Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние изученности вопроса. Задачи и методы иследований 9-43
1.1. Методологические принципы обоснования параметров разработки месторождений открыто-подземным способом... 9-14
1.2. Опыт отработки прибортовых запасов при освоении месторождений комбинированным способом 14-28
1.3. Существующие методики геомеханического обоснования параметров бортов карьеров при открытом и открыто- подземном способах разработки 29-41
1.4. Задачи и методы исследования 41-43
2. Геомеханическое обоснование параметров открыто-подземного способа разработки месторождений на основе решения объемного-напряженного состояния массива 44-86
2.1. Экспериментальное обоснование формы поверхности скольжения откоса, подработанного подземными выработками 44-70
2.2. Методика построения поверхности скольжения откоса борта, подработанного подземными выработками 70-72
2.3. Расчет коэффициента запаса устойчивости по поверхности скольжения откоса борта, подработанного подземными выработками 72-84
2.4. Выводы 85-86
3. Обоснование параметров карьера при комбинированной разработке месторождений полезных ископаемых с учетом выемки прибортовых запасов 87-110
3.1. Определение глубины карьера по минимальным совокупным затратам при выемке прибортовых запасов подземным способом 87-93
3.2. Методика обоснования рациональных параметров карьера при отработке месторождения комбинированным способом.. 93-101
3.3. Определение рациональной глубины карьера по минимальным совокупным затратам с учетом геомеханического обоснования при комбинированной разработке месторождений "Весеннее", "Удачное", "Молодежное" 101-109
3.4. Выводы 110
4. Обоснование параметров открыто- подземного способа разработки месторождения "Джусинское" 111-126
4.1. Горно-технические условия разработки Джусинского месторождения 111-112
4.2. Определение рациональных параметров открытой разработки Джусинского месторождения с учетом выемки запасов в борту карьера подземным способом 112-118
4.3. Оценка устойчивости откосов бортов карьера при доработке прибортовых запасов подземным способом 118-121
4.4. Экономическая оценка эффективности технологических решений 122-125
4.5. Выводы 125-126
Заключение 127-128
Библиографический список 129-139
- Опыт отработки прибортовых запасов при освоении месторождений комбинированным способом
- Расчет коэффициента запаса устойчивости по поверхности скольжения откоса борта, подработанного подземными выработками
- Определение рациональной глубины карьера по минимальным совокупным затратам с учетом геомеханического обоснования при комбинированной разработке месторождений "Весеннее", "Удачное", "Молодежное"
- Оценка устойчивости откосов бортов карьера при доработке прибортовых запасов подземным способом
Введение к работе
Актуальность работы В настоящее время большинство крупных месторождений отрабатывается комбинированным способом. Однако только четверть рудников осуществляет добычу запасов в бортах, несмотря на то, что они достигают половины прикарьерных. Существующие технологические схемы зачастую не предусматривают их выемку, что связано со сложностью геомеханической ситуации в прибортовой зоне и отсутствием методики рационального распределения запасов между этапом открытой разработки и подземной в борту карьера. В результате в недрах теряется значительная часть запасов месторождения.
Сложностью при выемке запасов в борту карьера является управление устойчивостью откосов, поставленных в предельное положение. Известно стремление рудников к увеличению углов откосов бортов карьеров с целью сокращения вскрышных работ.
С другой стороны, необоснованное снижение углов откосов бортов с целью последующей отработки приконтурных запасов приводит к перераспределению объемов добычи полезного ископаемого по этапам освоения месторождения и делает нецелесообразной доработку запасов, оставшихся в борту.
Существующие инженерные методики ВНИМИ, которые широко используются при проектировании комбинированной разработки месторождений, не учитывают напряженно-деформированное состояние массива и, следовательно, не позволяют обоснованно выбирать оптимальные параметры погашения подрабатываемых бортов.
В связи с этим обоснование параметров бортов карьеров при отработке прибортовых запасов комбинированной геотехнологией на основе совместного решения оценки устойчивости и рационального распределения запасов месторождения по способам разработки является актуальной научно- практической задачей.
Выполнение исследований проводилось при финансовой поддержке Правительства Российской Федерации в рамках реализации федеральной целевой программы "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009-2013 годы (государственный контракт П2031 от 2.11.2009г.) и грантов Правительства Челябинской области (ГРНТИ 006.05.02-06АХ и ГРНТИ 120.06.04-08АХ).
Целью работы является разработка методики геомеханического обоснования параметров подрабатывемых бортов карьеров при освоении рудных месторождений комбинированным способом.
Идея работы заключается в использовании закономерностей формирования размеров призмы скольжения подрабатываемых бортов для обоснования параметров карьеров.
Объект исследования — карьеры с прибортовыми запасами, отрабатываемыемыми комбинированным способом.
Основные задачи исследования;
выявление изменения размеров поверхности скольжения подработанного откоса от глубины заложения подземных выработок и параметров борта карьера;
определение зависимости коэффициента запаса устойчивости подрабатываемого борта карьера от глубины заложения подземных выработок, геометрических параметров откоса и физико-механических свойств пород;
разработка методики оценки устойчивости подрабатываемых бортов карьеров с учетом объемных сил;
установление зависимости глубины открытых горных работ от геометрических параметров залежи и угла подработанного борта карьера при комбинированном освоении месторождения;
разработка методики определения параметров бортов карьера на основе совместного решения задачи устойчивости и распределения запасов по этапам освоения месторождения комбинированным способом.
Научные положения, представленные к защите:
Ширина призмы скольжения подработанного борта карьера возрастает на 18-22%, а её размер по простиранию - на 10-14% с увеличением глубины заложения подземной выработки на каждые 50 м.
Высота призмы скольжения увеличивается с ростом глубины заложения подземной выработки. При глубине карьера Н = 250-450 м, углах откосов бортов а = 45-55 и глубине заложения подземной выработки менее 0,8Н, осевая линия скольжения захватывает только часть откоса по высоте; если глубина заложения подземной выработки составляет более (0,8-0,9)Н, линия скольжения выходит в нижнюю бровку или под подошву откоса.
Рациональное сочетание угла откоса и глубины подработанного борта карьера, определяемое совместным решением задачи устойчивости и распределения полезного ископаемого по этапам разработки с учетом выемки прибортовых запасов, позволяет достичь максимального эффекта при освоении месторождения комбинированным способом.
Зависимости высоты и ширины призмы скольжения подработанного борта карьера от его параметров и глубины заложения камеры.
Методика оценки устойчивости подработанного борта карьера с учетом объемных сил.
Зависимость глубины открытых горных работ от параметров рудной залежи и угла подрабатываемого борта карьера при комбинированной разработке рудных месторождений.
Методика геомеханического обоснования параметров подрабатываемых бортов карьера, основанная на совместном решении геомеханических и экономических задач.
Научную новизну работы составляют:
Методы исследований включают: математическое моделирование распределения напряжений в массиве подработанного борта карьера при помощи программного пакета РЕМ (Институт горного дела Уральского отделения РАН); моделирование деформаций откосов на эквивалентном материале; экономико-математическое моделирование разработки месторождений комбинированным способом.
Достоверность научных положений обосновывается
сопоставимостью результатов, полученных различными методами исследований; сходимостью результатов исследований с практикой эксплуатации карьеров и результатами других исследований.
Практическая значимость работы заключается в возможности принятия обоснованных решений на стадии проектирования карьеров с учетом последующей выемки прибортовых запасов, в выборе параметров подрабатываемых бортов, обеспечивающих рациональное распределение полезного ископаемого по этапам разработки.
Реализация работы. Результаты работы использованы при составлении рекомендаций по освоению Джусинского месторождения медно-цинковых руд комбинированным способом.
Апробация диссертации. Результаты, основные положения и рекомендации диссертации докладывались и обсуждались на международном симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, 2007 г.); на международной научной конференции «Топорковские чтения» (г. Рудный, Казахстан, 2008, 2009 гг.); на международной научно-технической конференции «Комбинированная геотехнология. Комплексное освоение и сохранение недр земли» (г. Екатеринбург, 2009 г.); на IV всероссийской молодежной научно- практической конференции «Проблемы недропользования» (г. Екатеринбург, 2010 г.); на 66-й и 67-й научно-технических конференциях Магнитогорского государственного технического университета.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в печатных работах. Из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 163 страницах машинописного текста, содержит 65 рисунков, 18 таблиц, список литературы из 105 наименований и 4 приложения.
Автор выражает благодарность сотрудникам кафедры ОРМПИ и факультета горных технологий и транспорта МГТУ им. Носова за поддержку и ценные советы.
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Опыт отработки прибортовых запасов при освоении месторождений комбинированным способом
Большая часть запасов сосредоточена в двух согласно залегающих рудных телах. Рудные тела имеют сложную или пластообразную форму. Глубина залегания рудной залежи 450 и более метров, длина по простиранию 650м, мощность залежей изменяется в пределах 5-75 м. Для месторождения характерно наличие многочисленных пережимов мощности, вкрапленностей. Крепость пород и руд 8-16. Контакты рудных тел с вмещающими породами со стороны висячего бока довольно четкие и резкие, со стороны лежачего бока, наоборот, представляют собой постоянный переход от сплошных руд к вкрапленным. Все сплошные руды месторождения склонны к окислению, что позволяет считать их склонными к самовозгоранию. Месторождение Молодежное отработано карьером, предельная глубина которого составила 254 м [18].
На долю запасов, находящихся в бортах и ниже дна карьера, приходится 41,8% руды. Отработка оставшихся запасов предусмотрена камерными системами с твердеющей закладкой и применением самоходного оборудования. Вскрытие производится автомобильными уклонами из карьера с поверхности.
Сибайское месторождение (рис. 1.3) [45, 76, 79] разрабатывается комбинированным способом, имеет штокообразную форму, крутое падение, руды и вмещающие породы характеризуются высокой трещи но ватостью, неустойчивые. Руды являются преимущественно сплошными, колчеданными, пожароопасными. Карьер проектной глубиной 504 м в настоящее время уже отработан. Законтурные запасы в бортах и ниже основания карьера предполагается отработать подземным способом. Около 45 % этих запасов расположено в бортах карьера, 55 % - в основании. Вскрытие прикарьерных запасов осуществлено параллельно с доработкой карьера штольнями, вертикальными стволами и квершлагами, высота этажа принята равной 80 м. На очистных работах предполагается использовать самоходное оборудование и системы с твердеющей закладкой. При проведении вскрывающих выработок подземного рудника активно используются карьерное пространство, существующие выработки и коммуникации дренажной шахты, а также карьерные транспортные пути. Ствол дренажной шахты, квершлаг и часть кольцевого штрека гор. +24 м используются для обеспечения проходческих работ энергией, материалами и для выдачи породы от проходки до сооружения транспортной штольни на гор. +5 м и наклонного съезда, соединяющего гор. +5 м и —100 м. Для подачи свежего воздуха предусмотрено проведение штольни на гор. +115 м. Освоение прибортовых запасов Сибайского карьера планируется в два этапа: первый - включает период одновременной работы карьера и подземного рудника, второй - охватывает только период подземной добычи. На первом этапе при выемке прибортовых запасов в рабочих бортах карьера используемая система разработки должна обеспечить сохранение устойчивости прикарьерного массива. Поэтому подземные работы предусматривается развивать под защитой искусственного барьерного целика мощностью не менее 30 м, формируемого твердеющей закладкой 2 и породами вскрыши 1 (рис. 1.4). В случае запаздывания строительства выработок концентрационного горизонта выдача руды при отработке прибортовых запасов может осуществляться. Рудник «Шалым» [45, 76, 79] разрабатывает открыто-подземным способом месторождение магнетитовых руд. Первоначально это месторождение осваивали открытым способом карьерами № 2 и №4, Открытые работы были завершены на отметке +1010 м. Прибортовые запасы карьера № 4 дорабатывали системой подэтажных ортов с выходом выработанного пространства в карьер. В зимний период для выпуска рудной массы, перемешанной со снегом, требовалось проведение повторных взрывных работ. Управление проветриванием подземных выработок было затруднено. В блоках с открытыми камерами высотой 100-120 м значительно снижалась устойчивость целиков. Эти факторы обусловили переход на систему этажного принудительного обрушения (рис. 1.5). Очистные работы вели от лежачего к висячему боку. Проходка отрезных восстающих осуществлялась до их сбойки с бермами нерабочего борта карьера. В блоках сначала производили выемку запасов компенсационных камер, которые отбивали с помощью штанговых скважин. Основные запасы камер обрушали минными зарядами. Одновременно взрывали обуренные целики и потолочины камер №6, №19 и №21. Массовый взрыв был приурочен к началу зимнего периода. Выпуск руды, находящейся под снежным покровом, проходил без затруднений. Месторождение "Апатитовый Цирк" [45, 76, 79] расположено на Кольском полуострове и представляет собой залежи апатитовых руд мощностью 10-120 м с углом падения 30 и длиной по простиранию более 2000 м. Коэффициент крепости по шкале проф. М. М, Протодьяконова: руд - 6-10, вмещающих пород - 8-12, Месторождение эксплуатируется совместно карьером «Расвумчорр-цирк» и подземным рудником «Расвумчорр». Рудные тела в борту карьера отрабатывали системой этажного обрушения на компенсационные камеры. Одним из примеров данной технологии является извлечение запасов блока № 10/11 (рис. 1.6). Его высота составляла 70 м, длина 65 м. В период интенсивного опускания открытых работ осуществлялись подготовительные и нарезные работы, а также выемка компенсационных камер в блоке. Когда фронт открытых работ отодвинулся от границ блока на расстояние около 100 м, было проведено массовое обрушение целиков и потолочины толщиной 30 м.
Расчет коэффициента запаса устойчивости по поверхности скольжения откоса борта, подработанного подземными выработками
Проблемами устойчивости открытой и открыто-подземной разработки занимались ведущие ученые: Г.Л. Фисенко [89], A.M. Демин [27, 28, 29], А.И. Арсентьев [2], С.И. Попов, Д.Р. Каплунов [40, 44, 45], Э.Л. Галустьян [25], В.Н. Попов [49], В.Г. Зотеев [31], О.В. Зотеев [32, 74], В.Н. Калмыков [38, 40], М.В. Рыльникова [45, 74, 75], Г.И. Черный [16, 94], Т.С. Черчинцева [98, 99], Т.С. Кузнецова [53, 54, 55, 56, 57, 58] и другие ученые [4, 5, 60, 68, 88, 92, 93].
Первый способ расчета устойчивости откоса был предложен С. Франсэ в 1820 г. В 1916 г Петерсоном и в 1926 г Фелениусом были разработаны способы расчета, с помощью которых можно оценить коэффициент запаса устойчивости при заданном положении поверхности разрушения. Впервые в 1934 г Н.М. Герсеванов предложил использовать для расчета деформаций и напряжений в грунтовой среде теорию упругости.
Деминым A.M. предложена классификация существующиъх методов по определяющим признакам [27, 28, 29]: 1. По подходу к решению задачи - теоретические методы, основывающиеся на условии предельного равновесия, предложенном Кулоном, и эмпирические методы, являющиеся обобщением данных лабораторных экспериментов или натурных наблюдений. 2. По используемым в расчетах характеристикам - методы, рассматривающие силы, напряжения и деформации. По способу подсчета сил существуют дифференциальные методы, когда призмы оползания разделяются на элементарные объемы и интегральные, рассматривающие равновесие целой призмы. 3. По способам решения: аналитические, графические, и графоаналитические 4. По способу рассмотрения поверхности разрушения - методы, в которых поверхность задается и методы, в которых она отыскивается. Обычно рассматриваются прямолинейная, круглоцилиндрическая, логарифмическая спираль, произвольная кривая, ломаная прямолинейная, сложная с прямо- и криволинейными участками. Для нахождения местоположения поверхности разрушения используются два подхода. При первом подходе принимается несколько поверхностей произвольной монотонно-криволинейной формы и для каждого варианта расположения криволинейной формы устанавливается коэффициент запаса F. За расчетную принимается кривая, соответствующая условию F=min. При втором подходе отыскивается одна наиболее вероятная поверхность разрушения. Впервые Г.Л. Фисенко в 1956 г. поставил вопрос о целенаправленном поиске вероятной поверхности разрушения для откосов прямолинейной формы. Однако при втором подходе принимается ряд произвольных допущений. В частности, высота вертикальной трещины отрыва считается равной предельной высоте уступа с вертикальным откосом. Считается, что поверхность разрушения выходит в откос в его нижней бровке. В основу методов оценки устойчивости откоса предложенными В. Фелениусом, Г. Креем, П.М. Цимбаревичем, М.Н. Гольдштейном, Ж. Жаки, Г.М. Шахумянцем и др. положен анализ сил. В.А Бурмейстером, A.M. Сенковым, Ю.Г. Скабичевским и A. М. Деминым предложены графоаналитические решения. В.В. Соколовский первым решил задачу построения предельного контура равноустойчивого откоса неограниченной высоты при прямолинейной форме огибающей главных кругов напряжений. В дальнейшем И.Д. Малюков применил общую методику B. В.Соколовского к решению частной задачи построения контура равноустойчивого откоса для параболической огибающей. Анализ показывает, что число эмпирических методов значительно 1 меньше теоретических. Впервые К. Кегель применил эмпирический способ для расчета устойчивости откосов бортов карьеров и отвалов Нижнерейнского буроугольного бассейна. Чжу Жуй-Гэн предложил эмпирический способ для расчета уступов, нагруженных горным и транспортным оборудованием, применительно к условиям месторождений КМА. К полуэмпирическим методам можно отнести способ H.H. Маслова, по которому предельный контур равноустойчивого откоса определяется при условии, что угол сопротивления сдвигу равен углу устойчивого откоса. Ш. Кулоном предложен теоретический метод, основывающийся на условии предельного равновесия всего массива, ограниченного откосом, поверхностью разрушения и верхней площадкой. Большой вклад в разработку способов расчета устойчивости бортов карьеров для различных горно-геологических условий сделал Г.Л. Фисенко, который использовал наиболее строгие подходы к решению задач с учетом положений статики сыпучей среды [89].
В настоящее время для оценки устойчивости откосов с учетом их напряженного состояния применяются строгие математические подходы. Вводя некоторые упрощающие допущения о виде напряженного состояния, определяют форму и положение поверхности скольжения и предельный контур равноустойчивого откоса.
При решении объемных задач используются два подхода-статический анализ сил, действующих на поверхность скольжения, и изучение объемного напряженного состояния. Учет пространственности дает повышение коэффициента запаса устойчивости на 10-20%.
Определение рациональной глубины карьера по минимальным совокупным затратам с учетом геомеханического обоснования при комбинированной разработке месторождений "Весеннее", "Удачное", "Молодежное"
Норма амортизации основных средств, за исключением автосамосвалов и буровых станков рассчитывается из срока эксплуатации карьера. Норма амортизации автосамосвалов определяется исходя из годового пробега. Затраты на амортизацию приводятся в табл. 3.1 и 3.2 прил. 3.
Эксплуатационные затраты по каждому участку представлены в табл. 3.1 прил.З для проектного варианта и в табл. 3.2 прил. 3 - для предложенного.
Согласно табл. 3.1 и 3.2 прил. 3. себестоимость добычи 1 т руды открытым способом по проектному и предложенному вариантам составляет соответственно 316,2 и 276,7 р. Себестоимость добычи руды подземным способом по проектному и предложенному варианту также ведется по статьям. Расчет затрат на подготовительно-нарезные работы (ПНР) производится в табл. 3.3 прил. 3. Калькуляция себестоимости по проектному и предложенному вариантам представлена в табл. 3.6 прил. 3. с учетом затрат на строительство транспортно-наклонного съезда табл. 3.5 прил. 3. Согласно табл. 3.6 прил. 3. себестоимость добычи 1 т руды подземным способом в борту карьера по проектному и предложенному вариантам составляет соответственно 604,4 и 604,2 р. Использование предложенных решений по увеличению углов откосов бортов Джусинского карьера позволит сократить себестоимость открытых горных работ на 37,6 руб/т. Совокупная себестоимость добычи снизится на 31,3 руб/т, что увеличит доход от освоения всех запасов в среднем на 20,5 млн.руб/год. 4.5. Выводы В данной главе определены параметры открытой разработки Джусинского месторождения по предложенной методике при с учетом выемки запасов в борту карьера подземным способом. 1. Глубину открытых горных работ рекомендуется принять Нр=260м, с углами погашения по северо-восточному борту а=38, по юго-западному а=43. 2. Для принятых параметров бортов проведена оценка устойчивости с учетом объемных сил. Коффициент запаса устойчивости подработанного северо-восточного борта Джусинского карьера составит К3у—1,3; юго- западного борта Кзу=1,34. 3. Совокупная себестоимость добычи руды открытым способом и подземным в борту карьера по предложенному варианту составит 314,4 руб/т, по проектному- 345,7 р/т. 4. Использование предложенных решений по увеличению углов откосов бортов Джусинского карьера, в сравнении с проектными, позволит сократить себестоимость открытых горных работ на 37,6 руб/т за счет сокращения объема вскрышных пород на 5,9 млн. м3. 5. Сокращение затрат при освоении Джусинского месторождения по предложенному варианту составит 20,5 млн. руб./год (в ценах 2009 г). В диссертации, являющейся законченной научно-квалификационной работой, дано решение актуальной научно-практической задачи по разработке методики геомеханического обоснования параметров подрабатываемых бортов карьеров, с учетом рационального распределения запасов по этапам освоения месторождения комбинированным способом. Основные научные и практические результаты сводятся к следующему: 1. Выход линии скольжения в откос, в нижнюю бровку или под подошву откоса определяется глубиной заложения подземной выработки. Если глубина заложения подземной выработки менее 0,8Н, осевая линия скольжения захватывает только часть откоса по высоте; если глубина заложения камеры составляет более (0,8-0,9)Н, линия скольжения выходит в нижнюю бровку или под подошву откоса. 2. В результате физического моделирования установлено, что ширина призмы скольжения подрабатываемого подземными выработками борта растет на 18-22%, а её размер по простиранию на 10-14% с увеличением глубины заложения камеры на каждые 50 м. 4. Установлена зависимость коэффициента запаса устойчивости подработанного борта карьера от глубины заложения камеры, угла откоса борта карьера и механических свойств пород. 5. Результаты расчетов коэффициентов запаса устойчивости (Кзу) подработанных бортов карьеров позволили установить: - при увеличении угла откоса на каждые 5, Кзу уменьшается на 8-10% при постоянных физико-механических свойствах и глубине заложения выработок; -с увеличением сцепления в массиве на 0,1 МПа и угла внутреннего трения на каждые 2, Кзу повышается на 15-17%. 6. Разработана методика построения линии скольжения для подработанных бортов карьера и расчета коэффициента запаса устойчивости. Запас прочности призмы скольжения, рассчитанный с учетом объемных сил выше на 19-26%, чем рассчитанный по методике ВНИМИ. 7. По результатам экономико-математического моделирования установлена зависимость глубины карьера от параметров рудной залежи и угла подработанного борта карьера при комбинированной разработке месторождения. 8. Предложена методика обоснования параметров карьеров при освоении прибортовых запасов комбинированной геотехнологией, основанная на совместном решении задачи устойчивости подработанных откосов и рационального распределения запасов по видам разработки. Расчетный экономичский эффект составит на месторождениях: "Весеннее"- 14,7 млн руб., "Удачное"- 3,97 млрд руб., "Молодежное"- 3,78 млн руб. (в ценах 2009г.).
Оценка устойчивости откосов бортов карьера при доработке прибортовых запасов подземным способом
Рассмотрев изложенные методики оценки устойчивости подработанных и неподработанных откосов бортов карьеров, можно сделать вывод, что в настоящее время при проектировании широко используются методики ВНИМИ, которые не учитывают объемно-напряженное состояние массива, однако известны методики определения рудных и искусственных целиков на границе открытых и подземных работ, пролета и высоты подработки бортов карьера, высоты пригрузки бортов карьера, разработанные Каплуновым Д.Р., Калмыковым В.Н., Рыльниковой М.В., Зотеевым О.В. и др. [6, 11, 12, 13, 23, 24, 32, 38, 40, 46, 62, 74, 85].
Выполненный анализ методик оценки устойчивости бортов карьеров, обобщение опыта и исследований по разработке запасов в борту карьера при комбинированном освоении месторождения показали следующее: 1. Методологические принципы обоснования параметров открыто- подземного способа разработки базируются на существующем опыте освоения месторождений комбинированным способом и на результатах научных исследований. Существуют различные методики для определения параметров ОПЯ при комбинированной разработке месторождений. Однако методики обоснования параметров бортов карьеров с учетом разработки запасов в бортах карьера отсутствуют. 2. Анализ опыта разработки месторождений, отрабатываемых открыто-подземным способом показывает, что только 25% рудников осваивают прибортовые запасы и 18% - отрабатывают залежи в борту, удаленные от карьера, несмотря на то, что они составляют в среднем 20-45% от всех прикарьерных. Это связано со сложностью геомеханической ситуации в прибортовой зоне, а также с отсутствием методики рационального распределения запасов по этапам освоения. 3. Анализируя параметры разработки прибортовых запасов, определено, что глубина залегания прибортовых запасов, в основном, составляет от 100 до 500 м. Запасы в бортах карьеров расположены в непосредственной близости к ним или на расстоянии в среднем до 150 м. Глубина карьеров, в бортах которых ведется разработка запасов подземным способом, в основном составляет от 250 до 500 м, углы откоса в среднем изменяются от 35 до 55. 4. Запасы в бортах чаще вскрывают штольнями. Для подготовки верхних горизонтов, а также для вспомогательных целей используют наклонные съезды, пройденные со дна и уступов карьера. При отработке прибортовых запасов применяют преимущественно камерные системы разработки с закладкой выработанного пространства или без неё. Размеры камер изменяются от 20 8 до 60 80 м. 5. При освоении прибортовых запасов с использованием подземной геотехнологии вопрос устойчивости подрабатываемых бортов является очень важным, что подтверждается опытом разработки месторождений открыто- подземным способом. В настоящее время для оценки устойчивости широко используются методики ВНИМИ, которые не учитывают объемно- напряженное состояние массива. Методики оценки устойчивости подработанных бортов с учетом объемных сил отсутствуют. Однако известно, что учет пространственности при определении параметров дает повышение коэффициента запаса устойчивости на 10-20%. Исходя из изложенного, целью настоящей работы является разработка методики геомеханического обоснования параметров подрабатывемых бортов карьеров при освоении рудных месторождений комбинированным способом. Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи: выявление изменения размеров поверхности скольжения подработанного откоса от глубины заложения подземных выработок и параметров борта карьера; - определение зависимости коэффициента запаса устойчивости подрабатываемого борта карьера от глубины заложения подземных выработок, геометрических параметров откоса и физико-механических свойств пород; - разработка методики оценки устойчивости подрабатываемых бортов карьеров с учетом объемных сил; - установление зависимости глубины открытых горных работ от геометрических параметров залежи и угла подработанного борта карьера при комбинированном освоении месторождения; - разработка методики определения параметров бортов карьера на основе совместного решения задачи устойчивости и распределения запасов по этапам освоения месторождения комбинированным способом.
