Прогноз сдвижений и деформаций при доработке месторождения Новый Сибай подземным способом
Построения зоны сдвижения на земной поверхности
Для многих рудников, отрабатывающих мощные крутопадающие залежи характерна такая ситуация, когда верхняя часть полезного ископаемого разрабатывалась карьерами, а по достижении ими предельных глубин отработку нижележащих горизонтов начинают производить подземным способом.
По мере увеличения глубины очистных работ под погашенными карьерами, возрастает и размер массива горных пород, попадающего в зону сдвижения, являющуюся результатом наложения деформаций, развивающихся от подземных горных работ и собственно бортов карьера.
Особую остроту в этом случае приобретает проблема охраны сооружений, обеспечивающих работу горного предприятия и, как правило, находящихся в непосредственной близости от подрабатываемых бортов погашаемых карьеров.
Применительно к доработке Сибайского месторождения подземным способом это ряд объектов и сооружений на восточном борту карьера и долговременных горных выработок на горизонтах 309 и 389м.
Рудное тело Нового Сибая имеет форму неправильной линзообразной залежи и прослежено по простиранию на 650 м от профиля 22 до профиля 30. Наибольшая глубина подсечения 620 м в профиле 27, предельная глубина выклинивания 700 м.
Согласно Дополнению к проекту «Доработка Сибайского месторождения подземным способом» [3] промышленное оруденение располагается преимущественно в массиве альбитофиров, а также на контакте со спилитами. Общая мощность рудовмещающей альбитофировой толщи достигает 150-300м.
|
|
|
Со стороны лежачего бока альбитофиры содержат бедную сульфидную вкрапленность и прослои туфов и яшмовидных пород.
Висячий бок представлен брекчиями спилитов и прослоями неизмененных спилитов, их лав и туфов.
Другими словами:
лежачий бок 
висячий бок 
Согласно «Правилам охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ при разработке меднорудных месторождений Урала» [4] значения углов сдвижения в коренных породах без проведения инструментальных наблюдений для месторождений типа 2 (неслоистое строение массива горных пород), группы 2 (крепость вмещающих пород f 
6), подгруппы 2 (угол падения рудного тела 
=51-75о) равны: 
; 
(но не более 65о); 
=70о. Эти углы были использованы для построения зон сдвижения на горизонтах 309, 389, 469 и 549 м.
Для построения зоны сдвижения на земной поверхности эти углы сдвижения не подходят.
Деформация бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками, происходит в виде обрушения с образованием на земной поверхности на этих участках террас. Углы сдвижения при этом (см. Юнаков Ю.Л. «Исследование сдвижения горных пород и условий устойчивости горных выработок при комбинированном способе разработки рудных месторождений» [5] на 15-20о меньше, чем при разработке рудных тел подземным способом. Аналогичные выводы получены в институте Унипромедь в результате моделирования на эквивалентных материалах и на основе анализа состояния устойчивости бортов карьеров, подработанных подземными горными работами: Гайского №1, Риддер-Сокольного с Андреевским карьером, Тишинского и Алтын-Топканского рудников. Уменьшение углов сдвижения по сравнению с подземной отработкой по данным Унипромеди составляет 20о.
|
|
|
Углы сдвижения на земной поверхности с учетом поправки 20о приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Расчетные углы сдвижения
| Геологический разрез |
| mср, |
| Углы сдвижения, град | Расстояние зоны опасных сдвижений от бровки карьера (в/б), м | ||||
| 
| 
|
| 
| |||||
| 22 | 52 | 62 | 45 | 58 | 45 | 40 | |||
| 22-а | |||||||||
| 23 | |||||||||
| 23-а | |||||||||
| 24 | 43 | 54 | 32 | 45 | 45 | 125 | |||
| 25 | 48 | 60 | 32 | 45 | 45 | 135 | |||
| 26 | 138 | ||||||||
| 28 | 66 | 38 | 46 | ||||||
| 29 | |||||||||
| 30 | 45 | 10 | 45 | ||||||
| y=6500 | 50 | 45 | |||||||
| Среднее | 51 | 39 | |||||||
|
|
|
Для геологического разреза № 25, проходящего через центр карьера, точка, отстроенная под углами 
и 
, отстоит от бровки карьера на расстоянии 133 метра.
Применительно к геологическому разрезу № 25 был определен коэффициент запаса устойчивости существующего восточного борта карьера и гипотетического борта карьера с нижней точкой дна выемки на уровне нижней выклинки рудного тела. По методу Г.Л. Фисенко, изложенному в книге И.А.Турчанинова и др. «Основы механики горных пород» [6] коэффициенты запаса устойчивости получились равными:
-для существующего дна карьера 
;
-от нижней границы рудного тела 
.
В качестве исходных данных были приняты следующие параметры: =2,9 т/м3; Ск=12 МПа; =29о; 
=0,04; См=48 т/м3; Н90= 
При этом ширина призмы возможного обрушения во втором случае (n=1,08) равна 125м, что практически совпадает с зоной опасного влияния, отстроенной по углу (133м).
|
|
|
Если принять во внимание то обстоятельство, что сцепление подработанного массива по данным лабораторных и натурных наблюдений (см., например, Можжерин В.М. «Влияние подземных разработок на устойчивость бортов карьеров» [7]) примерно в два раза меньше сцепления в неподработаном массиве, то n3 будет равно 0,99 и призма обрушения а3 будет неустойчива.
Фиксируемые маркшейдерскими наблюдениями смещения на прибортовой полосе появляются уже при n=1,2-1,25; по величине они составляют 50-70мм; преобладающей является горизонтальная составляющая вектора смещения, а ширина полосы, охваченная деформациями, не выходит за зону ограниченную наиболее слабой поверхностью. При n=1-1,15 деформации борта значительны, на прибортовой полосе появляются видимые трещины и заколы, а при n=1-1,05 – неизбежен оползень или обрушение борта. Таким образом, зону опасных сдвижений от нижней границы рудного тела можно приравнять равной ширины призмы возможного обрушения, которая при n=1,08 будет равна 125м.
И, наконец, согласно «Инструкции по расчету устойчивости бортов разрезов при их ликвидации и обеспечению сохранности прилегающих к разрезам территорий» [8] ширина зоны опасных деформаций в прилегающей к борту территории составляет 0,3 H, то есть примерно 150м.
Анализируя все три значения зоны опасных сдвижений при подземной доработке месторождения Новый Сибай, можно сделать вывод, что наиболее вероятно она будет совпадать с зоной, отстроенной по углу сдвижения , то есть отстоять от бровки карьера на расстоянии А=135м.
Зона сдвижения на земной поверхности при доработке месторождения Новый Сибай подземным способом показана на рис.3.1. При этом со стороны лежачего бока зону сдвижения за пределы контура карьера выносить не следует.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 993; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!