Построение зон сдвижения внутри массива горных пород
По назначению, сроку службы и расположению относительно очистных работ горные выработки делятся на три категории охраны:
I категория – основные вскрывающие месторождение выработки, срок службы которых определяется сроком службы вскрываемых ими запасов.
II категория – горные выработки, срок службы которых определяется временем эксплуатации рудника или эксплуатированного участка.
III категория – это, в основном подготовительные выработки.
Для построения зон сдвижения на гор. 309, 389, 469 и 549 м для выработок I и II категории охраны использованы разрезы 22, 23, 23а, 24, 25, 26, 28 ,29, у=6475, у=6500.
Углы сдвижения: 
, 
=70о. Угол 
1, принимался равным углу падения рудного тела со стороны лежачего бока.
Местоположение подготовительных выработок (III категория охраны) со стороны висячего бока и по простиранию рудного тела определяется по углам сдвижения и =70о, со стороны лежачего бока – согласно «Методическим указаниям по определению параметров процесса сдвижения горных пород, охране сооружений и горных выработок на месторождениях цветных металлов» [9].
Для этой категории охраны выработок зоны опасного влияния очистных работ отстраиваются от нижней границы этажа, то есть для этажа, допустим,
389-469 м – от границы горных работ на гор. 469м.
Ширина предохранительных берм для выработок I, II и III категории охраны в соответствии с правилами охраны сооружений принимается соответственно равной 20, 10 и 5 метров.
|
|
|
4 Геомеханическое обоснование технологии подземной
доработки Ново-Сибайской залежи
Обоснование коэффициента запаса устойчивости бортов карьера при выемке законтурных руд
На Сибайском месторождении после окончания открытых горных работ за проектным контуром карьера осталось около 20 млн. т. руды. Эти запасы невыгодно добывать открытым способом по традиционной технологии. Опыт отработки законтурных запасов подземным способом показывает, что сохранить рентабельность добычи возможно только на залежах большой мощности с содержанием металла в руде более 2%. С другой стороны, рыночная система планирования и финансирования деятельности предприятий, отрабатывающих месторождения открытым способом, поставила эти предприятия в жесткие условия обеспечения нормативной прибыли от добычи руды. Эти условия заставляют предприятия или увеличивать себестоимость добычи руды, что, в конечном счете, приводит к нерентабельности добычи, или списывать законтурные запасы в безвозвратные потери [1, 3, 10].
Руды Сибайского месторождения имеют содержание менее 2%. Поэтому при проектировании выемки законтурных запасов руд и переходе на подземный способ отработки месторождения предприятие отказалось от применения систем с закладкой выработанного пространства [10]. Отказались и от создания внутренних отвалов, как способа повышения устойчивости бортов карьера и управления сдвижением горных пород при подземной разработке. В задании на разработку технологического регламента «Доработка Сибайского месторождения подземным способом на участке «Новый Сибай» техническое руководство Сибайского филиала ОАО «Учалинский ГОК» поставило задачу разработать технологию подземной отработки с применением самоходной техники и систем разработки с обрушением вмещающих пород (Приложение № 3).
|
|
|
С учетом сложившихся горнотехнических условий институтом ОАО «Уралмеханобр» была проведена оценка устойчивости бортов карьера.
Сибайское месторождение представлено мощной линзообразной залежью с размерами в плане 600х200 м. Рудная залежь отработана карьером в центре, а в бортах и ниже дна карьера руда должна быть отработана подземным способом.
Выделено пять участков с законтурными запасами: Западный, Восточный, Южный, Северный участки выше дна карьера и Центральный участок ниже дна карьера.
Вмещающие породы представлены дацитовыми порфиритами, спилитами и их пирокластическими разностями и метасоматитами.
|
|
|
Метасоматиты прослеживаются в лежачем боку рудного тела в виде субмеридиональных линз мощностью от 1-2 до 5-10 м. Рудное тело простирается в субмеридиональном направлении. Контакты рудного тела с вмещающими породами четкие, тектонические, часто сопровождающиеся глинкой трения или раздробленными породами. Вмещающие породы характеризуются различной степенью трещиноватости, но преобладают среднетрещиноватые породы, лишь на участке южной деформации борта отмечаются сильнотрещиноватые породы.
На карьере имеется несколько ослабленных участков, где периодически возникали деформации откосов. Скорость деформаций, как правило, увеличивается в весенний и осенний периоды.
На участке Юго-Западного борта карьера сдвижение пород происходило по «желобу», образованному кососекущими борт крупными тектоническими трещинами. По вертикали деформация охватывает массив с гор. 225 м. до гор. 70 м. По горизонтали до 30 м. Деформирующиеся породы мелкотрещиноватые, сцепление по тектоническим трещинам и между отдельными блоками почти отсутствует. Сдвижение пород происходило путем глубинного смещения массива – скольжение в зажиме блока, образованного двумя сопряженными активными контактами в сочетании с наличием отдельных блоков и перемещения их на нижние горизонты. Развитие этих деформаций повлекло бы уничтожение капитального съезда на южном фланге карьера. Деформации участка остановлены путем оставления рудного целика в нижней части борта от гор. -20 м. и ниже.
|
|
|
В верхней части Восточного борта деформации проявлялись в виде открытых трещин и просадок. На прилегающей к карьеру территории трещины и просадки охватывают по простиранию борта 200 м, вкрест простирания до 60 м. Трещины наблюдаются на бермах транспортных и предохранительных гор. 340 м. Деформации обусловлены Восточно-Сибайским нарушением, расположенным субпараллельно восточному борту, имеющему западное падение под 80-85°.
Нарушение (разлом) имеет ряд оперяющих тектонических трещин, по которым происходят просадки. Оперяющие трещины имеют восточное падение под углом 55-65°. То есть в массиве борта карьера имеются две пересекающиеся плоскости, одна из которой является активным контактом в основании призмы и вполне вероятно, что северное крыло деформации на участке Восточного борта образовалось под влиянием тектонической трещины (нарушения) северо-восточного простирания с падением под углом 75°. Южное крыло деформации образовалось под влиянием трещины юго-восточного простирания с углом падения 50°.
На Западном борту карьера произошла просадка главной автомобильной дороги на отметке +30 м на 0,5÷0,7 м.
Деформация по простиранию борта в виде открытой трещины составила 190 м, верхняя часть трещины ограничена на отметке +80 м. Нижняя часть деформации ограничена отметками -55÷-65 м. Высота деформированного участка борта составляет 140 м.
При средней мощности заколовшегося массива 20 м объем деформации составляет 336000 м3.
На Северо-западном борту карьера деформация откосов уступов наблюдается в сильно измененных породах в пределах горизонтов +55 м, +225 м. По простиранию бортов до 250-300 м. Деформации носят поверхностный характер.
В соответствии с «Правилами…» [4] углы сдвижения для Сибайского месторождения приняты равными:
- со стороны висячего бока β=65°;
- по простиранию δ=70°;
- со стороны лежачего бока β1=34°
(принят равным углу падения рудного тела).
В связи с наличием карьера значения углов сдвижения подлежат корректировке.
Установлено, что углы сдвижения при совместном влиянии открытых и подземных работ, которые ведутся с обрушением налегающих пород выполаживаются по сравнению с углами сдвижения в зоне влияния только подземных работ на 15-20 градусов.
Значение углов β1 остается без изменения, т.к. это значение близко к значению угла внутреннего трения пород лежачего бока.
Принимаемые углы сдвижения составят:
β = 45о; β1 = 34о; δ = 50о.
Оценка устойчивости откосов при условии полной выемки запасов руды проводилась по схемам ВНИМИ [34].
Причем, поверхность скольжения максимально совмещали с линией, ограничивающей зону опасных сдвижений. Оценка была проведена для трех участков борта карьера: северного, восточного, южного.
Результаты оценки приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Результаты оценки устойчивости откосов.
| Борт | Разрез | Коэффициент запаса устойчивости | |
| до выемки законтурных руд, глубина карьера 505 м | после выемки законтурных руд, глубина подземных работ 629 м | ||
| Северный | Продольный | 1,4 | 1,09 |
| Восточный | Разрез 24 | 1,3 | 0,95 |
| Южный | Продольный | 1,6 | 1,15 |
| Западный | Разрез 24 | 1,3 | 1,20 |
Результаты оценки устойчивости откосов позволяют сделать вывод о том, что при отработке законтурных запасов Сибайского месторождения подземным способом системами с обрушением северный, восточный, южный участки бортов будут обрушены. Западный участок борта будет обрушен частично в переделах зоны ослабленных хлорито-серицитовых пород.
Следует отметить, что подземная разработка оставшихся запасов руд приведет к расширению выработанного пространства карьера, как по простиранию, так и вкрест простирания. Это может вызвать активное сдвижение пород висячего бока (восточного борта карьера). Необходимо в «Проекте…» разработать ряд ограничений, которые необходимы для управляемого сдвижения борта.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1480; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!