висоти відвалу) у запропонованих варіантах підвищує ймовірність виникнення зсувних явищ. 
Основним висновком на цьому етапі досліджень є те, що встановлені залежності показали необхідність урахування при розрахунках стійкості неоднорідність фізико-механічних властивостей гірських порід як у відвалі так і в його основі. Результати досліджень на імітаційній моделі «відвал-основа» свідчать, що значення й характер зміни Kcт залежать від того, наскільки відрізняються параметри фізико-механічних властивостей гірських порід, розподілених у просторі випадковим чином. 
У четвертому розділі наведена методика оперативної оцінки стійкості зовнішніх відвалів на слабкій основі, яка реалізована у вигляді пакету прикладних програм. Пакет прикладних програм містить чотири взаємозв’язаних модуля: модель відвалу; модель основи відвалу; модель системи «відвал-основа»; побудова лінії сковзання та розрахунок мінімального Кст. Далі послідовність виконання оцінки стійкості наведена для відвалу № 1 ВАТ «ІнГЗК». 
Першим етапом є розроблення методики автоматизованої побудови розрахункового вертикального розрізу на основі маркшейдерських планів гірничих робіт, яка передбачає два варіанта: «За планом» або «За зображенням на моніторі». В якості інформаційної бази використовується реальна маркшейдерсько-геологічна документація. 
Процедура побудови вертикального розрізу відвалу наступна. Для зниження похибки при побудові вертикального розрізу на плані відвалу або на його зображенні на екрані наноситься відрізок прямої лінії, на якій фіксуються точки верхніх і нижніх бровок борту відвалу. Координати першої берми М0, N0 є координатами можливого випору в підошві відвалу, координати останньої берми В3 визначають максимальну ширину призми можливого зсуву. При побудові розрізу, у якому n ярусів, вводиться (n + 1) пара координат бровок. 
Ширина i-ої берми Bi визначається за формулою
 . (5)
 
Проекція укосу Пук. і визначається за формулою
 , (6)
 
де хі, yi, xi – змінні координати нижніх та верхніх точок бровок ярусів відвалу. 
Кут укосу визначається за формулою:  , де   – висота ярусу. 
Після побудови лінії розрізу автоматично будується вертикальний геолого-літологічний розріз основи відвалу. У якості вихідних даних використовуються дані інженерно-геологічних вишукувань за свердловинами. Параметри основи відвалу містять координати основи відвалу X, Y, Z. Zi – координата денної поверхні геологічного шару; mi – потужність літологічних шарів гірських порід підвідвальної території й ознака водоносності; фізико-механічні параметри:
Фото Капча