Содержание к диссертации
Введение
1. Современные тенденции управления устойчивостью отвалов 11
1.1.Анализ отвалообразования на карьерах 11
1.2. Виды деформаций откосов и факторы, влюпощие на устойчивость отвалов 27
1.3. Краткая характеристика горно-геологических и горнотехнических условий объектов исследований 35
1.3.1 Характеристика отвалообразовалня при эксплуатации Сорского месторождения 35
1.3.2. Условия разработки месторождения Эрдэпэтийн-Овоо 44
1.3.3. Характеристика разработки Жнрекенского месторождения 51
1.4. Задачи и методы исследований 56
2. Изучение физико-механических свойств и деформирования отвального массива 58
2.1. Маркшейдерские инструментальные наблюдения за деформациями отвалов 58
2.2. Методика и результаты определения физико-механических свойств пород отвалов и оснований 64
2.2.1. Методика проведения и результаты натурных испытаний 64
2.2.2. Методика проведения и результаты лабораторных испытаний 68
2.2.3. Исследование плотности пород при изменяющейся нагрузке 76
3. Оценка состава пород отвалов
3.1. Минерал о го-петрографическая характеристика отвальных пород 89 .
3.2. Исследование гранулометрического состава пород отвалов 90
3.3. Исследование влияния гранулометрического состава на плотность отвальных пород 99
4. Обоснование параметров устойчивых отвалов 107
4 1. Определение предельной высоты устойчивых отвалов на твердом основании 108
4.2. Обоснование предельной высоты устойчивого отвала на слабом основании 116
4.3. Оценка влияния гор но-транспортно го оборудования на устойчивость отвалов 121
5. Управление устойчивостью отвалов на слабом основании 129
5.1. Способ отвал ообразования с отсыпкой перекрывающего слоя 130
5.2. Аналитическое определение минимально возможной мощности перекрывающего слоя 138
5.3. Оценка экономической эффективности от применения новых параметров устойчивых отвалов и оптимальной технологии их отсыпки 142
Заключение 150
Литература 152
Приложение 164
- Характеристика отвалообразовалня при эксплуатации Сорского месторождения
- Методика проведения и результаты лабораторных испытаний
- Исследование влияния гранулометрического состава на плотность отвальных пород
- Обоснование предельной высоты устойчивого отвала на слабом основании
Введение к работе
Актуальность работы. Наблюдаемый рост объемов добычи открытым способом пракгически всех видов твердых полезных ископаемых сопровождается существенным усложнением го рно-геологических и экономико-географических условии отработки месторождений Снижается качество добываемого сырья, увеличиваю і ел глубина разработки и объемы вскрышных работ. Применение мощного горно-тран с портного оборудования позволяет вести отработку карьеров до глубины 600-70(1 м высокими темпами, сопровождающуюся одновременным увеличением объемов отва-лообразования. При оптимизации технологических решений но отвалооб-разованию, существенная ролі, принадлежит определению параметров устойчивых отвалов, к числу которых относятся объем, высота, угол откоса, площадь и форма основания, ширина бермы между ярусами отдала. Выбор параметров зависит от геологического строения месторождения, типа применяемого технологического оборудования, направления развития горных работ, физико-механических свойств отсыпаемых пород, их гранулометрического состава, параметров буровзрывных работ, прочностных свойств и рельефа основания отвала и влияет на техники-экономические показатели работы по добыче полезных ископаемых. Вместе с тем, несмотря на достижения в области управления состоянием породных отвалов на горных предприятиях нашей страны и за рубежом^ имеют ьгесто многочисленные деформационные процессы как на внешних, так и внутренних отвалах, создавая опасные условия ведения горных работ, па ликвидапию которых идут непроизводителБные ігіграгБг времени и" средств.
Поэтому разработка методов управления устойчивостью породных отвалов и ее обеспечения на слабом основании является актуальной научной и технической задачей.
Исследования выполнялись в рамках НИР «Создание теоретических - основ экзо динамических природ no-антропогенных процессов, квалимет-ряи и мониторинга естественных и техногенных геосистем» МГГУ в период 2000-2002 гг.
Цель работы заклю'шстся в разработке методов обеспечения устойчивости отвалов на слабом основании, базирующихся на их конструктивных параметрах, определяемых с максимальным учетом прочностных свойств техногенного массива и элементов технологии для повышения эффективности и безопасности разработки месторождений.
Идея работы состоит й использовании закономерностей и способов формирования породных отвалов в естественных условиях при определении их геометрических параметров.
Методы исследований включают анализ и обобщение опыта отвало-образования в горнодобывающей промышленности, натурных и лабораторных определении прочностных свойств породных и техногенных массивов, статистическую обработку экспериментальных данных, математическое моделирование, опытную й промышленную проверку способа управления устойчивостью породных отвалов.
Научные положения, выносимые автором на защиту: L В сформированном техногенном массиве плотность пород и руд изменяется с глубиной в соответствии с распределением гранулометрического состава по высоте отвала и величине уплотняюшей нагрузки, создаваемой слоем вышележащих пород.
2. Предельно допустимая высота отсыпаемых отвалов на слабом основании может быть существенно увеличена за счет сохранения смерзшегося основания, харакіершующегося высокой сдвиговой прочностью, путем отсыпки перекрывающего слоя из складируемых пород и руд.
3. Мошпость предохранительного слоя зависит от коэффициента фильтрации и высоты слоя выпавших осадков, максимальной величины отрицательной темперагу'рът отвальной породы при замерзании пленочной влаги и ее глубинно-временною положения в летний период.
Достоверность научных положений и результатов, выводов и рекомендаций диссертационной работы подтверждаются: представительным объемом экспериментальных данных, использованных в качестве основы для выявления закономерностей сегрегации пород и руд в теле отвала и изменения их снойств е глубиной залегания; теоретическим обоснованием параметров элементов отвалообразо-вания, согласующимся с теорией механики грунтов и оснований, сдвижения горных пород при ведении горных работ; положительными результатами промышленной проверки предложенных методов обеспечения устойчивости отвалов на слабом основании,
Научная новтна работы заключает к установлении: закономерностей изменения плошосгя пород и руд в 1-м слое отвала от распределения гранулометрического состава и уплотняющей нагрузки, создаваемой слоем вышележащих пород; взаимосвязей между мощностью предохранительного слоя отсыпаемых пород и руд максимальной скоростью фильтрации, средними температурами отсыпки пород в зимний и летний периоды, глубинно-временном положении изотермы максимальной величины отрицательной температуры замерзания пленочной влаги; » зависимости расстояния между смежными верхними бровками иредотвалов от минимальной мощности перекрывающего слоя, вы-соты и угла откоса устойчивого отвала; возможности складирования породы и рулы в отвал на прочное основание (слабая в естественном состоянии в летний период) в течение всего года при максимально возможной высоте устойчивого огкиса.
Научное значение работы состоит в установлении закономерностей изменения свойств создаваемого техногенного насыпного массива при различных способах отвалообразования расширяющих познание геомеханических процессов при ведении горных работ.
Практическое значение работы состоит в разработке методов определения параметров отвалов на слабом основании и мер по обеспечению их устойчивости.
Реализация результатов. Разработанные методы обеспечения устойчивости породных и рудных отвалов используются при отвапообразовапии на Сорском и Жирекенском ГОКах и приняты в проект отработки месторождения «Сухой Jlorw.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на технических советах Сорского и Жирскснского ГОКов, института «ВНИПГорцветмет», научно-технических конференциях в пределах программы «Неделя горняка» Московского государственного горного университета (г. Москва, 1999-2002 гг.), I Национальной конференции с международным участием по открытой добыче полезных ископаемых (Болгария. гНессбр, 200І г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, чеш-рех глав, заключения и списка использованной литературы из 137 наименовании, изложена на 163 страницах, содержит 24 рисунка, 46 таблиц.
Автор выражает искрсіиіюю благодарность научному руководителю проф. Б.Т5. Несмеянову за внимание, постоянную помощь и ценные советы при проведении исследований и подготовке диссертационной работы.
Характеристика отвалообразовалня при эксплуатации Сорского месторождения
Устойчивость внешних отвалов определяется их геометрическими параметрами, физико-механическими свойствами пород основании под отвалами, а также отсыпаемых пород в теле отвалов.
Довольно распространенное мнение, что тспо отвала по всей высоте является однородной средой, явно ошибочное, поскольку оно формируется из различных порол вскрыши с разными прочностными свойствами. Поэтому в результате несоответствия основных технологических параметров отвалов, таких как внсоты отдельных ярусов, угла генерального откоса многоярусного оівала, длины рабочего фронта и его скоростей подвига-ния, порядка отсыпки в пространстве и во времени, способа отвалообразо-вания, конкретным инженер! ю-геологическим условиям, обусловливающим прочность породных масс откосов и их оснований, происходит нарушение устойчивости отвальных откосов. Эти нарушения образуют самостоятельную группу оползневых деформаций на открытых разработках [20] и классифицируются в зависимости от объема пород, захваченных деформациями [26, 70], положения поверхности скольжения [21]. При этом под нарушением устойчивости отвала понимается невозможность сто нормальной эксплуатации, когда деформации отвала превосходят допустимые значения [20].
По классификации Г.Л.Фисенко различают наиболее типичные виды деформаций откосов, относящиеся к осыпям, оплывинам, просадкам и оползням в зависимости от реализации совокупного влияния ряда природных и технологических факторов.
Осыпи относятся к наиболее распространенным видам деформаций откосов отвалов и происходят в виде отрыва частиц и кусков и скатывания их к подошве откоса в результате физического и химического выветривания горных порол под воздействием воздуха, атмосферных осадков, ветра, солнца и сейсмических колебаний.
Оплывины возникают при складировании в отвалы переувлажненных пород и проявляются в виде смещения к основанию отвалов водонасы-щенных тонкозернистых и пылеватых песчано-глинистых грязевых потоков.
Этому способствуют весенние паводки, насыщение водой отвальных пород в период таяния снега, попадающего в отвал вместе с породой в зимний период, а также обильные долсди При опльгвипах отсутствует поверхность скольжения, и деформации затрагивают, как правило, небольшой верхний водонасыщенный слой пород откоса при устойчивости основной массы пород отвала. Просадки отвалов возникают в результате уплотнения отвальных пород под действием собственной массы или веса горно-транспортного оборудования, увлажнения пород или выдавливания слабых глинистых пород в основании отвала. Они характеризуются вертикальным смещением при-откосного массива без образования сплошной поверхности скольжения и серией трещин и заколов, развивающихся параллельно бровке отвалов. Просадки часто являются первой стадией формирования оползней на бульдозерных внешних отвалах.
Наиболее опасным и довольно распространенным видом деформаций отвальных масс являются оползни, когда происходит смещение пород по поверхности скольжения, от положения которых относительно основания различают надподошвенные, подошвенные и подподошвенные оползни. Для оползней отвалов характерны три стадии развития деформаций откосов [71]: скрытая, характеризующаяся периодом от начала развития микроподвижек в массиве до появления видимых признаков формирования оползня; активная, охватывающая период с момента появления видимых признаков разрушения массива до начала стадии затухания деформаций; затухающая, которая характерна для периода смешения оползневых масс с уменьшающейся скоростью до полного прекращения смещения. Для активной стадии развития оползней надподошвеиного и подошвенного типов характерно быстрое смещение породных масс, представляющее большую опасность для людей и горно-транспортного оборудования. Примеры деформаций различных типов приведены в технической литературе достаточно подробно [3, 19-22, 24, 26, 35, 40, 48, 50-55, 68, 69]. Отметим лишь, что такой наиболее опасный вид деформаций откосов как оползни всегда возникает только при несоответствии (превышении) пара зо метров отвала физико-механическим свойствам пород в теле и основании отвала, то есть тогда, когда в приоткосной части массива сдвигающие силы превышают силы сопротивления сдвигу и происходит нарушение предельного равновесия отвального массива. По мнению О.Ю.Крячко все факторы, определяющие устойчивость отвалов5 делятся на четыре группы, технологические, геологические и инженерно-геологические, гидрогеологические, физико-географические [19]. По классификации М.Е.Певзнера на устойчивость откосов оказывают влияние две группы фактороп - природные и горнотехнические [37], которые по предложению В.НЛопова целесообразно по виду воздействия также подразделять на статические и динамические [72]. К группе динамических горнотехнических факторов относятся: сегрегация пород в процессе их размещения в отвал, нагрузки от оборудования и сейсмики взрывов, Геометрические параметры отвалов, элементы системы разработки и интенсивности ведения отвальные работ, а также статические нагрузки от оборудования следует отнести к статическим технологическим факторам. При отсыпке вскрышных пород независимо от типа отвалов происходит разделение на откосе пород но крупности. При этом крупные куски скатываются но откосу и сосредотачиваются в нижней его части, а мелкие куски располагаются в верхней и средней частях откоса. Сегрегация отсыпаемых пород оказывает существенное влияние на устойчивость отвалов, отсыпаемых валовым способом без пространственно-временного распределения разных типов вскрышных пород в теле отвала. Следовательно, при определении предельных параметров откосов нельзя рассматривать тело отвала как изотропное с одинаковыми прочностными свойствами пород в разныл частях их расположения,
Существенное влияние на однородность отсыпаемых пород в отвал оказывает схема вскрытия и система разработки месторождения, направление и интенсивность отработки отдельных уступов и участков. Ввиду того, что наиболее слабые, выветрелые породы верхних вскрышных уступов отсыпаются, как правило, в нижние ярусы отвалов, то это негативным образом сказывается на устойчивости отвалов в целом. Поэтому последовательности отсыпки пород вскрыши в отвалы следует уделять значительно больше внимания, что будет способствовать повышению устойчивости отвалов и безопасности ведения горных работ. Во многом от этого зависит и интенсивность ведения отвальных работ, и выбираемые предельные параметры отвалов - высота и результирующий угол откоса,
Методика проведения и результаты лабораторных испытаний
Месторождение залегает в зоне разломов, вдоль которой за период с 1972 г. по 1982 г. зарегистрировано 11 землетрясений с выделившейся энергией 100 МДж. По результатам исследований ПНИИИ.С на территории района выделено 3 зоны сейсмичности: 7 баллов (15-20% площади района); 8 баллов (60-70%); 9 баллов (10-25%). Расче7ная сейсмическая балльность района принята равной S.
Район месторождения расположен в пределах Северо-Монгольской складчатой системы, по металлогени чес кому районированию относится к Орхопо-Селешинскому меднорудному поясу и ограничен с юга и юго-востока Селен гине кими глубинными разломами.
В геологическом строении территории предприятия принимают участие четвертичные отложения (делювиального, делювиалыю-пролювиалыюго и элювиальною происхождения) и скальные породы палеозойского возраста. Четвертичные отложения развиты в межгорных понижениях, в долинах рек и на склонах возвышенностей. Мощность их колеблется от нескольких метров на склонах возвышенностей до 30 и более метров в межгорных понижениях. Породы четвертичного возраста характеризуются пестрым литологическим составом, невыдержанностью по мощности и простиранию и представлены преимущественно суглинками и супесями с прослоями и линзами песков и щебенисто-дресвяного материала. Местами суглинки переходят в глины. В основании суглинков, на контакте со скальными породами, развиты дресвяные и щебенистые грунты.
Скальные породы палеозоя представлены гранодиоритами, диоритами, гранитами и диабазами и в пределах водораздела залегают на глубине 2-5 м от поверхности, а вниз по склону кровля их понижается до глубин 5-15 м и ниже. Минимальная мощность коры выветривания скальных пород (0,5-1,85 м) наблюдается на водоразделах и максимальная (до 6,5 м) — на склонах.
Рудное поле приурочено к массиву гранитоидов, слагающему ядро антиклинальной складки нижнепермских эффузивов, представленных порфиритами, кварцевыми порфирами, фельзитами и базальтами, прослеживающимися с туфами и туфоконгломератами Гранитоидный массив имеет северо-западное простирание и сложное внутреннее строение, в его составе преобладают порфировидные и порфировые разности гранодиори-тов, диоритов, плагиогранитов, подчиненное значение имеют лейкократо-вые граниты, сиенитдиориты и граносиениты. В интрузии широко распространены жильные и лайковые образования: андезитовые порфириты, гра-нодиорит-иорфиры, дацитовые порфиры и диоритовые порфириты, фель-зиты, сиенит-диоритовые порфиры, кварцевые порфиры и жилы. На участках рудной минерализации интрузивные породы сильно изменены - ок-варцованы, каолинизированы, серицитизированы, хлоригизированы. Широко развиты разрывные нарушения.
Рудоносная зона вытянута в северо-западном направлении на 25 км при ширине до 3 км. В пределах зоны выделены 4 участка, отличающихся особенностями внутреннего строения и степенью развития рудной минерализации: Северо-Заладш.тй, Центральный, Юго-Западный и Цыьтан-Чу.чуту.
Рудное тело Северо-Западного участка представляет собой штокверк протяженностью 2.8 км и шириной 0,5-1,3 км. Выход рудосодержащей интрузии на поверхность имел вид сопки (высотная отмоша 1600 м), которая к настоящему времени сработана почти до основания (отмеїка 1450 :л). В контуре штокверка от поверхности на глубину выделяется зона окисления (мощность зоны 10-90 м, средняя 40 м), зона вторичною сульфидного обогащения (мощность 0-300 м, средняя 140 м)5 зона первичных сульфидных руд (отмечается до проектного горизонта отработки 905 м).
Геологическое строение рудоносного массива весьма сложное: фланговые части и глубокие горизонты сложены биотитовыми и роговообман-ковьгми граниди о ригами, диоритами и п л агио гранитами, центральная часть - грани г-порфирам и и гранодиорлт-порфирами. Кроме того, строение массива осложнено дайками дацитовыз и сиенито-диоритовых порфи-ров, андезитовых порфиритов, фельзитов преимущественно северозападного простирания, мощность которых достигает 2-5 м. Дайки аидези-говых порфирнтов прослеживаются по золам повышенной трещиновато-сти, дробления и смятия jюрод. Широко разниты разрывные нарушения.
В процессе рулоо б разевания горные пород подвергались мстасомати-ческим изменениям, проявившимся в оюзарцевании, калишпатизации се-рицитшации, коалинитизации, хлоритизации, милонитизации. Трещины пород залечены карбонатом, гипсом, ангидритом, кварцем.
Зона выветрелых пород располагается но всей площади месторождения и имеет ясно выраженную вертикальную зональность. Выделяют комплекс покровных отложений мощностью 1-25 м и зону выщелачивания (окисления) мощностью до 100 м. Комплекс покровных отложений представлен песчанистыми глинами и обломками выветрелых ожелезнепных гран о диоритов. В результате физического выветривания породы верхней части превращены в дресву. Наряду с элювиально-делювиальными, огмечаются пролювиальные отложения (песчано-щебенистый грунт с глинистым заполнителем, крупно- и среднезернистый песок). Зона выщелачивания по существу являечея зоной химического выветривания пороги Она представлена разнозеряистыми гран оди оригами массивной и порфировид-пой текстуры, андезитовыми дапитами и метасоматичееки измененными порфиритамиг Вторичные изменения проявились в каолинизации, но стенкам трещин имеются налеты железа. Зона характеризуется интенсивной трещиноватоеibю. Трещины заполнены сершщт-кварц-гипсовым материалом. Мощность зоны выветрелых пород возрастает к южной части месторождения. Зона вторичного сульфидного обогащения и зона первичных сульфидных рул представлены одинаковыми петрографическими разностями гратнттоидов.
Исследование влияния гранулометрического состава на плотность отвальных пород
Характерной особенностью отвалообразования в условиях Жирекел-ского комбината является наличие в основаниях отвалов многолешемерз-лых пород.
В летнее время грунты оснований местами сильно обводнены, затор-фоваїїьт и в большинстве своем обладают низкими сдвиговыми характеристиками. Выполненные в предыдущей главе расчеты показали, что предельно допустимая высота отвалов, отсыпаемых на такое основание почти в два раза меньше возможной высоты отвалов, отсыпаемых в зимнее время на замерзшее основание. Очевидно, что для условии Жирекенского комбината и СП «Эрдэнэт» следует выбирать такую технологию отвалообразования, которая позволяла бы вести отсыпку отвалов максимальной высоты, как в зимнее, гак и в летнее время.
В настоящее время известен целый ряд таких технологий, сущность которых сводится к упрочнению различными способами оснований отвалов м спмих отвалов Известен способ отвалообразования, включающий отсыпку пород ярусами и формирование берм безопасности [119]. Однако недостатком этого способа является небольшая емкость отвалов, что достигается другой технологией, предложенной вработе [120]. Способ увеличения емкости отвала включает инженерную подготовку основания отвала путем сооружения, барьеров из железобетонных свай, связанных по верху балкой. Основным недостаїком зтих технологий является низкая эффективность отвал оо бразования вследствие проведення дорогостоящих технологических операций по упрочнению оснований отвалов с применением вспомогательных средств и оборудования. Повышение эффективности отвалообразования можно обеспечить за счет обоснованного нами пути снижения затрат на подготовку (упрочнение) основания [126,133]. Снижение затрат на подготовку основания в условиях многолетних пород достигается тем, что при разработке месторождений в районах многолетней мерзлоты инженерную подготовку основания отвала проводят следующим образом. В зимний период на замерзшее основание отвала площадью больше площади, необходимой для размещения отвалов пород в летнее время, на величину защитной бермы, обеспечивающей размещение отвалов в летнее время полностью на мерзлом основании, отсыпают перекрывающий слой пород мощностью не менее глубины оттаивания много-летнемерэлых пород в летний период. На подготавливаемое таким образом основание складируют породы и руды. Поясняющая схема формирования отвалов по предлагаемому способу управления устойчивостью отвалов приведена на рис. 5,1, Способ осуществляется следующим образом. В зимний период на замерзшее основание, характеризующееся высокой прочностью, производят отсыпку перекрывающего слоя из складируемых пород или руд, мощность которого устанавливают больше глубины оттаивания многолетнемерзлых пород в летний период. Это позволяет предотвратить оттаивание основа-ния в летний период и сохранить его высокие прочностные характеристики. Отсыпку перекрывающего слоя производят на площади, больше площади, необходимой для размещения пород в летнее время, на величину защитной бермы, обеспечивающей размещение отвалов в летнее время полностью на мерзлом основании. Расчеты показывают, что ширина берм должна быть не менее 20 м. Существенными признаками, обеспечивающими достижение поставленной цели предложенного являются: «в зимнее время на замерзшее основание отсыпают перекрывающий слой пород мощностью не менее толщины сезонной оттайки многолетне мер злых пород», что позволяет сохранить высокую прочность основания в летнее время без использования специальных средств отвалообразоваиия и5 тем самым, значительно снизить затраты на подготовку (укрепление) оснований; «площадь подготавливаемых оснований устанавливают больше площади, необходимой для размещения пород или руд в летнее время, на величину защитной бермы, обеспечивающей размещение отвалов в летнее время полностью на мерзлом основании», что позволяет производить отсыпку пород или руд в летнее время полностью на прочное основание, исключить оползневые явления на границе мерзлых и талых грунтов оснований и тем самым предотвратить деформации отвалов. Новизна предлагаемого изобретения заключается в использовании реологических свойств грунтов, а именно их способности значительно увеличивать прочностные свойства (сдвиговые характеристики) в замерзшем состоянии, для упрочнения оснований отвалов в летнее время. Описанный способ отвал о образования позволяет складировать породы и руды на прочное основание в течение всего года, а, следовательно, круглогодично вести отсыпку отвалов максимально возможной высоты — 93-110 м для рассмотренных условий. Заменив дорогостоящие специальные виды работ с использованием дополнительного оборудования по укреплению оснований на дешевые работы по сохранению прочности замерзших естесгвенным образом грунтов оснований, получают значительное повышение эффективности процесса отвал о образования в целом. Предлагаемый способ может быть использован и в других климатических регионах, однако использование искусственного замораживания грунтов несколько снизит его эффективность, Кроме того, предложенная технология отвалообразования проста в осуществлении и удобна для реализации. Для отсыпки отвалов на отдельных участках, где формирование перекрывающего слоя затруднено, предлагается следующая технологическая схема формирования отвала двумя предотвалами, отсыпаемыми в зимнее время.
Обоснование предельной высоты устойчивого отвала на слабом основании
При экономии затрат, они учитываются с плюсом, при увеличении заірап с минусом. Следует отметить, что характер изменения показатаїей эксплуатации, как при принятой технологии отвалообразования, гак и предлагаемой в течение сроков их применения примерно одинаковый и использование среднегодовых показателей не повлияет на точность сравнительной оценки их эффективности. Кроме того, гор но-геологи ! ее кие условия применения технологий отвалообразования идентичны.
Применение предлагаемых параметров устойчивых отвалов позволяет сокраіигь количество прокладываемых дорог. Согласно плану развития на пять лет при существующих параметрах укладка 2575 тыс. м породной массы в отвал № 2, потребовала бы разрезки отвала на 2 яруса, так как рельеф местности идет на понижение, а высо-та отвала уже сейчас превышает проектную, Разрезка отвала на 2 яруса влечет за собой дополнительные затраты на постройку дороги. Длина дороги при уклоне 0,7 и спуске на 40 м составит 560 м. Стоимость постройки 1 пот. м дороги шириной 10s5 м составит 600 руб. Отсюда стоимость прокладки дороги составит: Так как все расчеты ведутся на пятилетку, то приведенные затраты на постройку дорога составят По предлагаемой технологии отсыпку отвала № 2 предусматривается вести в 1 ярус высотой 93 м, что позволяет избежать постройки дополнительной дороги. Расчет эффективности за счет сокращения расстояния транспортирования торной массы ведется в следующей последовательности. Ведение отвалов одним ярусом позволяет при высоте отвала № 2 равной 93 м сократить расстояние транспортирования горной массы объемом 1ООО0 000 м3 на 0,56 км. Также за счет засыпки берм между ярусами, при отсыпке одним ярусом, сокращается расстояние транспортирования на 033 км горной массы объемом 370000 м3 на отвале «Сорокин» и на ,25 км при транспортировании на отвале № 2а объема 300000 м3 вскрыши. Расчет экономической эффективности от сокращения расстояния транспортирования горной массы приведен в табл. 5.2. На основании календарного плана развития предприятия за пятилетку намечено отсыпать в отвалы следующие объемы горной массы, приведенные в табл. 5.3. Расчет экономического эффекта за слот снижения объема планировочных работ ведется путем сравнения стоимости бульдозирования при разгрузке автосамосвалов на расстоянии 3.5 м от бровки отвалов (согласно проектного задания 1963 г.) и при разгрузке авто самосвал о в на расстоянии 1,4, 1,5 и 2,3 м от бровки до оси задних колес соответственно автосамосва-лов БелАЗ-7540. ЕелАЗ-7548 и БелАЗ-7519 (предлагаемый вариант). При этом принимается во внимание, что за базовый вариант принимается технология отвалов браз о вания, при которой разгрузка а в го самосвалов осуществляется таким образом, что 30% породы из кузова актосамосвала ссыпается самотеком под откос, а 70% породы бульдозеру стоя. Общее количество бульдозеров типа Т-ЗЗЕ), имеющихся па транспортно-отвальном участке 10 шт. in которых 4 заняты на постройке дорог, зачистке уступов или находятся в ремонте. Среди его до вое количество -бульдозеров занятых для плапирово шык работ ла отвалах 6 шт, При принятой на комбинате 5-дневной неделе и 3-сменмом режиме работы, число рабочих смен использования бульдозера составляет Тогда количество машиносмен отработанных 6 бульдозерами на планировочных работах в течение гола составили В диссертационной работе решена актуальная научная задача, заключающаяся в разработке методов обеспечения устойчивости отвалов на слабом основании, базирующихся на их конструктивных параметрах, определяемых с максимальным учетом прочностных свойств техногенного массива и элементов технологии для повышения эффективЕюсти и безопасности разработки месторождений. На основании результатов выполненных лабораторных, натурных и аналитических исследований можно сделать следующие выводы: 1, Параметры устойчивых отвалов должны, устанавливаться независимо с учетом опенки предельной несущей способности оснований под отва лами и прочностных свойств техногенного отсыпаемого массива. За ба зовые значения прочностных свойств необходимо принимать величины поданным натурных испытаний, 2. Параметры устойчивых отвалов целесообразно определять с учетом ус тановленной закономерности изменения плотности пород и руд в соот ветствии с распределением гранулометрического состава по высоте от вала и величине уплотняющей нагрузки, создаваемой слоем вышеле жащих пород. 3. Установлено, что предельно допустимая высота отсыпаемых отвалов в условиях слабо прочных оснований на практике может быть существенно увеличена путем сохранения прочности замерзших естественным способом грунтов посредством отсылки защитного слоя, 4. Мощность защитного слоя следует определять по разработанному аналитическому методу, учитывающему коэффициент фильтрации и высоту слоя выпавших осадков, максимальное значение отрицательной температуры при замерзании пленочной влаги отвальной породы и ее пространстве нно-временного положения в летний период. 5. Предложенные технические решения по отсыпке отвалов дают возможность складировать породы и руды на прочное основание в течении всего года, а следовательно, круглогодично вести отсыпку отвалов максимально возможной высоты. 6. Выполненное гсомепаническое обоснование увеличения высоты отсыпаемых отвалов и уменьшения расстояния разгрузки автосамосвалов до бровки отвалов позволили на ряде горнодобывающих предприятий су щественно сократить расстояние транспортировки и снизить объемы планировочных работ со значительным получением прибыли.
