Определение границ зон деформаций породного массива

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определение границ зон деформаций породного массива

С.О. Жунусова

Определение границ зон деформации массива при ведении добычных работ на месторождениях осуществляется по методу БАБО, подробно описанному в работе [1], на основе паспортов прочности, построенных отдельно для каждого типа горных пород на основе результатов лабораторных исследований ТОО «Центргеоланалит» [2]. Границы зон деформации массива представляют собой поверхности, по которым горные породы могут сдвигаться и смещаться в сторону выработанного пространства. Сдвиг и смещение части массива горных пород произойдет под влиянием их собственного веса, равного высоте столба породы на единичной площадке в массиве. Поверхности сдвига формируются совокупностью единичных площадок, которые являются последовательным продолжением одна другой с ростом глубины (Зі). На геологических разрезах (профилях) поверхности сдвига выражаются в виде кривых линий. Координаты концевых точек единичных площадок, формирующих кривые поверхностей сдвига, определяются по следующим зависимостям (1-4):

(1)

(2)

(3)

(4)

где х1, х2 и х3 - соответственно, абсциссы кривых поверхностей сдвига первого, второго и третьего семейства;
уi - ордината точек кривых поверхностей сдвига;
и - величины напряжения, известные из построения паспорта прочности породы; акжальское месторождение горный скольжение

(5)

- для начальной части огибающей кривой в пределах ;

(6)

- для остальной части огибающей кривой, когда ;

(7)

(8)

(9)

Кривые поверхностей скольжения определяются по точкам, координаты которых вычисляются с использованием уравнения (1). Результаты расчетов для распространенного типа пород Акжальского месторождения - массивного известняка - приведены в таблице 1. При построении кривых по вычисленным координатам их точек за ось абсциссы (х) принимается уровень земной поверхности, а за ординату (у) - линия, перпендикулярная земной поверхности с возрастанием сверху вниз, что соответствует росту высоты столбов породы в массиве Ні (глубины расположения единичных площадок) (рисунок 1а,б).

Рисунок 1 - Кривые скольжения в массиве горных пород: а - массивный известняк с бедной минерализацией
б - кремнисто-глинистый известняк

Кривые поверхностей скольжения обладают следующими особенностями:

- кривая х1 является линией действия тангенциальных (касательных) напряжений в массиве;

Таблица 1 - Вычисление координат точек линий скольжения Акжальского месторождения

- кривая х2 является линией действия в массиве нормальных напряжений, ортогональных линиям х1. Такое взаимное расположение кривых указывает на то, что в земной коре массив горных пород находится под действием вертикальных (гЗ), нормальных и касательных напряжений, что соответствует общему представлению о распределении напряжений в ненарушенном массиве;

- третье семейство кривых в земной коре реализуется в случае образования граничных условий, связанных с замкнутыми контурами выработанных пространств (например, очистное пространство сверху ограничено потолочным целиком, а по бокам междукамерными целиками);

- совокупность трех семейств кривых характеризует в земной коре непрерывное поле напряжений, поэтому кривые, построенные в данной работе на профилях, не являются единичными. Кривые на профилях являются последними границами смещающихся объемов массива в сторону выработанного пространства;

- кривые поверхностей сдвигов строятся отдельно для каждого типа горных пород, слагающих массив на рассматриваемом участке.

Оценка состояния карьерных откосов при комбинированной отработке месторождений в зоне влияния подземных горных работ выполняется в следующей последовательности:

- массив горных пород под бортом карьера выделяется от общего (нетронутого) массива вертикальной линией (рисунок 2);

- в нетронутой части массива строятся кривые линий поверхностей сдвига (в данном случае х2) и проводятся прямые линии, соединяющие нижнюю ее точку с верхней, что является суммарным нормальным напряжением;

- от нижних точек прямых, соединяющих верхние и нижние точки, проводятся прямые, отклоненные от предыдущих кривых на угол щ = (90° + с);

- выбираются наиболее вероятные кривые поверхностей сдвигов на основе выполненных предрасчетов на компьютере, которые являются потенциальными поверхностями скольжения;

- выполняются расчеты по оценке устойчивости пород массива вокруг карьерного пространства.

Некоторые параметры зон возможных сдвижений и деформаций массива горных пород Центрального рудного поля Акжальского месторождения приведены в таблице 2.

Рисунок 2 - К оценке устойчивости карьерных откосов

Выполненные расчеты и анализ их результатов позволили определить границы зон деформирования прибортового массива горных пород при комбинированной отработке месторождения.

Таблица 2 - Параметры зон деформаций массива горных пород Центрального рудного поля Акжальского месторождения

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. С?бденбек?лы ?. Геомеханика // Инновациалы? орталы? № 1. ?Р. ?ара?анды: САНАТ-Полиграфия, 2009. 450 б.

2. Пересчет запасов свинцово-цинковых руд месторождения Акжал. Совместное предприятие ТОО «Novo - цинк» и ЗАО «Центргеолсъемка». Караганда, 2000.

Размещено на Allbest.ru