Маркшейдерське забезпечення спостереження за зсувом гірських порід при відкритій розробці
Спостереження за зрушеннями і деформаціями масиву гірських порід. Оцінка напруженого стану масиву. Маркшейдерські роботи при рекультивації земної поверхні і при ліквідації робіт в кар'єрах. Маркшейдерське забезпечення дослідження та прогнозування зсувів.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | реферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 07.06.2020 |
| Размер файла | 233,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
РЕФЕРАТ
На тему:
Маркшейдерське забезпечення спостереження за зсувом гірських порід при відкритій розробці
Виконала Кот Ольга
Студентка гр. ГГ-19-1М
Викладач: Подойніцина Т.О.
Кривий Ріг - 2020
ЗМІСТ
- ВСТУП
- 1. Зрушення порід при відкритій розробці
- 1.2 Спостереження за зрушенням порід на кар'єрах
- 1.3 Геофізичні методи
- 2. Маркшейдерські роботи по забезпеченню стійкості укосів на кар'єрах
- 3. Методи вивчення процесу зсування
- 3.1 Інструментальні спостереження
- 3.2 Спостережні станції
- 4. Маркшейдерські роботи при рекультивації земної поверхні і при ліквідації робіт в кар'єрах
- ВИСНОВКИ
- ЛІТЕРАТУРА
ВСТУП
Тема маркшейдерське забезпечення спостереження за зсувом гірських порід при відкритій розробці на даний момент є дуже актуальною. За останні роки видобуток залізної руди відбувається на дуже великих глибинах та великих площинах. Тому зсуви створюють велику небезпеку для гірничих інженерів У практиці розробки рудних родовищ застосовуються різні принципи і методи зйомки очисного простору. Номенклатура маркшейдерської-геодезичних методів вивчення зсувів досить різноманітна і включає різні види зйомок. Маркшейдерські спостереження за зсувами відбуваються зі спостережних станцій. Класифікація методів зйомки може бути проведена на основі фізико-геометричних принципів і гірничотехнічних умов застосування приладів.
Для написання даного реферату було використано багато літературних джерел, опрацьовано праці видатних вчених з області гірництва, геологів, маркшейдерів. У даному рефераті я розглянула такі питання як:
1. Загальні відомості про процес зсування гірських порід
2. Маркшейдерські роботи по забезпеченню стійкості укосів на кар'єрах.
3. Методи вивчення процесу зсування
4. Маркшейдерські роботи при рекультивації земної поверхні і при ліквідації робіт в кар'єрах
Актуальність роботи полягає у вдосконаленні методики спостереження за зрушеннями і деформаціями та оцінки напруженого стану масиву гірських порід.
Метою роботи є підвищення ефективності маркшейдерського забезпечення при дослідженні та прогнозуванні зсувів земної поверхні.
Об'єктом дослідження є маркшейдерські роботи при дослідженні та прогнозуванні зсувів і деформацій земної поверхні.
Предмет дослідження - гірський масив та земна поверхня.
1. Зрушення порід при відкритій розробці
У міру оснащення гірської промисловості новими потужними технічними засобами все більше число родовищ відпрацьовують відкритим способом, при якому вплив вибухових робіт на всі аспекти і параметри розробки істотно зростає. Глибина відкритої розробки окремих родовищ СРСР перевищила 400 м. Будують і експлуатують кар'єри, розраховані на глибину розробки 500 м і більше. Технологія відкритої розробки родовища і параметри системи розробки в значній мірі визначаються особливостями зрушень і деформацій гірських порід в кожних конкретних умовах.
Деформації порід в кар'єрі починаються зазвичай відразу ж після утворення відкритої гірничої виробки і відбуваються практично протягом усього терміну її служби. Розрізняють безперервні і циклічні процеси. До безперервним, тобто тим, що відбувається практично з постійною швидкістю, відносять осідання, осипи, суфозійними і поверхневі опливання, до циклічних, тобто йде зі змінною швидкість, - зсуви, обрушення і т.д. Найбільшу небезпеку становлять циклічні процеси.
Для правильного проектування і ведення гірничих робіт необхідно знати форми прояву процесів зрушення і вміти прогнозувати характер їх розвитку та можливі наслідки. Необхідно також надійно визначати заходи і розраховувати основні параметри (форми уступів і бортів кар'єрів, їх висоту і ін.), що забезпечують стійкість уступів, бортів і відвалів в період розробки. Розглянемо основні форми прояви процесів зрушення на кар'єрах.
Зсув - повільне зміщення мас гірських порід, що складають укіс (А іноді його підстава), що відбувається у вигляді ковзного руху між зміщаються породами і нерухомим масивом. Це найбільш поширений і великий вид порушення стійкості укосів, пов'язаний з наявністю в товщі порід пластичних прошарків, верств і слабких контактів. Зсуви відбуваються при кутах нахилів бортів і укосів уступів пологіше 250-350. Активна стадія зсувів протікає протягом значного часу (від декількох годин до місяців). Оскільки зсуви нерідко втягують в рух значні маси гірських порід (до декількох млн. кубічних метрів), вони є часто причиною повного припинення робіт в кар'єрах.
Розвиток зсуву супроводжується зазвичай утворенням тріщин відриву, розміри яких характеризують глибиною їх поширення, шириною розкриття і протяжністю. За швидкістю розвитку тріщин можна судити про хід розвивається деформації. Її називають іноді швидкістю посування відривається блоку.
Зсувній цикл складається з процесу переходу масиву порід, прилеглих до укосу, з рівноважного в нерівноважний стан і потім - в новий рівноважний стан.
Обвалення - швидке зміщення породних мас або блоків і пачок порід, що складають укіс, що супроводжується дробленням зміщуючої частини масиву. Поверхня відриву обвалюються порід, як правило, збігається з різного роду структурними послабленнями масиву і має нахил, що перевищує кут внутрішнього тертя. Тому після подолання сил зчеплення відірвався масив не може втриматися на цій поверхні силами тертя і переміщається вниз до підошви укосу. Активна стадія обвалення протікає практично миттєво, що становить велику небезпеку для людей і механізмів, що працюють на нижчих уступах. Обвалення при кутах укосів перевищують 250-350 і захоплюють іноді значні частини масивів гірських порід.
Зсув - переміщення у вигляді потоку насичених водою до текучого стану деяких різновидів піщано-глинистих порід порушеної структури (пилуватих пісків і глин, лісовидних суглинків і льосів), які розтікаються по майданчиках уступів під кутом 40-60 і менш. Опливи захоплюють значні обсяги порід, розвиваються вельми інтенсивно, часто набуваючи катастрофічного характеру.
Осип - руйнування і зміщення приповерхневої частини крутих схилів. Осипу формуються протягом значного періоду часу (кілька років) і характерні для всіх типів гірських порід. Вони викликають вирівнювання загального кута нахилу борта кар'єру за рахунок зменшення майданчиків уступів. Відомі випадки, коли осипи стали джерелом освіти більших порушень стійкості: зсувів, опливів і ін.
Просадка - нерівномірне вертикальне опускання майданчиків уступові поверхні відвалів, складених високопористого пухкими і порушеної структури під впливом власної ваги, зовнішніх перегрузок, зволоження атмосферними опадами, динамічних навантажень і т.п.
При просадках, як правило, не утворюється суцільний поверхні ковзання. Зазвичай це найменш небезпечний вид порушення стійкості, однак в певних умовах він може служити причиною серйозних порушень режиму роботи, аварій і травм.
Фільтраційні деформації, викликані підземними водами, поділяють на опливання, випар, механічну суфозію і фільтраційний винос вздовж тріщин. Опливання пов'язано з переносом перевідкладених ґрунтових частинок підземними водами, що випливають на укіс в межах ділянки. Найбільший розвиток цей процес отримує в піщаних ґрунтах.
Фільтраційний випар - це порушення стійкості частково підтоплених піщаних укосів, при якому починає рухатися деякий його обсяг. Випар відбувається під впливом сил тяжкості і гідродинамічного тиску.
Механічна суфозія - це винос дрібних частинок з масиву гірських порід під впливом гідродинамічних сил.
1.2 Спостереження за зрушенням порід на кар'єрах
Ефективність та безпечність розробки родовищ відкритим способом значною мірою залежать від надійності вихідних даних, прийнятих при проектуванні кар'єрів і використовуваних в період їх будівництва і експлуатації.
Оскільки на характеристики процесів зрушення гірських порід впливають багато факторів, не всі з яких бувають досить добре вивчені до початку будівництва і експлуатації родовищ, роботи в кар'єрах ведуть, як правило, під контролем інструментальних і візуальних спостережень. За результатами цих спостережень конкретизується механіка процесу зрушення порід на кар'єрах, коректують параметри кар'єрів і розробляють протидеформаційні заходи.
Згідно «Інструкції по спостереженнями за деформаціями бортів, укосів, уступів і відвалів на кар'єрах і розробці заходів щодо забезпечення їх стійкості» при відкритому способі відпрацювання родовищ необхідно виконувати наступний комплекс робіт (або частина його):
а) проводити систематичні окомірні спостереження за станом укосів в кар'єрі і на відвалах;
б) вивчати геологічні і гідрогеологічні умови родовища умови залягання породних шарів, структуру масиву корисної копалини, налягають і порід, що вміщають, порід підстави відвалів;
в) виявляти зони і ділянки можливого прояву руйнівних деформацій укосів на кар'єрах і організовувати на цих ділянках стаціонарні інструментальні спостереження;
г) проводити інструментальні спостереження за деформаціями бортів уступів і укосів відвалів;
д) вивчати що виникають порушення стійкості, встановлювати їх характер, ступінь небезпеки і причини виникнення, документувати їх;
е) складати проекти штучного зміцнення ослаблених зон і ділянок, контрфорсів, привантажень укосів, спеціальною технологією гірничих робіт та інших заходів по боротьбі з руйнуваннями укосів на кар'єрах;
ж) здійснювати систематичний контроль за станом протидеформаційні споруд і виконанням заходів, що запобігають розвитку порушень стійкості укосів;
з) стежити за дотриманням проектних параметрів укосів уступів, відвалів і бортів кар'єрів, коригувати кути укосів робочих уступів і окремих ділянок робочих бортів.
Методика закладки станцій спостереження і проведення спостережень на них визначається поставленими завданнями і умовами розробки родовища.
Для проведення інструментальних спостережень за деформаціями бортів кар'єрів і укосів відвалів закладають спеціальні спостережні станції, що складаються, як правило, з декількох профільних ліній ґрунтових реперів.
Спостереження на цих станціях повинні починатися одночасно з початком розвитку розкривних робіт на кар'єрах.
Спостережні станції закладають по проектам, що містить план станції в масштабі 1: 1000 або 1: 2000, коротку пояснювальну записку і відповідні геологічні карти і розрізи. Репери спостережної станції розташовують по лініях, перпендикулярних до простирання борту кар'єру в граничному положенні. Крайні пункти профільної лінії закладають поза зоною деформацій, що виникають при поглибленні кар'єра до проектної глибини. Зазвичай лінії розташовують по всьому кар'єру (Через обидва протилежні борти і дно кар'єра), а при великій глибині кар'єра їх закладають на кожному борту кар'єра самостійно.
Профільна лінія складається з опорних і робочих реперів. Опорні репери повинні знаходитися поза зоною деформацій в кількості не менше двох на кожній стороні. Відстань між опорними реперами приймають 20 м і більше.
Робочі репери закладають по лініях, що примикають до кар'єрів і на майданчиках (бермах) уступів або ярусів відвалу. Довжина ліній на земній поверхні повинна бути не менше 1,5H, де H - глибина кар'єру (рис. 1.). Відстані між реперами на цих лініях залежно від їх видалення від верхньої бровки борту кар'єру повинні бути наступними:
а) на ділянці призми можливого зсуву (обвалу) - від 5 до 15 м;
б) з видаленням від верхньої бровки кар'єра - від 15 до 30 м.
На кожному майданчику уступу закладають не менше двох реперів: один поблизу бровки уступу, інший біля підніжжя вищерозташованого уступу.
Рис. 1. Схема профільної лінії для спостереження за деформаціями бортів кар'єру
Вихідні репери, до яких виробляють прив'язку опорних реперів всіх ліній, повинні бути в місцях, що забезпечують незмінність їх положення протягом усього часу виробництва спостережень, т. е. поза зоною впливу гірничих робіт і за межами зони можливого осідання земної поверхні від зниження рівня підземних вод при дренажі кар'єрного поля.
Інструментальні спостереження і їх обробка складаються в основному з тих же операцій, що і при підземній розробці родовищ, але при цьому особливу увагу звертають на напрям і швидкість зсуву реперів, на характер, протяжність і ширину тріщин на земній поверхні і бермах уступів.
Частоту спостережень встановлюють залежно від інтенсивності процесу зрушення і вирішуваних завдань. Вона коливається від п'ятдесяти днів до одного року. В окремих випадках (при спостереженнях за активними зсувами зі швидкостями зсуву 10 мм/добу і більше) спостереження проводять щодня і навіть кілька разів на добу (при швидкостях, близьких до критичних, т. е. що передують зриву зсуву).
На ділянках, де візуальним обстеженням виявлені ознаки формуються порушень стійкості укосів, часто виробляють спрощені маркшейдерські спостереження. З цією метою закладають тимчасові спостережні станції, що складаються зі звичайних дерев'яних кілків і металевих стрижнів, що забиваються в ґрунт.
Для спостереження за розкриттям тріщин закладають парні репери (по обидві сторони від тріщини), що представляють собою кілки або стійки із закріпленими на них телескопічними оцифрованими рейками, мірними стрічками або дротами. Спрощені спостереження за осипання породи складаються у вимірі відстаней від осипи до реперів, які закладаються горизонтально по схилу вище рівня осипи з інтервалом 1 м, і відстаней від поверхні укосу до рейки, що з'єднує головки зазначених реперів. На ділянках між сусідніми реперами проводять вимірювання кутів укосу.
Для спостереження за великими зсувами і визначення їх розвитку у часі і просторі застосовують метод наземної стереофотограмметричної зйомки. Цей метод дозволяє охопити спостереженнями недоступні і небезпечні місця уступів і бортів кар'єрів, оперативно і в великому обсязі отримувати необхідну інформацію про стан кар'єрів. він менш трудомісткий, ніж традиційні маркшейдерські спостереження, і виключає необхідність побудови наглядових станцій, що вельми важливо при зйомці крутих схилів, уступів, а також робочих майданчиків, існуючих нетривалий час.
1.3 Геофізичні методи
Їх використовують для діагностики, пов'язаної з визначенням зон підвищеної концентрації або неоднорідностей гірського масиву, пружно-пластичних властивостей гірських порід, контролю ПДВ гірського масиву в процесі ведення і розвитку гірничих робіт (Геомеханічна і як складова частина, сейсмічний моніторинг) для забезпечення стійкості гірничих виробок, профілактики та запобігання динамічного прояву гірського тиску, прогнозу різних ділянок масиву гірських порід і руд за ступенем ударонебебзпечності. Для розширення застосування геофізичних методів необхідне створення малогабаритних перешкодостійких засобів реєстрації параметрів вимірювань, методології інтерпретації результатів натурних спостережень, повірки та стандартизації апаратури.
Акустичний метод. Заснований на здатності гірських порід генерувати пружні звукові імпульси мікронарушеності при зміні напруженого стану. При цьому методі критерієм є число виникають в масиві пружних імпульсів в одиницю часу. Метод ефективний в скельних породах.
Сейсмічний метод. Заснований на дослідженні залежності швидкості поширення пружних хвиль в гірських породах від їх рівня напруженості при проведенні сейсмоакустичного проникання або профілювання. Збільшення швидкості поздовжніх хвиль характеризує збільшення напруженого стану гірського масиву. Відповідно зміни швидкостей пружних хвиль відбувається зміна інших параметрів пружно-пластичних властивостей гірського масиву, прийнятих як критерії його ПДВ: хвильового опору середовища, модулів пружності, об'ємного стиснення, зсуву, коефіцієнтів Пуассона і поглинання. Реєстрація сейсмовзривних хвиль, дозволяє отримати характеристику поля динамічних напружень, максимальні амплітуди і швидкості зсуву гірського масиву, загасання пружної хвилі в міру віддалення від місця вибуху. За параметрами максимальної швидкості зсуву і загасання пружної хвилі обчислюють максимальні деформації стиснення і розтягування, а від них переходять до значень максимальних стискаючих і розтягуючих напружень. Безпечна відпрацювання родовища в значній мірі залежить від характеру і інтенсивності сейсмовзривних хвиль і стану масиву, передає вибухові струсу.
Електрометричний метод. Заснований на залежності між питомою електрометричним опором і електропровідністю гірських порід і діючими в них напруженнями. Метод ефективний в напівскельних і скельних породах з високою мікропористої, так як він полягає у визначенні повної провідності порових вод в гірських породах. Абсолютне значення напруженого стану масиву можна визначити тільки розвантаженням. Акустичні, сейсмоакустичні, сейсмічні методи, апаратура, методика спостережень і інтерпретація їх результатів застосовані для оцінки ПДВ гірського масиву і визначення ступеня динамічного прояву гірського тиску на рудних родовищах України.
2. Маркшейдерські роботи по забезпеченню стійкості укосів на кар'єрах
Глибина багатьох кар'єрів в даний час вже досягла декількох сотень метрів. Висота відвалів розкривних порід в умовах нагірних кар'єрів іноді досягає 200 м і більше. У зв'язку з цим питання стійкості укосів бортів і відвалів відносяться до числа найбільш актуальних для відкритих розробок, так як з ними пов'язано проведення заходів щодо забезпечення безпеки виробництва гірських робіт і підвищенню техніко-економічних показників гірничого підприємства. Зокрема, збільшення загального кута нахилу борта всього лише на 1° при глибині кар'єру 300 м призводить до скорочення обсягу розкриву на 3 млн. М 3 на кожен кілометр протяжності борту.
Розрахунок кута укосу, що забезпечує його стійкість при проектуванні кар'єрів, базується на наближених фактичних вихідних даних.
У процесі експлуатації родовища уточнюються численні фактори, що впливають на стійкість укосів. Для попередження можливих порушень стійкості укосів маркшейдери виробляють систематичні інструментальні спостереження. При окремих порушеннях дані маркшейдерських спостережень дозволяють встановлювати причини і характер порушень стійкості укосів, які враховуються при коригуванні параметрів укосів на інших ділянках даного кар'єра чи на інших кар'єрах з аналогічними умовами.
Основними факторами, що сприяють розвитку деформації укосів на кар'єрах:
1. наявність поверхонь ослаблення - тектонічних порушень, слабких контактів між шарами і т.д.;
2. обводненість порід і слабка їх дренованість;
3. інтенсивна тріщинуватість масиву борту;
4. наявність прошарків обводнених глинистих порід.
Основними причинами розвитку деформації укосів є:
а) невідповідність кутів, обриси і висот укосів даними геологічними умовами, тобто неправильний розрахунок кута укосу;
б) відсутність або неефективність дренажу;
в) неправильне ведення гірничих робіт (масові вибухи поблизу борту кар'єру і черговість відпрацювання ділянок).
Інструментальні маркшейдерські спостереження за зрушенням укосів дозволяють виявити ранню стадію виникнення зсувів і прийняти відповідні заходи: визначити кількісні показники розвитку деформації на окремих ділянках, встановити характер зсувного процесу і показники опірності на зрушення для всього масиву гірських порід.
Спостережна станція складається з декількох профільних ліній, розташованих навхрест простягання укосів. Довжини профільних ліній встановлюють з таким розрахунком, щоб їх кінці розташовувалися на відстані 100-150 м поза зоною очікуваної деформації після відпрацювання кар'єра на всю глибину. По кожній профільній лінії закладають репери. Опорні репери за межами очікуваної зони зрушень закладаються на відстані 20-40 м один від одного, а робочі репери в межах очікуваної зони зсування - через 5-20 м. Конструкція реперів повинна забезпечувати міцний зв'язок з масивом гірських порід, а глибина їх підстави повинна бути більше глибини промерзання ґрунтів на 0,4-0,5 м. Головки реперних знаків повинні бути напівсферичними, з отворами в середині.
маркшейдерський зрушення деформація рекультивація гірський порода
3. Методи вивчення процесу зсування
Вивчення процесу зсування гірських порід і земної поверхні здійснюється за допомогою таких методів:
1) маркшейдерські інструментальні спостереження на місцевості за зсуванням земної поверхні;
2) спостереження на місцевості за зсуванням гірських масивів;
3) лабораторні дослідження процесу зсування на фізичних моделях;
4) аналітичні дослідження процесу зсування на математичних моделях.
3.1 Інструментальні спостереження
Інструментальні спостереження по кожній профільній лінії і в кожній серії включають наступні вимірювання:
а) нівелювання всіх реперів, починаючи від опорних;
б) вимірювання відстаней між реперами;
в) зйомку тріщин та інших особливостей з'явилися після попередньої серії спостереження. Проміжок часу між серіями спостережень залежить від інтенсивності зрушень і становить від 5-10 днів до одного року. Результати спостережень вважаються задовільними, якщо при подвійних вимірах між реперами різниця перевищень з двох геометричних нівеліровок? ± 3 мм, різниця горизонтальних відстаней? ± 2 мм.
За результатами цих спостережень для всіх реперів визначають горизонтальні і вертикальні складові зміщень і по ним - величину і напрям загального вектора зсуву.
Встановлення характеру зсувів за результатами маркшейдерських спостережень
Вектори здвигів, визначені за даними маркшейдерських спостережень, дозволяють зробити прогноз характеру зміщення частини масиву гірських порід. Цей прогноз заснований на тому, що вектори зміщень приблизно паралельні відповідним ділянкам поверхонь ковзань.
Якщо, наприклад, вектори зрушенні для всіх реперів спостережної станції або її ділянки змінюють свій напрямок закономірно, плавно вирівнюючись до основи, а за величиною зверху вниз вони майже однакові, можна зроблений вод, що на даній ділянці обвальне тіло рухається по плавній криволінійної поверхні як одне ціле, без відносних зсувів окремих його частин.
У цьому випадку, користуючись напрямками векторів переміщення реперів, наближене положення поверхні ковзання будується наступним чином На профілі, де зображені в тому ж масштабі вектори зміщень реперів, від їх середини вставляє перпендикуляри у бік масиву. Від верхньої тріщини відриву і нижньої лінії насування проводять відрізки, паралельні векторам здвигів крайніх реперів до середини між перпендикулярами, проведеними від даних і наступних векторів. Потім аналогічно проводять ламані лінії, паралельні наступним векторах зрушень і т.д. Якщо ламані лінії, проведені з верхніх і нижніх кінців зсувної ділянки, не замикаються, то, проводять згладжену криву.
У тих випадках, коли вектори зсування всіх реперів паралельні між собою і нашаруванню порід, то це вказує на ковзання частині масиву по цій поверхні.
3.2 Спостережні станції
Типові спостережні станції закладають для визначення параметрів процесу зсування, встановлення характеру розподілу зсування і деформацій земної поверхні в мульді зсування, а також характеру їх накопичень при вийманні світи пластів або одного пласта на кількох горизонтах. Термін існування станції - від одного року до кількох десятиліть.
Спеціальні спостережні станції закладають для вивчення зсування земної поверхні, а саме для визначення умов і місць утворення зосереджених деформацій (тріщин, уступів) над виходами пластів і порушень під наноси, для встановлення взаємозв`язку ґрунту і споруд при підробці; для контролю відповідності фактичних деформацій розрахунковим; для дослідження характеру накопичення деформацій при багаторазовому оконтурюванні запобіжних ціликів тощо.
Рис. 2. Визначення довжини профільної лінії спостережної станції при куту падіння пласта до 25: а - план; б, в - розрізи відповідно навхрест та за простяганням пласта.
4. Маркшейдерські роботи при рекультивації земної поверхні і при ліквідації робіт в кар'єрах
Маркшейдерські роботи по забезпеченню стійкості бортів відпрацьованих кар'єрів й схоронності прилеглих до них територій включають: оцінку тривалої стійкості бортів, спостереження за деформацією прилеглої до кар'єрів смуги земної поверхні, розробку заходів запобігання небезпечних деформацій прибортової смуги земної поверхні.
Оцінка тривалої стійкості бортів погашених кар'єрів виробляється на основі детального вивчення геологічної будови бортів в граничному контурі кар'єра і всіх інженерно-геологічних факторів, що впливають на стійкість укосів. Особливу увагу при цій оцінці приділяється питанням тривалої міцності порід, їх вивітрюванню з плином часу, зміни гідрогеологічних умов в бортах кар'єрів.
При затопленні кар'єрів після їх відпрацювання найменший коефіцієнт запасу стійкості бортів виходить при їх підтопленні приблизно на 0,3 їх висоти. Тому розрахунок стійкості проводиться як непідтоплення борту - при найбільш несприятливому положенні депресійної поверхні в борту, так і підтопленого - при найбільш несприятливому рівні води в кар'єрі. Погіршення стійкості борта при його частковому підтопленні пов'язано зі зменшенням сил тертя в зоні призми упору внаслідок її гідростатичного зважування. Стійкість поліпшується при повному підтопленні борта, коли гідростатичному зважуванню піддається також і призма активного тиску. У зв'язку з цим, якщо прийнято рішення про збереження кар'єра в затопленому стані, необхідно форсувати повне затоплення кар'єру.
Найбільш відповідальною частиною маркшейдерських робіт при погашенні кар'єрів є забезпечення безпечної схоронності прилеглих до кар'єрів територій.
Залежно від геологічної будови окремих ділянок бортів і верхніх уступів земна поверхня навколо погашеного кар'єра буде зазнавати різного роду деформації.
Досвід відкритих розробок показує, що при загальному коефіцієнті запасу стійкості 1,2-1,25 в межах призми, обмеженої найбільш слабкою поверхнею, виникають зсуви до 50-70 мм. При коефіцієнті 1,1-1,15 вони досягають величин 0,5-2 м з утворенням відкритих тріщин, при коефіцієнті запасу менше 1,1 з плином часу можливе утворення зповзання борту.
При складанні проекту на доопрацювання кар'єра і його погашення має бути проведено районування бортів за ступенем їх загальної стійкості і ступеня стійкості верхніх уступів при їх збереженні в сухому стані і після затоплення кар'єру.
Якщо територія навколо кар'єру забудована, то необхідно скласти прогноз очікуваних деформацій земної поверхні навколо кар'єру, пов'язаних як з Загальною деформацією борта залежно від коефіцієнта запасу стійкості, так і з можливим розвитком зсувів верхніх уступів.
Прогнозна оцінка очікуваних деформацій уточнюється шляхом інструментальних спостережень за деформаціями прибортової смуги земної поверхні за методикою, аналогічною методикою спостережень за зрушенням земної поверхні при підземній розробці родовищ.
Якщо очікувані деформації земної поверхні навколо кар'єру перевищують допустимі для наявних на цій території споруд, то повинні бути вжиті заходи щодо зменшення деформацій, якщо з економічних міркувань це виправдовується.
В якості заходів, що підвищують коефіцієнт запасу стійкості і, отже, зменшують деформацій бортів, застосовуються:
· підпір нижньої частини борта відвалами порід
· виположування верхній частині борту
· залишення запобіжних ціликів
· збереження дренажу бортів.
Всі ці заходи можуть бути виражені в кількісній формі шляхом розрахунку на стійкість при необхідній заданій величині підвищення коефіцієнта запасу стійкості.
Для запобігання зсувів і обвалень окремих ділянок верхніх уступів можуть бути застосовані наступні заходи:
· відкіс уступів
· привантаження укосів дренуючим матеріалом
· планування прибортової смуги земної поверхні з метою запобігання скупчення води
· штучне зміцнення тих ділянок укосів, де їх виположування і відкіс неможливі через близького до укосу розташування споруд
ВИСНОВКИ
У даному рефераті було розглянуте питання маркшейдерське забезпечення спостереження за зсувом гірських порід при відкритій розробці. Перший розділ було присвячено: зрушенням порід при відкритій розробці, . спостереження за зрушенням порід на кар'єрах та геофізичні методи. У другому розділі було конкретно розглянуто маркшейдерські роботи по забезпеченню стійкості укосів на кар'єрах. У третьому розділі я розглянула такі питання: методи вивчення процесу зсування, інструментальні спостереження, спостережні станції. Останній розділ було присвячено роботам при рекультивації земної поверхні.
Одним із аспектів даного реферату було завдання розглянути геофізичні методи при відкритій розробці. Я розглянула такі методі: акустичний, сейсмічний, електрометричний. Кожне з цих методі має власні переваги та недоліки, тому виокремити якийсь один я не можу, тому що кожен метод застосовується при різних умовах, і там де не підійде електрометричний, то підійде акустичний, так як він більш націлений на скальні породи.
Отже, використання різних геофізичних методів спостереження дозволяє вивчити різні фізико-механічні властивості гірських порід, проаналізувати мінливість напружено-деформованого стану гірського масиву від впливу гравітаційних та інших сил, критичних напружень, при яких здійснюється руйнування порід. Кожен з цих методів має свою область застосування, апаратурну особливість, точність вимірювання інформаційних параметрів, але використання геофізичних методів спостереження у сукупності з традиційними маркшейдерсько-геодезичними спостереженнями дозволяє забезпечити ефективне та безпечне використання різних способів та систем розробок корисних копалин.
Під час аналізу літературних джерел встановлено, використання геофізичних методів спостереження дозволяє оперативно, при менших затратах часу і коштів, з досить великою повнотою охарактеризувати процес зсуву порід в гірському масиві, а також попередити раптовість виникнення воронок на земній поверхні.
ЛІТЕРАТУРА
1. Бердичевский Н.П., Кобзова В.М., Билинский А.И. Физическое моделирование в геоэлектрике. Киев; «Наукова думка», 1987.
2. Демин А.М. Закономерности появлений деформаций откосов в карьерах. М.; «Наука», 1981 -144 с.
3. Здещиц В.М., Сидоренко В.Д. Сучасна техніка виявлення підземних порожнеч / Вісник Криворізького технічного університету. - Кривий Ріг: КТУ. - Вип. 29, 2011. - С. 59-64.
4. Здещиц В.М. Виявлення підземних порожнеч в гірському масиві методом спектрального сейсмічного профілювання / В.М. Здещиц, В.Д. Сидоренко // Гірничий вісник. - 2013. - Кривий Ріг - Вип. 96.- С. 93-97.
5. Инструкция по наблюдениям за сдвижением горных пород и земной поверхности при подземной разработке рудных месторождений. / М-во. цвет. мет. СССР. Горное управление: Введена 03.07.86. - Разработана ВНИМИ, ВНИПИгорцвет. - М.: Недра, 1988. - 112 с.
6. Инструкция по производству маркшейдерских работ. - М.: Недра, 1987. - 240 с.
7. Монахов А.В., Сазонов А.В., Шолох Н.В., Яковенко А.Л. Развитие процесса сдвижения при отработке слепых рудных залежей в Криворожском бассейне // Вісник Криворізького технічного університету. - 2011. - Кривий Ріг - Вип. 29. - С. 82-87.
8. Направления дополнительного совершенствования маркшейдерского обслуживания разрезов с применением микрокомпьютеров / М. Маждраков, Г. Трапов, Т. Трендафилов и др. // Сб. Прогноз и принципы создания АСУ, - София: Шахты, 1985.
9. Правила охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ в Криворожском железорудном бассейне. Ленинград: ВНИМИ, 1975. - 68 с.
10. Сазонов В.А., Сосик Д.И. Геофизика в маркшейдерском деле. М.; «Недра», 1989 - 120 с.
11. Сидоренко В.Д., Федоренко П.Й., Шолох М.В. Автоматизація маркшейдерських робіт: Навчальний посібник. -2-е вид., перероб. і доп. Кривий Рiг: Мінерал, 2006. - 344 с.
12. Сидоренко В.Д., Шолох Н.В. Использование GPS-аппаратуры для наблюдений за сдвижением горных пород и земной поверхности в Кривбассе / Збірник доповідей науково-технічної конференції «Сталий розвиток гірничо-металургійної промисловості» 18-22 травня 2004 р., том 1, Кривий Ріг, КТУ, 2004, С. 97-100.
13. Стрельцов В.И., Могильный С.Г. Маркшейдерское обеспечение природопользования. - М.: Недра, 1989.
14. Шолох М.В. Дослідження впливу близьких до поверхні пустот на експлуатацію залізорудних родовищ Кривбасу / М.В. Шолох, К.С. Єлезов // Вісник Криворізького технічного університету. - Кривий Ріг, 2011. - Вип. 28. - С. 39-43.
15. Baranowski M. Zastosowanie fotogrammetrii w miernictwie podzemnym / M. Baranowski // Prz. gorniczy. - 1974. - Vol. 30. - №11. - Р. 571-577.
16. Herzinger C.M. Ellipsometric determination of optical constants / C. M. Herzinger, B. Johs, McGahan and J. A. Woollan. - 1995. - 123 p.
17. Deeper open pits // International Mining. - №10. - 2009. - P. 52-55.
18. New issues in PC graphics Mc Nierney E. D. "Dr. Dobb's J." 1986, 11, №11, 30-32, 35-36, 38.
19. Sloan S. A fast algorithm for constructing Debaunay triangulation in the plane.- In: Adv. Eng. Software, Vol. 9, №1, 1987, P. 34-55.
Размещено на allbest.ru
...Подобные документы
Розкривні роботи, видалення гірських порід. Розтин родовища корисної копалини. Особливості рудних родовищ. Визначальні елементи траншеї. Руйнування гірських порід, буро-вибухові роботи. Основні методи вибухових робіт. Способи буріння: обертальне; ударне.
реферат [17,1 K], добавлен 15.04.2011Геолого-геоморфологічна та гідрогеологічна характеристика родовища. Сучасний стан гірничих робіт. Топографо-геодезична характеристика планово-висотного обґрунтування на території гірничого відводу. Маркшейдерське забезпечення збійки гірничих виробок.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 21.04.2012Магматичні гірські породи, їх походження та класифікація, структура і текстура, форми залягання, види окремостей, будівельні властивості. Особливості осадових порід. Класифікація уламкових порід. Класифікація і характеристика метаморфічних порід.
курсовая работа [199,9 K], добавлен 21.06.2014Геометризація розривних порушень. Відомості про диз’юнктиви, їх геометричні параметри та класифікація. Елементи зміщень та їх ознаки. Гірничо-геометричні розрахунки в процесі проектування виробок. Геометризація тріщинуватості масиву гірських порід.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 19.09.2012Побудова повздовжнього геологічного перерізу гірничого масиву. Фізико-механічні властивості порід та їх структура. Розрахунок стійкості породних оголень. Характеристика кріплення, засоби боротьби з гірничим тиском. Розрахунок міцності гірничого масиву.
курсовая работа [268,9 K], добавлен 23.10.2014Загальна характеристика геофізичних методів розвідки, дослідження будови земної кори з метою пошуків і розвідки корисних копалин. Технологія буріння ручними способами, призначення та основні елементи інструменту: долото для відбору гірських порід (керна).
контрольная работа [25,8 K], добавлен 08.04.2011Характеристика Скелеватського родовища залізистих кварцитів Південного гірничо-збагачувального комбінату, їх геологічна будова. Початковий стан гірничих робіт. Підготовка гірських порід до виїмки. Організація буропідривних робіт. Техніка безпеки.
курсовая работа [40,6 K], добавлен 16.03.2014Практичне використання понять "магнітний уклон" і "магнітне відхилення". Хімічні елементи в складі земної кори. Виникнення метаморфічних гірських порід. Формування рельєфу Землі, зв'язок і протиріччя між ендогенними та екзогенними геологічними процесами.
контрольная работа [2,7 M], добавлен 15.06.2011Геологічна характеристика району та родовища. Основні комплекси гірських порід. Одноковшева мехлопата ЕКГ-5А. Екскаваторні (виїмково-навантажувальні) роботи. Внутрішньокар’єрний транспорт. Відвалоутворення, проходка траншей, розкриття родовища, дренаж.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 07.06.2015Особливості розробки кар’єру з річною продуктивністю 1206 тис. м3 в умовах Малинського каменедробильного заводу. Проектування розкривного уступу по м’яких породах та уступів по корисній копалині. Вибір обладнання та технології видобутку гірських порід.
курсовая работа [885,0 K], добавлен 25.01.2014Геологічна та гірничотехнічна характеристика родовища. Підготовка гірських порід до виймання. Розкриття родовища відкритим способом. Система розробки та структура комплексної механізації робіт. Робота кар'єрного транспорту. Особливості відвалоутворення.
курсовая работа [136,1 K], добавлен 23.06.2011Виникнення історичної геології як наукового напряму. Методи встановлення абсолютного та відносного віку гірських порід. Методи ядерної геохронології. Історія сучасних континентів у карбоні. Найбільш значущі для стратиграфії брахіоподи, гоніатіти, корали.
курс лекций [86,2 K], добавлен 01.04.2011Геологічна будова та історія вивченості району робіт. Якісні і технологічні характеристики та петрографічний опис гірських порід, гірничотехнічні умови експлуатації. Попутні корисні копалини і цінні компоненти і результати фізико-механічних досліджень.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 07.09.2010Ізотопні методи датування абсолютного віку гірських порід та геологічних тіл за співвідношенням продуктів розпаду радіоактивних елементів. Поняття біостратиграфії, альпійських геотектонічних циклів та Гондвани - гіпотетичного материку у Південній півкулі.
реферат [30,8 K], добавлен 14.01.2011Якісна характеристика корисної копалини ділянки "Заверіччя". Промислова оцінка запасів кристалічних порід. Технологія виконання розкривних робіт. Продуктивність кар’єру. Технологія ведення гірничо-видобувних робіт. Необхідна кількість екскаваторів.
отчет по практике [31,6 K], добавлен 10.11.2013Мінерало-петрографічні особливості руд і порід п’ятого сланцевого горизонту Інгулецького родовища як потенціальної залізорудної сировини; геологічні умови. Розвідка залізистих кварцитів родовища у межах профілей. Кошторис для інженерно-геологічних робіт.
дипломная работа [131,9 K], добавлен 14.05.2012Геологічний опис району, будова шахтного поля та визначення групи складності. Випробування корисної копалини і порід, лабораторні дослідження. Геологічні питання буріння, визначення витрат часу на проведення робіт. Етапи проведення камеральних робіт.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 24.11.2012Суть моніторингу навколишнього природного середовища. Експериментальні геодезичні спостереження за станом деформацій земної поверхні на території Львівсько-Волинського кам’яновугільного басейну на прикладі м. Нововолинська. Фактори формування рельєфу.
дипломная работа [5,3 M], добавлен 26.07.2013Вибір засобу виймання порід й прохідницького обладнання. Навантаження гірничої маси. Розрахунок металевого аркового податливого кріплення за зміщенням порід. Визначення змінної швидкості проведення виробки прохідницьким комбайном збирального типу.
курсовая работа [347,5 K], добавлен 19.01.2014Різновиди води в гірських породах, оцінка її стану та основні властивості. Класифікації підземних вод за критерієм умов їх формування та розповсюдження. Методика та головні етапи розрахунку притоку підземних вод до досконалого артезіанського колодязя.
контрольная работа [15,4 K], добавлен 13.11.2010
