Совершенствование расчетной схемы устойчивости откосов на слабом основании неограниченной мощности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Совершенствование расчетной схемы устойчивости откосов на слабом основании неограниченной мощности

Хмырова Елена Николаевна,

Низаметдинов Фарит Камалович,

Омарова Асель Куандыковна,

параметр откос разработка месторождение

На основании аналитического расчета устойчивости откоса на слабом основании большой мощности приведены расчетные параметры отвала и мощность подошвенной оползни с выпором основания. Фактические деформации распространены на отвалах № 4 и 7 Качарского карьера. Основными причинами нарушений устойчивости являются низкая несущая способность переувлажненных пород основания отвалов, низкая прочность глинистых пород, складируемых в отвалы, которые зачастую замачиваются (нижняя часть первого яруса) паводковыми водами, превышение предельной высоты нижних ярусов и несоблюдение технологического режима отсыпки.

При разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом часто возникает необходимость определения параметров откосов, расположенных на слабом основании большой мощности. Такие задачи возникают, в частности, при складировании вскрышных пород на территориях пересыхающих водоемов (отвалы Качарского карьера), либо в случаях, когда в нижней части стратиграфического разреза борта карьера присутствуют мощные горизонты слабых песчано-глинистых пород, отличающихся более низкими прочностными характеристиками по сравнению с породами вышележащих горизонтов (южный и юго-западный борт Качарского карьера). В случае залегания в основании откоса слабого слоя большой (неограниченной) мощности поверхность скольжения представляет собой сложную линию переменной кривизны, состоящую из трех участков - дуг окружностей. Данная расчетная схема и её аналитическое решение детально рассмотрена в работе [2]. Исследуем зависимости параметров предельного откоса от сцепления пород слабого основания. Результаты расчетов приведены в таблице 1.

Таблица 1. Значения параметров предельного откоса.

График зависимости параметров предельного откоса от сцепления пород слабого основания приведен на рисунке 1.Полученная зависимость описывается уравнением

, м (1)

Приведенное линейное соотношение позволяет определить предельную высоту первого яруса по известному сцеплению, а также решать обратную задачу, связанную с оценкой фактической величины сцепления пород основания. Аналогично построим графики зависимостей ширины выпора основания, максимального заглубления поверхности скольжения и ширины призмы возможного обрушения (рисунок 2). Зависимости параметров предельного откоса описываются уравнениями

, м

, м; (2)

, м.

Профиль предельного откоса первого яруса приведен на рисунке 3.

Выполним оценку проектного контура многоярусного отвала № 4 в соответствии с проектными значениями, приведенными на рисунке 3.

Параметры предельного откоса при высоте пятиярусного отвала 58 м:

- предельный генеральный угол отвала 12є;

- ширина призмы обрушения r = 5,2 м;

- ширина выпора у основания L = 11,1 м.

Рис. 1. График зависимости предельной высоты откоса от сцепления пород слабого основания.

Рис. 2. Графики зависимостей параметров предельного откоса от сцепления пород слабого основания: 1

- ; 2 - ; 3 - .

Рис. 3. Профиль откоса первого яруса отвала № 4.

Исходя из полученного значения генерального угла, назначаем рекомендуемые конструктивные параметры профиля отвала. Ширина площадки между первым и вторым ярусами для исключения выдавливания пород слабого основания должна составлять не менее 60 метров, а ширина площадок между вторым и вышележащими ярусами - не менее 40 м. При указанных параметрах фактический генеральный угол отвала составит 11,8є.

Выполненные расчеты свидетельствуют о том, что проектные параметры отвала № 4 на слабом основании являются предельными, что влечет за собой развитие деформаций и нарушения устойчивости отвала.

Литература

1. Попов И.И., Шпаков П.С., Поклад Г.Г. Устойчивость породных отвалов. - Алма-Ата: Наука, 1987. - 224 с.

2. Долгоносов В.Н. Расчет предельной высоты откоса на слабом основании для Качарского месторождения // Вестник КазНТУ. Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева № 3(73), 2009. - С 84-87.

3. Мероприятия по обеспечению устойчивости отвалов карьера Качарского ГОКа в рабочей зоне до подхода к приоткосной зоне. - Санкт-Петербург: Гипроруда, 1997.

Размещено на Allbest.ru