Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

168 страниц

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

В Методических указаниях изложена методика определения углов наклона устойчивых бортов, откосов уступов и отвалов карьеров, которыми разрабатываются месторождения полезных ископаемых, сложенные рыхлыми, средней прочности и крепкими породами.

  Скачать PDF

Методические указания являются дополнением к "Инструкции по наблюдениям за деформациями бортов, откосов, уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости".

Документ входил в Перечень федеральных норм и правил промышленной безопасности опасных производственных объектов, обязательных для исполнения на территории Российской Федерации всеми организациями, независимо от их организационно-правовых форм и форм собственности, при проектировании, строительстве, эксплуатации, реконструкции и техническом перевооружении опасных производственных объектов утвержденный приказом Федерального горного и промышленного надзора России от 21.12.1999 г. № 266 (п. 2.6.16).

Отсутствует в П 01-01-2005 «Перечне нормативных правовых актов и нормативных документов, относящихся к сфере деятельности федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору. Раздел 1 Технологический и экологический надзор» утв. приказом Ростехнадзора от 23.03.2005 г. № 173.

Действие завершено 23.03.2005

Оглавление

Введение

Расчет устойчивости бортов карьеров, откосов уступов и отвалов

1 Общие положения

2 Требования к исходным данным для расчета углов наклона бортов карьеров

3 Определение параметров устойчивых бортов карьеров

4 Определение углов откосов уступов в их предельном положении

5 Определение углов откосов отвалов

6 Обеспечение устойчивости бортов карьеров после погашения работ в них

Приложение 1 Принятые обозначения, основные понятия и термины

Приложение 2 Примеры графиков сопротивляемости горных пород сдвигу

Приложение 3 Физико-механические свойства некоторых горных пород

Приложение 4 Величины углов трения по поверхностям ослабления

Приложение 5 Определение параметров устойчивых бортов с учетом их криволинейности в плане

Приложение 6 Пример расчета устойчивости расчета устойчивости бортов углеразрезов 1,2 и 5-6 Экибастузского месторождения до глубины 500 м

Приложение 7 Примеры расчета устойчивости бортов карьеров и откосов отвалов

Приложения 8 Примеры расчета устойчивости и ширины призмы возможного обрушения рабочих уступов и породных отвалов, нагруженных горным оборудованием

Приложение 9 Ориентировочные величины углов откосов устойчивых отвалов и их высоты

Литература

Показать даты введения Admin

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

Министерство угольной промышленности СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОРНОЙ ГЕОМЕХАНИКИ И МАРКШЕЙДЕРСКОГО ДЕЛА ВНИМИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ УГЛОВ НАКЛОНА БОРТОВ, ОТКОСОВ УСТУПОВ И ОТВАЛОВ СТРОЯЩИХСЯ и ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ КАРЬЕРОВ

(Одобрено и рекомендовано к применению Госгортехнадзором СССР)

Ленинград

1972

АННОТАЦИЯ

В 'Методических указаниях по определению оптимальных углов наклона бортов, откосов уступов и отвалов строящихся и эксплуатируемых карьеров' изложена методика определения углов наклона устойчивых бортов, откосов уступов и отвалов карьеров, которыми разрабатываются месторождения полезных ископаемых, сложенные рыхлыми, средней прочности и крепкими породами.

'Методические указания . . . являются дополнением к 'Инструкции по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости' и предназначены для организаций, занимающихся проектированием, строительством и эксплуатацией карьеров.

Рекомендуемые величины коэффициента Я. для различных пород (по результатам исследований ВНИМИ)

Таблица 1

1

Характеристика л ород

1-

"пепленме

в мон едите кг/см

К оэффициен'

Песчано-глинистые слабоуплот-яеяные и слаботрещияоватые отложения; сильно выветрелые, пол* костью каолинизированные породы

4-9

0,5

Уплотненные песчано-глинистые отложения, а основном нормальносе-кущей трещиноватости; сильно као-линизированиые изверженные породы

50-90

2

Уплотненные песчано-глинистые отложения с развитой кососекущей трещиноватостью; каолинизированные изверженные породы

50-60

3

Крепкие слоистые породы» преимущественно нормальяосекущей трещиноватости

100-150

150-200

3

4

Крепкие породы, преимущественно нормальносекущей трещиноватости

200-300 более 300

6

7

Крепкие изверженные породы с развитой кососекушей трещиноватостью

более 200

10

2.9. Величины сцепления по поверхностям ослабления определяются путем натурных испытаний. Ориентировочные значения этих величин могут быть взяты на таблицы 2, составленной по результатам исследований ВНИМИ.

11

Таблица 2

Характеристика поверхностей ослабления массива

Характеристика толщи пород

Величина сцепления в т/м2

- i

2 ...

3

Поверхности скольжения но контактам слоев

Дислоцированная осадочная толща

2-5

Контакты слоев

Неуплотнениая неджслодированная слабораеслаядовая-ная осадочная толща

50% от сцепления под углом к наслоению я массиве

Контакты слоев

Уплотненная слабо-рассланцованная осадочная толща

10-18

Контакты слоев

Метаморфкзован-ная осадочная Толща

5-10

Сплошные неровные трещины и тектонические нарушения

Массивы извержен ных и метаморфических пород

5-10

2.10. В средневзвешенные характеристики сопротивления сдвигу, а также в характеристики сопротивления сдвигу по контактам слоев и по другим поверхностям ослаблении вводится не обходимый коэффициент запаса я., к определяются расчетные характеристики 1on ,    to,!,    ,    pn    I    рЦ    :

t,    !*'=—•    to0 =    ■    Ьо'    =    -&£■',    (4)

кп ц ’ м и. ’    И    ’    ^Р*1    и.    '    '

дальнейшие расчеты параметров откосов производятся по этим измененным характеристикам по условию предельного го равновесиях).

2.11. Величина коэффициента запаса устойчивости борт-тов карьеров, откосов уступов и отвалов устанавливается в зависимости от дрстоверности исходных механических характеристик, их изменяемости во времени (в том числе за счет ползучести), технологии разработки, отвалообразо-вания и динамических воздействий, возникающих в процессе строительства и эксплуатации карьеров и отвалов.

При расчетах методом предельных состояний в явной форме учитываются только важнейшие факторы, от которых зависит переход в предельное состояние; менее значительные факторы учитываются совокупно так называв" мым коэффициентом условий работы31?'

а)    Исходные характеристики прочности образцов горных пород в соответствии с * Методическим пособием по изучению инженерно-геологических условий месторождений полезных ископаемых, подлежащих разработке открытым способом' /25/ должны определяться с погрешно** стью не более 7%; этой погрешности доответсвует f^=l,07.

б)    У глинистых горных пород наибольшее снижение сопротивления сдвигу с течением времени происходит вследствие их ползучести и набухания, достигая 2030%.

Y скальных и полускальных пород наибольшие погрешности в определении сопротивления сдвигу массива получаются за счет его трещиноватости. Погрешности расчетов

в зависимости от этого фактора достигают также 20 т-30%, в связи с этим ^ 1»20 - 1,30.

в)    Коэффициент запаса за счет: погрешности определения средней величины объемного веса, погрешности методов расчета, динамических нагрузок от взрыва больших

х) При определении коэффициента запаса устойчивости откосов как отношения суммы всех внутренних сил сопротивления сдвигу горных пород к сумме всех сдвигающих внешних сил формулы (4) справедливы не только при монотонной нисходящей поверхности скольжения, но и при других формах поверхностей скольжения.

13

хх) Строительная механика в СССР 1917-1957 гг. Гос-стройиздат, 1957.

зарядов-учитываются совокупно коэффициентом1,15-1,20? ^ Общая величина коэффициента запаса устойчивости борт тов и откосов уступов определяется как произведение частных коэффициентов: tl ^2*^з -

Рекомендуемые величины коэффициента запаса:

Общая характеристика откоса    Величина    коэфф.    запа-

(или борта)    са    в    зависимости    от

срока службы откоса

Нерабочий борт, сложенный глинами или трещиноватыми породами

до 5 лет 1,20

более 5 лет 1,30

Нерабочий борт с преобладанием песчаных и гравелистых пород

1,15

1,20

Рабочий борт

1,20

Откосы рабочих уступов и отвалов

1,20

""

Откосы уступов нерабочего борта, сложенные глинистыми и трещиноватыми породами

1,50

2,00

Откосы уступов нерабочего борта, сложенные песчаными и гравелистыми породами

1,15

1,20

3, Определение параметров устойчивых бортов карьеров

3.1. Рекомендуемые методы определения параметров бортов, уступов и откосов отвалов основаны на теории предельного равновесия горных пород. Исходные положения, на которых построены методы расчета, следующие:

а)    нарушение устойчивости борта (уступа или откоса отвала) происходит в виде обрушения или оползания слагающих борт пород но поверхности скольжения;

б)    при отсутствии в откосе неблагоприятно расположенных поверхностей ослабления массива поверхность скольжения является монотонной, близкой но форме к круглоцилиндрической поверхности; на разрезе поверхность скольжения будет иметь вид плавной кривой, близкой по виду к дуге окружности;

х) В зависимости от конкретной природной и горнотехнической обстановки в обоснование коэффициента запаса могут приниматься и другие факторы, как например: за сейсмичность района, за степень кпадоолицапии гидроотвалов и т.д. 14

в) при наличии в откосе неблагоприятно ориентированных поверхностей ослабления поверхность скольжения полностью или частично совпадает с ними; в этих случаях на разрезе поверхность скольжения будет иметь вид прямой

Рис Л, Различные положения поверхностей скольжения в прилегающем к откосу массиве, находящемся в предельном равновесии; 1,2- поверхности скольжения в неослабленном массиве; 3,4- поверхность скольжения проходит частично по поверхностям ослабления и частично по неослабленному массиву; 5- поверхность скольжения полностью проходит по поверхностям ослабления массива

3*2. Форма и расположение поверхности скольжения в неослабленном массиве, прилегающем к откосу, определяются основными положениями теории предельного равновесия сыпучей среды*':

а)    элементарные площадки скольжения в неоднородном

массиве горных пород возникают лишь при напряжении q не менее    6^    ~    =*    2    h ctgs,    (5)    1

где V " сцепление породы; £ =45° - р/2; р - угол внутреннего трения породы;

в массиве однородного отхоса площадки скольжения воэ-никают с глубины Hg() -    0^е>    (0)

где Т “ объемный вес пород;

б)    к направлению наибольшего главного напряжения элементарные площадки скольжения располагаются под углом

Е = 45°- р /2;

х) Теория предельного равновесия сыпучей среды включает также и предельное равновесие связной среды с трением; к такой среде относятся и горные породы.

в) в массиве горных пород вдали от откоса направление наибольшего главного напряжения совпадает с вертикалью; при приближении к поверхности откоса наибольшее главное напряжение отклоняется от вертикали в сторону откоса и на поверхности откоса совпадает с ним.

г) наклон отдельных участков поверхности скольжения призмы обрушения в однородном массиве плавно изменяется от направления под углом S к вертикали в верхней части поверхности скольжения до направления под углом 6 к поверхности откоса или к его подошве в нижней части поверхности скольжения (рис.3,4).

Поверхность скольжения в однородном массиве, примыкающем к откосу, на чертеже строится следующим образом:

а) по формуле:

ав - ц - g_Hp- dgot- tg (*7*3- 2Н90    ;    (7)

+ Ч

где Н - высота откоса, оС - угол откоса, или по графику х) зависимости между высотой откоса и шириной призмы обрушения (рис.2) определяют ширину призмы обрушения О/ на верхней площадке откоса;

К Н 90 * далее

равной Н1, на графике с кривой, соответствующей заданному р , а на оси абсцисс находят условную ширину призмы обрушения 0U ; действительная ширина призмы обрушения а определяется умножением а' на величи-

Иу Н90 *

определяют точку пересечения ординаты,

х) График зависимости между высотой откоса и шириной призмы обрушения построен в прямоугольных координатах: по оси абсцисс отложена условная величина ширины призмы обрушения ^ & я —щ- t а по оси ординат условная высота откоса Н =* H/Hg-у Графикам пользуются следующим образом. По заданным физико-механическим характеристикам ^пределяют Hgg и условную высоту как отношение

16

ттишшт пшмтттмп штптмт жпщкштшт ттппшмгм

ппштшттл жт/тнш/тт. imimmiwmrm шшшмштшлА


шшнтмтжж. шт/шт/т//т tumm/mv/mwA immm/ш/мулъ шмтш ттт///ту/шй тшт'тшжА ммттршя

____________

о,2 а* 0.6 as /.о кг /.♦ ко ко гм "»

Рис. 2. График зависимости между высотой откоса и шириной призмы обрушения

б)    от верхней бровки А откоса, изображенного на чертеже в одном из принятых для маркшейдерской доку** ментации масштабе (рнс.З), откладывают величину «г -АВ - хшрину призмы обрушения;

в)    из точек А и В вертикально откладывают величи-

ну «    .    вычисленную по формуле (6), а из точек А’ и В*

проводят линии под углом 45° + Р /2 к горизонту; из полученной при пересечении этих линий точки С восстанавливается перпендикуляр к направлению ВС до взаим-

17

Рис*3, Построение поверхности скольжения в однородном массиве плоского откоса

кого пересечения а точке О* с перпендикуляром, восстановленным из точки М к направлении? MN , составляющему с откосом угол £ « 45° - Р/2;

г) радиусом Л/ * О1 С » 0*М проводят дугу окружности МС с центром в точке О

Линия ВВСМ является искомой поверхностью скольжения на разрезе откоса*

Построение поверхности скольжения поясняется рисунком 3*

Таким способом определяется положение поверхности скольжения в откосе, находящемся в предельном равнаве-

18

сии. В откосе с коэффициентом запаса устойчивости &

(в откосе* находящемся в допредельном состоянии) наиболее напряженную поверхность отыскивают аналогичным об-разом по расчетным характеристикам * рИ *

Форма я расположение поверхности скольяеяия будут аналогичны и в неоднородном неослабленном массиве (в массиве слоистых пород при наличии слабых контактов и других поверхностей ослабления массива, если они ориентированы так, что по ним не может проходить поверхность скольжения).

Рис.4. Положение расчетных поверхностей в откосе слабых пород (р < is, ос< е)


При углах внутреннего трения р 13°пород» залегающих в нижней части откоса, находящегося в предельном равновесии, или в его основании* и о( < (45° - р /2) поверхность скольжения выходит в подошву откоса* пересекая ее тахже под углом 8 =45° - Р /2 (рис.4) * в верх-

ми установлено.

ней части она начинается на    ы    и    наклонена    к

вертикали под углом £    ,

что поверхность скольжения призмы обрушения для этих условий является плавной криволинейной, по форме близкой к круглодилннлрической. Местоположение же наиболее напряженкой поверхности в массиве пород, прилегающем д

19

откосу» совпадает о местоположением расчетной поверхности с минимальным коэффициентом запаса устойчивости (на рисунке 4 коэффициент запаса устойчивости откоса по наиболее напряженной поверхности равен 1,03). Эту поверхность находят на основе расчетов устойчивости, поясняемых далее (п.п. 3*0, ЗЛО).

3.3. В массивах пород, прилегающих к откосам и содержащих природные поверхности ослабления (дизъюнктивные нарушения, тектонические трещины большого протяжения, слабые контакты слоев и др.), которые частично или полностью могут представлять собой поверхность скольжения, форму и местоположение поверхности скольжения призмы обрушения откоса, находящегося в предельном равновесии, определяют на основе расчетов устойчивости по различным схемам (см.рис.5); при построении поверхностей скольжения призмы обрушения в ослабленных массивах пород также должны соблюдаться основные положения теории предельного равновесия сыпучей среды*

В отдельных случаях параметры откосов (угол откоса о( и его высота Н ) в ослабленных и неослабленных массивах пород могут быть вычислены по приведенным ниже аналитическим зависимостям.

3*4. Схемы расчета устойчивости протяженных прямолинейных участков бортов карьеров, откосов уступов и отвалов для различных геологических условий изображены на рис.5.*

3*5* По схеме 1 производится определение максимальной высоты неослабленного вертикального откоса :

Н6 ■ Н80 « №)

2 Ь    п

где ^90 * ~y " ^8    "    глубин*    трещины    отрыва,    м;

В

=* 45° + Pw •

2 ’

- расчетная величина сцепления пород, т/м2;

Т - объемный вес пород в массиве, т/м®;

Ри - расчетная величина угла внутреннего трения горных пород, гоад:

х) Расчетная схема должна выбираться на основе тщательного анализа инженерно-геологических и гидрогеологических условий месторождения, разрабатываемого карьером.

20

ВВЕДЕНИЕ

Непрерывное увеличение удельного веса разработки полезных ископаемых открытым способом, увеличение глубины карьеров и сроков службы их бортов вызывают необходимость в совершенствовании методов решения вопросов устойчивости боотов карьеров.

Отсутствие обоснованной методики определения углов наклона бортов и откосов отвалов создавало большие трудности при решений вопросов их устойчивости на всех эта“ пах проектирования, строительства и эксплуатации карьеров. Использование необоснованных методов расчета приводило к грубым ошибкам в определении параметров бортов и влекло за собой дополнительные затраты средств на вскрышные работы или на ликвидацию последствий оползней.

В * Методических указаниях по определению углов наклона бортов, откосов уступов и отвалов строящихся и эксплуатируемых карьеров' изложена методика определения углов наклона устойчивых бортов, откосов уступов и отвалов карьеров, которая позволяет упорядочить решение вопросов устойчивости бортов карьеров, относов уступов и отвалов.

Для выполнения требований 'Единых правил безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом' (§§ 37, 51, 70, 80, 349) в 'Методических указаниях' изложена также методика оценки устойчивости и определения ширины призмы возможного обрушения откосов, верхние площадки которых нагружены весом горного оборудования.

Основой для составления 'Методических указаний' явилось изданное в 1962 году институтом ВНИМИ 'Руководство по определению оптимальных углов наклона бортов карьеров и откосов отвалов'. В 'Методические указания' включены дополнительно материалы исследований, выполненных лабораторией устойчивости бортов карьеров ВНИМИ в период с 1962 года по 1971 год. по усовершенствованию ранее разработанных схем расчетов устойчивости бортов рудных карьеров и угольных разрезов.

При составлении 'Методических указаний' учтен также опыт исследований устойчивости бортов карьеров,

3

и - расчетная величина удельного сопротивления отрыву горных пород, т/м^.


Ширина призмы а , ограниченной наиболее напряженной поверхностью, на верхней площадке вертикального откоса определяется по формуле:


где 6И«45°


а =

Рп


н

М90»


П »


(9)


г


3.6. Схема П применяется для определения высоты вертикального откоса Hg при неблагоприятном залегания в массиве (падение в сторону выемки) поверхностей ослабления, если р> р1 :


где =


т


1с'cos р'_

C08(J* Sin(|b- Р')


- глубина," при которой возникают площадки скольжения на контакте (глубина трещины отры-ва), м;


V _ ЬпСО

Ь»- ‘у С08 (3 • Sin ( 1Ь- р'п)

х    2

(    - сцепление пород по контактам, г/м ;

р - угол внутреннего трения по контактам пород, град.;

(5    - угол падения слоев пород, град.;

бр - удельное сопротивление отрыву пород, т/м .

Схема применима при условии-Ь^ « Hgg и Hg ^ Hg .

Отрыва по вертикальной градине глубиною h! не произойдет, если сопротивление отрыву по этой трещине будет больше сопротивления сдвигу по поверхности ослабления в пределах призмы, примыкающей к поверхности (верхней площадке уступа) и оконтуренной вертикальной трещиной отрыва и поверхностью ослабления; высота вертикального откоса, находящегося в предельном равновесии, в этом случае будет равна Н| - 2hl .


21


выполненных в последние годы институтамх УкрНИИ проект, ВИОГЕМ, ИГД Мннчермета СССР, ГИГХС, Унипро-медь и др.

'Методические указания' как дополнение к 'Инструкции по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступав и отвалов на карьерах к разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости* согласовано с Минуглег-промом СССР, Минчерметом СССР, Минхимпромом, Мин-стройматериалов СССР и Госстроем СССР,

В период разведки месторождений полезных ископаемых исходные данные для расчета углов наклона бортов могут быть определены по методике, изложенной в 'Методическом пособии по изучению инженерно-геологических условий месторождений полезных ископаемых, подлежащих разработке открытым способом' /25/, а в стадии проект второй очереди* или 'проект реконструкции* - в соответствии с 'Инструкцией по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости*/11/.

В составлении 'Методических указаний' принимали участие профессор доктор технических наук Г.Л.Фи-сенко, кандидаты технических наук: В.Т.Саложников, А.М.Мочалов, В,И.Пушкарев к Ю.£.Козлов,

РАСЧЕТ УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ КАРЬЕРОВ, ОТКОСОВ УСТУПОВ И ОТВАЛОВ

1. Общие положения

1.1.    ' Мет одические указания* предназначены для организаций, осуществляющих проектирование, строительство и эксплуатацию карьеров, при определении ими углов наклона бортов карьеров на всех стадиях проектирования, а также в период эксплуатации карьеров - для уточнения углов наклона бортов на отдельных их участках при выявлении дополнительных факторов, влияющих на устойчивость этих участков.

1.2.    В 'Методических указаниях' изложена только методика определения максимальных углов наклона устойчивых бортов, откосов уступов и отвалов карьеров; методика же наблюдений за деформациями откосов на карьерах и основные мероприятия по предотвращению опасных (неизбежно приводящих к обрушениям и оползням) деформаций откосов освещены в 'Инструкции по наблюдениям

за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости' /11/.

1.3.    Значения углов наклона бортов карьеров определяются на основе расчета я уточняются по стадиям проектирования.

В технико-экономическом докладе (ТЭД) по данным предварительной разведки выявленные янженеряо-геологичес кие комплексы пород, слагающее отдельные участки бортов карьеров, разделяются на группы, в соответствии с которыми ориентировочно, с использованием табличных характеристик сопротивления сдвигу (приложение 3), определяются углы наклона бортов на каждом однородном участке.

В проектном задании углы наклона бортов определяются путем расчета на основе данных детальной разведки,с привлечением табличных материалов о влиянии трещиноватости и поверхностей ослабления на устойчивость бортов карьеров.    -

В стадии рабочего проектирования расчеты параметров бортов карьеров выполняются с учетом специальных (дополнительных к результатам детальной разведки) инженерно-геологических изысканий, вопрос о необходимости проведения которых решается проектными организациями после анализа данных детальной разведки; на эти исследования составляются отдельные проектные задания, в которых отражается объем, программа и стоимость работ.

После вскрытия месторождения и детального изучения тектоники, трещиноватости, характеристик сопротивления сдвигу по поверхностям ослабления н проведения комплекса наблюдений, предусмотренных "Инструкцией до наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости" /11/, производится корректировка углов наклона бортов,

И?и составлении проектов реконструкции или второй очег реди отработки проектными организациями производится аб~ общение материалов изучения инженерно-геологических факторов и наблюдений за деформацией бортов, полученных геолого-маркшейдерской службой при первой очереди отработки карьеров (а при повторной реконструкции используются данные за предшествующий период эксплуатации), и производится повторная корректировка углов наклона бортов и углов откосов уступов и отвалов,

1.4.    Расчет-углов наклона бортов производится по участкам с однородным геологическим строением. По каждому участку вкрест простирания борта строится детальный геологический разрез, на который наносятся все данные, определяющие параметры бортов карьера (см.п.2,4).

1.5.    При расчете устойчивости кроме оценки общей устойчивости борта в целом необходимо производить расчеты устойчивости участков бортов неполной высоты (отдельных мощных слоев, группы уступов и т.п.) с учетом инженерно-геологических особенностей этих участков (наличие слабых контактов, неблагоприятно ориентированных поверхностей ослабления массива, слабых слоев и прослойков) и обеспечением необходимого коэффициента запаса их устойчивости.

2. Требования к исходным данным для расчета углов наклона бортов карьеров

Устойчивость бортов карьеров определяется комплексом инженерно-геологических, гидрогеологических и технологических факторов» из которых наибольшее влияние на устойчивость бортов оказывают следующие: прочность; слоистость и трещиноватость горных пород,их склонность к Выветриванию» набуханию и проявлению ползучести, а также тектонические нарушения и гидрогеологические условия - обводненность пород и положение уровня подземных вод в прибортовой части массива*

2,2. Изучение инженерно-геологических и гидрогеологических факторов,, влияющих на устойчивость бортов карьеров, и определение исходных данных для расчета углов наклона бортов и углов откосов уступов производятся в ссг* ответствии со стадиями разведки, строительства и эксплуатации месторождения:

а)    в стадии предварительной и детальной разведки инженерно-геологические и гидрогеологические факторы, влияющие на устойчивость бортов карьеров, могут изучаться согласно рекомендациям, приведенным в 'Методическом пособии по изучению инженерно-геологических условий месторождений, подлежащих разработке открытым способом' /25/, а также в методическом руководстве 'Изучение гидрогеологических и инженерно-геологических условий при разведке и освоении месторождений твердых полезных ископаемых' /10/;

б)    в период строительства и эксплуатации карьера инженерно-геологические условия уточняются путем изучения деформаций бортов карьера, детального изучения физико-механических свойств и выветриваем ости горных пород, их трещиноватости, условий залегания слоев пород, тектонических нарушений и контактов слоев и пород, набухания песчано-глинистых пород и порового давления в отвальных массах; все эти особенности инженерно-геологических условий каждого карьера должны изучаться согласно требованиям 'Инструкции по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости /11/.

7

2.3. Все данные, полученные при детальном изучении инженерно-геологических условий, отражаются на погори-эонтных структурных планах и детальных геологических разрезах, которые служат основными исходными материалами к расчету углов наклона бортов при составлении проектного задания, проекта реконструкции и проекта второй очереди отработки карьера.

2.4. На погоризонтные структурные планы наносятся:

а)    границы распространения всех литологических разновидностей пород;

б)    элементы залегания трещин, интенсивность трещиноватости каждой литологической разности по участкам, в пределах которых сохраняется характер трещиноватости;

в)    дизъюнктивные нарушения и тектонические трещины большого протяжения с указанием направлении и угла их падения;

г)    характеристики сопротивления сдвигу (риЬ) - для мягких песчано-глинистых пород и прочность на сжатие

( &СЖ ) “ Для скальных и полускальных пород ;

д)    характеристики сопротивления сдвигу по Поверхности ослабления ( р1 и V) - по тектоническим трещинам, дизъюнктивным нарушениям, контактам слоев пород или сланцеватости;

е)    данные о выветриваемости каждой литологической разности пород.

Эти же данные наносятся на детальные геологические разрезы.

2.5* Погоризонтные структурные планы и детальные геологические разрезы составляются в границах, отстоящих от предельного контура карьера по дневной поверхности не менее чем на ширину призмы, ограниченной наиболее напряженной поверхностью* При горизонтальном залегании и пологом падении в сторону карьера слоев пород, слагающих борта карьера, границы структурных планов и геологических разрезов должны отстоять от предельного контура карьера на расстоянии не менее глубины карьера.

2*6. На погоризонтные структурные планы и детальные геологические разрезы, кроме данных детальной разведки, наносятся также данные детальной геологической съемки в карьере, лабораторных и натурных испытаний горных пород с экстраполяцией в допустимых пределах.

8

В случаях, когда в пределах призмы, ограниченной наиболее напряженной поверхностью в массиве, примыкающем к борту (в его предельном положении), данные о структуре пород, их трещиноватости и о залегании поверхностей ослабления, полученные путем экстраполяции, оказываются недостаточно достоверными, должны проходиться дополнительные инженерно-геологические скважины или разведочные штольни, до которым производится тщательная документация всех контактов, смещений, трещин и литологии.

2.7.    По каждому однородному участку вкресг простирания борта строятся один или два детальных инженерно-геологических разреза.

На разрезе проводится положение поверхности борта и положение наиболее напряженной поверхности (см.п.3.2).

Затем выделяются слои или группы слоев пород, характеризующиеся показателями сопротивления сдвигу ( р и к ) и трещиноватости.

Для слабых песчано-глкннстых пород график зависимости *0 =-f (бп) имеет криволинейный вид, поэтому для определения их показателей сопротивления сдвигу р и fc заменяют криволинейный участок графика между бп min и max отрезком прямой; значение сцепления, отсекаемое на оси ординат при продолжении этого отрезка, будет искомым сцеплением Ь , а угол наклона этого отрезка - искомым углом р .

2.8.    Величины ^ср и Рср по наиболее напряженной поверхности, не совпадающей с поверхностями ослабления массива, определяются как средневзвешенные:

х) Минимальная величина 0П соответствует точке пересечения графика (бп) с лучом, выходящим из качала осей координат    под    углом    80    к    оси 6П ; максималь

ная величина бп соответствует яаиболышму нормальному напряжению на ориентировочно построенной наиболее напряженной поверхности, вычисленному но формуле Ои- у]цб0£<р1»

9

_ ^ мi st ~t Кмг^г'*'.....4n ^л ^

(1)

CP    S,    +    S*    +    ....■+    $n

^Per^p,-6rs,-^tep2-62-s2^....^^pn6ns№(?) ^

£ ч *v

i=1 2 где    -    сцепление пород отдельного слоя, г/м ;

Pi “ угол внутреннего трения пород отдельного слоя, град.;

$х - участки наиболее напряженной поверхности в пределах каждой разновидности пород, имеющей характеристики pi и teMl ;

6Ь - приближенные величины нормального напряжения в середине соответствующих участков наиболее напряженной поверхности.

Величины сцепления в массиве 1см для каждой литологической разности пород вычисляются по формуле:

4s-, +    +    *>',    (3)

м 1 + сьЪп H-W

о

где

It м сцепление пород в монолите (образце) ,т/м ;

^    ""    средняя    интенсивность    трещиноватости со

ответствующего участка горного массива;

01    -    коэффициент,    зависящий    от прочности пород

в образце и степени и характера трещиноватости (см,табл,1).

Для песчано-глинистых трещиноватых пород, имеющих сцепление в монолите меньше 4 кг/см^, сцепление в массиве определяется натурными испытаниями больших призм непосредственно в откосе. Зависимость между сцеплением в массиве и сцеплением в образце имеет вид:    *=    А    То    ,    где

^ - коэффициент структурного ослабления массива* Для слабых песчано-глинистых пород А изменяется от 0,3 до 0,8 (см .приложение 3).

10