СДВИЖЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

ПО КУРСУ

«МАРКШЕЙДЕРСКОЕ ДЕЛО»

для студентов специальностии МД (8 семестр 2 часть)

ЛИТЕРАТУРА

1. Маркшейдерское дело: Учеб. для вузов.-— В двух частях/Под ред. И. Н. Ушакова.— 3-е изд., перераб. и доп.— М.: Недра, 1989.— Часть 2/А. Н. Белоликов, В. Н. Земисев, Г. А. Кротов и др.— 437 с: ил.

2. Маркшейдерское дело: Учебник для вузов/Д. Н. Оглоблин, Г. И. Герасименко, Л. Г. Акимов и др. — 3-е изд., перераб. и доп. М., «Недра», 1981. 704 с.

Способы предотвращения осыпей.

Так как осыпи откосов уступов — самые распространенные виды деформаций, в настоящее время разработаны разнообразные способы борьбы с ними. Перечислим основные из них.

1. Заоткоска уступов предусматривает создание оптимального для данных пород наклона откоса, при котором снижается степень разрушения и скатывания пород. В рыхлых породах эта работа выполняется, как правило, экскаваторами, а в скальных — путем применения специальных методов взрывания на предельном контуре погашения уступа.

Заоткоска уступов взрывным способом может производиться по следующим схемам:

а) предварительное щелеобразование на предельном контуре уступа наклонными скважинами. Создаваемая в данном случае взрыванием скважин щель является экраном для ударных волн при массовых взрывах на границе с предельным контуром. Сущность метода состоит в том, что по линии предельного контура уступа ВВ' бурят ряд наклонных скважин, расположенных на расстоянии 1, 5—2 м друг от друга (рис. 2.14, а). Скважины заряжают уменьшенными рассредоточенными зарядами. Взрывание контурных скважин производят с опережением по отношению к массовому взрыву приконтурного блока А'АВВ';

Рис 2 14 - Схемы закрепления осыпей:

а — предварительное щелеобразование; б — заоткоска уступа наклонными и вертикальными скважинами; в — укрепление железобетонными сваями; г — искусственная бровка; д — укрепленная берма

б) заоткоска уступа по проектному контуру посредством наклонных или вертикальных скважин переменной глубины (рис. 2.14, б).

Такие меры направлены на снижение зоны, разрушаемой массовыми взрывами, так как при мгновенном взрывании большого количества взрывного вещества в скважинах зона частичного разрушения пород распространяется на расстояние до 8—10 м за пределы линии отрыва, что приводит к снижению сопротивляемости пород сдвигу и их стойкости против выветривания.

2. Создание широких берм механизированной очистки с целью избежания образования за счет осыпей сплошных откосов на всю высоту борта. Это достигается сдваиванием и страиванием уступов на предельном контуре карьера.

3. При остановке уступов в предельном контуре с подрезкой наклоненных в сторону откоса слоев пород для обеспечения проектного угла наклона откоса целесообразно производить опережающее укрепление пород уступа железобетонными сваями (рис. 2.14, в).

4. Если не осуществляется укрепление пород приконтурного массива, то образование осыпей приводит к уменьшению полезной ширины бермы за счет срезания верхней части откоса уступа или даже всего откоса. Для восстановления берм создают искусственную бровку или сооружают специальные укрепления (рис. 2.14, г).

ОРГАНИЗАЦИЯ МАРКШЕЙДЕРСКОЙ СЛУЖБЫ. ПЛАНИРОВАНИЕ МАРКШЕЙДЕРСКИХ РАБОТ

3.1. СТРУКТУРАМАРКШЕЙДЕРСКОЙ СЛУЖБЫ

3.1.1. СТРУКТУРА МАРКШЕЙДЕРСКОЙ СЛУЖБЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ И ОРГАНИЗАЦИЯХ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

В соответствии с отраслевым принципом маркшейдерская служба в настоящее время организована по двум направлениям: маркшейдерская служба предприятий и организаций горнодобывающей промышленности и специализированные организации.

В отрасли структура маркшейдерской службы обычно соответствует организационной структуре соответствующего министерства. Так, например, если структура министерства представляет собой схему: шахта (рудник) — производственное объединение (трест, комбинат) — отраслевое управление министерства — министерство, то маркшейдерская служба организуется следующим образом: маркшейдерский отдел шахты (рудника) — маркшейдерский отдел производственного объединения (треста, комбината) — маркшейдерский отдел отраслевого управления министерства — маркшейдерский отдел (управление) министерства.

Основной первичной производственной единицей является маркшейдерский отдел (бюро) горного предприятия. На маркшейдерский отдел горного предприятия возлагается производство всех основных и текущих маркшейдерских работ, выполняемых при освоении и разработке месторождения. Капитальные маркшейдерские и топографо-геодезические работы, требующие применения специальных методов и технических средств, осуществляют в установленном порядке специализированные организации.

Штат отдела состоит из главного (старшего) маркшейдера, участковых маркшейдеров, техников-картографов (чертежников) и рабочих (горнорабочих). На крупных предприятиях введена должность заместителя главного маркшейдера. на угольных шахтах (разрезах) в штат маркшейдерского отдела входит геолог. На горнорудных предприятиях, где объем геологических работ большой, создаются самостоятельные геологические отделы. Обязанности между отдельными работниками маркшейдерского отдела распределяются следующим образом.

Главный маркшейдер горного предприятия подчиняется непосредственно главному инженеру предприятия и является его заместителем по вопросам охраны недр и маркшейдерских работ; назначается на должность и освобождается от должности вышестоящей организацией. В его обязанности входят:

- участие в подборе, назначении, расстановке маркшейдерских кадров и организация мер по повышению их квалификации;

- составление планов работ отдела, заявок на маркшейдерское оборудование, приборы и материалы;

- разработка совместно с другими службами мероприятий по ведению горных работ в опасных зонах, снижению потерь и разубоживанию полезных ископаемых, охране окружающей среды, мер охраны горных выработок и наземных объектов от вредного влияния горных разработок;

- участие в разработке перспективных и календарных планов развития горных и строительно-монтажных работ, проектов горных и земельных отводов, ликвидации и консервации горных предприятий или отдельных участков;

- контроль за соблюдением утвержденных проектов рационального и комплексного использования полезных ископаемых, за ведением горных работ в соответствии с календарным планом, за размещением наземных объектов в соответствии с проектом в пределах утвержденных границ горного и земельного отводов, за состоянием маркшейдерских опорных сетей, обновлением и пополнением топографических планов поверхности;

- личное участие при выполнении особо сложных и ответственных маркшейдерских работ;

- внедрение новых методов выполнения маркшейдерских работ, новой маркшейдерской техники, чертежных материалов, средств размножения чертежей и т. д.

Главный маркшейдер горного предприятия руководит всеми видами маркшейдерских работ, является ответственным за решение всех задач, возложенных на маркшейдерский отдел предприятия. В своей работе он руководствуется действующими правилами и инструкциями, относящимися к маркшейдерскому делу, приказами и распоряжениями вышестоящих организаций и руководителя горного предприятия.

Наряду с руководителем предприятия он несет ответственность за достоверность отчетов предприятия о полноте извлечения из недр запасов полезных ископаемых, маркшейдерской документации по учету объемов выполненных работ, а также других документов, связанных с деятельностью маркшейдерской службы.

Главный маркшейдер предприятия имеет право:

- приостанавливать проведение беспроектных выработок, браковать горные выработки, неправильно пройденные по направлению, профилю и габаритам;

- запрещать горные работы, вызывающие потери и разубоживание руды, превышающие установленные нормы;

- не допускать подработку охранных целиков и проведение в них прорезающих выработок без утвержденного проекта;

- запрещать застройку площадей залегания полезных ископаемых, проводимую без соблюдения требований соответствующих инструкций;

- давать руководству предприятия предложения о поощрении или наложении взысканий на сотрудников маркшейдерского отдела, а также о наложении взысканий на работников, не выполняющих указаний маркшейдерской службы;

- представлять предприятие в других организациях по вопросам, входящим в его компетенцию.

Распоряжения руководства предприятия, противоречащие требованиям действующих нормативных документов подлежат исполнению главным маркшейдером только в том случае, если они даны в письменном виде. При этом главный маркшейдер предприятия немедленно сообщает об этом вышестоящей организации и органам горного надзора.

Заместитель главного маркшейдера предприятия подчиняется непосредственно главному маркшейдеру предприятия. В его обязанности входят осуществление оперативного руководства работой участковых маркшейдеров, техников-картографов и рабочих, а также оказание помощи главному маркшейдеру в решении приведенных выше задач. Заместитель главного маркшейдера принимает личное участие в выполнении ответственных маркшейдерских работ, пользуется теми же правами, что и главный маркшейдер предприятия.

Ответственность за своевременное и качественное выполнение всех маркшейдерских работ на отдельном маркшейдерском участке несет участковый маркшейдер, функциями которого являются:

- выполнение работ по созданию опорной сети, горизонтальной и вертикальной съемке горных выработок, по наблюдениям за сдвижением горных пород и горным давлением, камеральной обработке материалов съемки, составлению и пополнению графической документации;

- перенесение в натуру геометрических элементов горных выработок и различного рода сооружений, задание направлений горным выработкам при их прохождении и наблюдение за правильным ведением горных работ в соответствии с утвержденным проектом;

- определение и учет объемов выработанного пространства, а также погашения пустот и подготовительных горных выработок, извлеченной горной массы и полезного ископаемого, прохождения подготовительных выработок и подвигания фронта работ;

- подсчет и учет совместно со службой рудничной (шахтной) геологии запасов полезного ископаемого по участку, а также учет потерь и разубоживания полезного ископаемого;

- участие в составлении календарных планов развития горных работ по участку, наблюдение за их выполнением и составление маркшейдерской отчетности и т. д.

Участковый маркшейдер имеет право давать предписание участковому надзору по вопросам устранения нарушений технических проектов и паспортов, а также останавливать горные работы (с последующим уведомлением руководства предприятия и участка) при грубых нарушениях правил безопасности.

Все выявленные на участке нарушения и предложения по их устранению вносятся участковым маркшейдером в Книгу маркшейдерских указаний, которая представляется главному маркшейдеру предприятия для принятия мер.

Успех работы участкового маркшейдера в значительной мере зависит от его ближайших помощников — горнорабочих маркшейдерского отдела. Они вместе с маркшейдером подготавливают приборы к съемке; доставляют их к месту работы и помогают маркшейдеру в процессе съемки (закрепляют точки, устанавливают сигналы, освещают точки наблюдения и т. д.), а по окончании работ доставляют приборы и инструменты в маркшейдерский отдел. Горнорабочие по заданию маркшейдера могут самостоятельно выполнять некоторые несложные работы (производство замеров, продолжение заданных направлений, выполнение отдельных геологических зарисовок и т. д.).

Качество маркшейдерской графической документации — основной продукции маркшейдерского отдела, во многом зависит от работы техников-картографов.

Техник-картограф должен хорошо разбираться в графической документации, выполнять чертежные работы и уметь размножать документацию различными методами. К функциям техника-картографа относится также учет всей документации маркшейдерского отдела.

На крупных предприятиях в штат маркшейдерского отдела входят также чертежники.

Чертежник по заданию техника-картографа выполняет чертежно-оформительские работы и оказывает помощь при размножении документации.

На угольных горнопромышленных предприятиях в маркшейдерском отделе предусмотрена должность шахтного геолога, основными задачами которого являются:

- составление геологической документации всех разведочных и горных выработок;

- изучение физических, химических и химико-технологических свойств полезного ископаемого;

- определение геологических и гидрогеологических факторов, влияющих на разработку месторождения;

- обеспечение шахты (разреза) необходимыми геологическими заключениями и т. д.

Совместно с маркшейдером шахтный геолог осуществляет контроль и наблюдение за полнотой извлечения полезного ископаемого, участвует в подсчете и учете движения запасов, а также в составлении годовых и перспективных планов развития горных работ.

Маркшейдерские отделы, как указывалось выше, имеются и в организациях, непосредственно руководящих горными предприятиями, к которым относятся тресты, комбинаты и производственные объединения, холдинги.

На маркшейдерские отделы этих организаций возлагаются следующие обязанности:

- контроль за подбором, расстановкой и правильным использованием маркшейдерских кадров на горных предприятиях;

- техническое и методическое руководство работой маркшейдерских отделов горных предприятий;

- участие в рассмотрении и согласовании проектов, календарных планов развития горных работ и мер охраны объектов от вредного влияния горных разработок;

- планирование научно-исследовательских и ответственных капитальных маркшейдерских работ на горных предприятиях;

- анализ маркшейдерской отчетности горных предприятий и составление сводной документации;

- подготовка материалов для оформления горных и земельных отводов и др.

Маркшейдерские отделы этих организаций обычно представлены главным маркшейдером, старшими инженерами, инженерами и техниками-картографами.

Главный маркшейдер производственного объединения (треста, комбината) подчиняется непосредственно техническому директору и является его заместителем по вопросам охраны недр и маркшейдерских работ; назначается на должность и освобождается от должности соответственно отраслевым управлением или министерством (по подчиненности).

Основными обязанностями маркшейдерской службы министерства являются следующие:

- контроль за подбором, расстановкой и правильным использованием маркшейдерских кадров в производственных объединениях (комбинатах) и принятие мер по повышению их квалификации;

- общее техническое и методическое руководство работой маркшейдерских отделов и систематический контроль за состоянием маркшейдерской службы на всех подведомственных министерству предприятиях и в организациях;

- разработка наставлений, инструкций, нормативов и правил по отдельным вопросам маркшейдерской службы и представление их на утверждение в установленном порядке;

- планирование капитальных и научно-исследовательских маркшейдерских работ и разработка предложений по их финансированию;

- внедрение в практику работы горных предприятий новых, более производительных методов и приборов для производства маркшейдерских работ;

- контроль за правильностью разработки месторождений полезных ископаемых, выполнением требований по охране недр и окружающей природной среды, безопасностью работ и других требований, определяющих деятельность маркшейдерской службы;

- участие в разработке годовых и пятилетних планов развития отрасли в части обеспечения охраны недр и рационального использования минеральных ресурсов, а также в работе по приемке — передаче разведанных месторождений полезных ископаемых для промышленного освоения и приемке в эксплуатацию новых предприятий по добыче полезного ископаемого, их консервации и ликвидации и т. п.

3.1.2. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ МАРКШЕЙДЕРСКИЕ ОРГАНИЗАЦИИ, ИХ СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ

Проведение научных разработок по вопросам маркшейдерского дела выполняется с участием УкрНИМИ - научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела. Он является научным центром в области маркшейдерского дела для всех отраслей горнодобывающей промышленности. Исследования ведутся по следующим основным направлениям:

- разработка и совершенствование методов маркшейдерских работ;

- конструирование, изготовление и исследование опытных образцов маркшейдерских приборов, инструментов и оборудования;

- автоматизация полевых, вычислительных и графических работ, а также разработка программ для решения маркшейдерских задач на ЭВМ;

- исследование процессов сдвижения горных пород и разработка мер охраны наземных объектов и горных выработок от вредного влияния горных разработок.

В отдельную группуспециализированных организаций входят вузы, техникумы и кабинеты при маркшейдерских отделах производственных объединений (комбинатов), осуществляющие подготовку и переподготовку маркшейдерских кадров.

Учебными планами высших и средних специальных учебных заведений страны по маркшейдерской специальности предусмотрена подготовка инженеров-маркшейдеров широкого профиля (без разделения на узкие специальности).

Рекомендуемое соотношение между специалистами высшей и средней квалификации на производстве 1: 1, 5.

Для ознакомления с новейшими достижениями измерительной техники и новыми методами ведения маркшейдерских работ в ряде высших учебных заведений организованы очные и заочные курсы повышения квалификации работников маркшейдерской службы продолжительностью 1, 5—2 месяца.

Харьковский завод маркшейдерских инструментов (ХЗМИ). Завод занимается:

1) серийным выпуском маркшейдерских приборов, инструментов, оборудования (теодолиты, станции СИ и др.);

2) доработкой новых конструкций инструментов;

3) ремонтом маркшейдерских инструментов.

контроль за правильным, безопасным ведением горных работ и за рациональным использованием недр осуществляет Госнадзорохрантруда Украины - комитет по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горному надзору.

На Госнадзорохрантруда в части маркшейдерского контроля возложено решение следующих задач:

- контроль за правильностью эксплуатации месторождений полезных ископаемых и применением наиболее эффективных систем разработки по полноте выемки разведанных запасов, безопасности работ и комплексного извлечения полезных ископаемых при их добыче;

- контроль за правильным выполнением маркшейдерских съемок на предприятии, наличием установленного комплекта первичной, вычислительной и графической документации и их качества;

- оформление горных отводов, выдача разрешений на разработку месторождений и утверждение участков для возведения капитальных сооружений на площадях залегания полезных ископаемых;

- утверждение правил, инструкций и норм маркшейдерской службы и маркшейдерского контроля и т. д.

Госнадзорохрантруда на местах представлен управлениями округов и районными горнотехническими инспекциями (РГТИ). Маркшейдерский контроль в округах и районных инспекциях осуществляется инженерами-контролерами. Методическое руководство контролерами в округах и инспекциях осуществляет главный инспектор по маркшейдерскому контролю Госнадзорохрантруда Украины.

Геодезические, топографические, картографические и кадастровые работы при инженерных изысканиях для строительства горных предприятий и при производстве строительно-монтажных работ выполняют согласно требований нормативных документов Минэкоресурсов Украины, Государственного комитета по строительству, архитектуре и жилищной политике.

Госгеонадзор осуществляет государственный надзор за производством топографо-геодезических, аэрофотосъемочных и картографических работ, проводимых различными ведомствами. Отделы и отделения Госгеонадзора обеспечивают:

- контроль за производством геодезических, топографических, аэрофотосъемочных и картографических работ;

- методическое руководство выполняемыми работами для повышения качества работ и снижения их себестоимости;

- приемку завершенных геодезических и топографических работ;

- концентрацию материалов и сведений по выполненным топографо-геодезическим и картографическим работам.

Согласно Инструкции о Государственном геодезическом надзоре все ведомства и организации, выполняющие топографо-геодезические работы, обязаны согласовывать свои планы с соответствующими отделами Госгеонадзора и имеют право приступать к работе только в случае разрешения последнего.

В целях концентрации материалов для всестороннего их использования ведомственные организации после приемки работ сдают в Госгеонадзор технические отчеты и часть материалов, включая журналы наблюдений, материалы вычислений, каталоги координат и высот, издательские оригиналы топографических съемок и др.

Отделы Госгеонадзора представляют материалы во временное или постоянное пользование заинтересованным организациям. Кроме того, отделы Госгеонадзора ведут дежурную карту и осуществляют контроль за состоянием геодезических знаков на территории их деятельности.

ПЛАНИРОВАНИЕ МАРКШЕЙДЕРСКИХ РАБОТ

В горной промышленности, как и в других отраслях промышленности, составляются перспективные и текущие планы развития горных работ для разработки месторождений. В соответствии с указанными видами планирования горных работ составляются перспективные и текущие планы маркшейдерских работ, которые должны включать:

1) виды, объемы маркшейдерских работ и сроки их выполнения;

2) штат маркшейдерского отдела горного предприятия;

3) оборудование и инструментарий маркшейдерского отдела;

4) стоимость маркшейдерского обслуживания на тонну добычи.

Основными задачами на этапе планирования маркшейдерских работ являются следующие:

- своевременное обеспечение горных предприятий всеми видами маркшейдерских работ на заданный отрезок времени (пятилетие, год и т. д.);

- контроль за полнотой отработки месторождений полезных ископаемых, правильным ведением горных работ и учетом выдачи на поверхность полезного ископаемого;

- обеспечение ритмичной работы маркшейдерского отдела, минимальных потерь рабочего времени.

Исходными материалами для составления планов служат:

1) перспективные и годовые планы развития горных работ по предприятию;

2) общеобязательные технические инструкции и указания по производству маркшейдерских работ;

3) действующие нормы времени и выработки на маркшейдерские работы (при их наличии).

Перспективное планирование маркшейдерских работ выполняется по пятилеткам, текущее — по годам и кварталам (месяцам).

Составление планов маркшейдерских работ рекомендуется вести по четырем видам работ:

1) топо-геодезические и маркшейдерские работы, выполняемые по договорам специализированными организациями (работы по созданию и реконструкции опорной сети бассейна и съемке земной поверхности на больших площадях);

2) основные маркшейдерские работы, выполняемые бюро специализированных маркшейдерских работ (производство соединительных съемок, производство наблюдений за сдвижением горных пород и горным давлением, обобщающие работы по геометризации месторождений полезных ископаемых и проверке геометрических элементов подъемных комплексов, стереофотограмметрическая съемка карьеров, разрезов);

3) основные маркшейдерские работы, выполняемые службой горного предприятия;

4) текущие маркшейдерские работы.

В перспективных планах основное внимание уделяется работам первого вида, так как они выполняются через значительные промежутки времени для группы предприятий. Поэтому маркшейдерские отделы предприятий по этим видам работ составляют и обосновывают план-заявку, которую представляют главному маркшейдеру вышестоящей организации. Последний обобщает полученные от предприятий заявки и составляет общий план выполнения работ по тресту (рудоуправлению) или комбинату и оформляет договор со специализированными организациями на их выполнение.

Работы второго, третьего и четвертого видов отражаются в укрупненных показателях с указанием по годам видов и объемов работ.

В годовых планах подробно расшифровываются работы второго и третьего видов (виды и объемы основных маркшейдерских работ, сроки выполнения, обоснование требуемой точности наблюдений, необходимый штат исполнителей (отдельно ИТР и рабочих) и перечень требуемого инструмента). При выполнении работ силами специальных бюро указанные материалы передают главному маркшейдеру объединения (комбината) для определения численности и состава бюро и планирования его работы.

Работы четвертого вида в годовых планах указываются в укрупненных показателях.

В квартальных (месячных) планах отражаются конкретный перечень работ маркшейдерского отдела, сроки выполнения и исполнители.

Составление текущего плана начинают с работ, которые должны выполняться в установленное для данного предприятия время. К ним относятся работы, связанные с определением выполненных объемов по добыче и проходке горных выработок (замеры), которым предшествуют пополнительные съемки горных выработок при подземных способах разработки и работы по созданию съемочного обоснования при открытых разработках. Остальные работы (задание направлений выработкам, текущие горизонтальные и вертикальные съемки и т. д.) планируют, исходя из потребностей предприятия и возможностей маркшейдера. Как указывалось выше, для сокращения времени на подготовительно-заключительные работы на единицу продукции при планировании полевых работ следует стремиться к максимальному уплотнению рабочего дня, т. е. при малых разовых объемах работ планировать на рабочий день не один, а несколько видов маркшейдерских работ.

Детальные календарные планы производства текущих маркшейдерских работ по отдельным выработкам и видам работ рационально составлять по каждому маркшейдерскому участку при планировании работ на месяц в табличной форме.

ОФОРМЛЕНИЕ ЗЕМЕЛЬНЫХ, ГОРНЫХ ОТВОДОВ И ЗАСТРОЙКа ПЛОЩАДЕЙ ЗАЛЕГАНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Маркшейдерские службы горных предприятий являются основными исполнителями при планировании горных работ. Они подготавливают исходную документацию с изображением границ, контуров, формы залежи, условий залегания полезного ископаемого, горно-геологических особенностей. Пользуясь планами и разрезами, а также заданными к планированию показателями (добыча, качество и т. п.), намечают совместно с руководством предприятия календарные планы развития торных работ.

Планирование горных работ и разработка месторождений должны вестись с соблюдением существующего законодательства и действующих нормативных документов.

Земельным отводом называется участок земной поверхности, выделенный предприятию (организации) для своих нужд. Для горных предприятий земельные отводы выдаются под здания, сооружения, коммуникации, отвалы, жилые поселки. При открытой разработке в земельный отвод включается также территория карьера.

Строительство горных предприятий и эксплуатация месторождений разрешаются лишь при наличии оформленного земельного и горного отводов. Под промышленное строительство должны выбираться прежде всего не пригодные или мало продуктивные для сельского хозяйства земли.

Горным отводом называется часть земных недр, предоставляемая организации или предприятию для промышленной разработки содержащихся в ней полезных ископаемых. Предоставление горного отвода производится органами горного надзора по проекту организации, которая намерена вести разработку полезного ископаемого (объединения, комбината, треста).

Проект горного отвода должен содержать следующие материалы:

а) пояснительную записку, в которой даются обоснование горного отвода, геологическая характеристика месторождения и данные по застройке поверхности;

б) топографический план с указанием запрашиваемого и соседних горных отводов;

в) геологическую карту и разрезы с границами горного отвода;

г) выписку из протокола ГКЗ и справку вышестоящей организации о необходимости получения горного отвода.

Оформление горного отвода должно быть закончено до начала строительства или реконструкции горного предприятия в месячный срок после утверждения технической проектной документации.

Застройка площадей залегания полезных ископаемых допускается только в особо необходимых случаях и при условии:

1) наличия возможности полного извлечения запасов под объектами строительства или с консервацией минимального количества низкокачественных запасов в предохранительных целиках;

2) применения конструктивных мероприятий и других мер охраны в соответствии с техническими условиями по строительству на подрабатываемых территориях;

3) размещения объектов строительства в соответствии с проектом и планами разработки месторождения, а также на площадках, под которыми произведена выемка полезных ископаемых и закончился процесс опасных деформаций земной поверхности.

ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

ПО КУРСУ

«МАРКШЕЙДЕРСКОЕ ДЕЛО»

для студентов специальностии МД (8 семестр 2 часть)

ЛИТЕРАТУРА

СДВИЖЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

2.1. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА УСТОЙЧИВОСТЬ БОРТОВ КАРЬЕРОВ

Сдвижение горных пород при открытой разработке месторождений полезных ископаемых в значительной степени определяет как экономику добычи, так и безопасность труда. Нарушения устойчивости откосов бортов карьеров и отвалов приводят к увеличению объемов вскрыши, непроизводительным расходам на дополнительную переэкскавацию, нарушению режима работы карьера и опасным условиям труда.

Потеря устойчивости (сдвижение) бортов и уступов в карьерах связана главным образом с изменением напряженного состояния нетронутого массива пород в результате проведения открытых горных выработок. При этом разрушение горных пород происходит под воздействием касательных напряжений, которые при определенных условиях вызывают в массиве необратимые деформации сдвига по поверхностям, называемым поверхностями скольжения. Под поверхностью скольжения понимается наиболее слабая поверхность прибортового массива, по которой действуют максимальные касательные напряжения и соответствующие им деформации.

Рисунок 2.1. Эпюры касательных напряжений в борту разреза

В общем случае в массиве горных пород, ослабленном боковым вырезом (бортом карьера), распределение касательных напряжений может быть представлено эпюрами, показанными на рисунке 2.1 (линии I-I, II-II, III-III). Точки с максимальными значениями касательных напряжений, расположенные на различной высоте борта, формируют направление наиболее слабой поверхности abсde, которая в случае предельных напряжений становится поверхностью скольжения.

Представим потенциальную поверхность скольжения в прибортовом массиве прямой линией АСВ (рис. 2.2).

Участок ADBC — призма возможного обрушения прибортового массива. Массу Р прибортового клина ADBC, отнесенную к середине АСВ (точка С), можно разложить на две составляющие: сдвигающую М и нормальную N. Силы, удерживающие прибортовой клин от сдвига по линии АСВ, будут следующими: сила трения, равная N tg ρ , и сила сцепления К.

Рис. 2.2 - Схема распределения сил по потенциальной поверхности скольжения

Таким образом, условие устойчивости прибортового клина можно записать так:

(2.1)

Из схемы видно, что обеспечение устойчивости прибортового массива в первую очередь достигается изменением массы клина ADBC, которая в свою очередь зависит от высоты откоса H или угла его наклона α.

Можно сделать вывод о том, что устойчивость прибортового массива, с одной стороны, определяется характером перераспределения естественных напряжений вглубь и по высоте откоса, а с другой — прочностными свойствами слагающих массив пород.

Согласно теории предельного равновесия прочность горной породы характеризуется некоторой кривой (рис. 2.3, а), построенной в координатах τ, σ _п (касательное и нормальное напряжения). Кривая ABC определяет собой предельное состояние горной породы в образце. Отрезок OB, отсекаемый кривой на оси τ, определяет величину сцепления. Угол наклона к оси σ _п отрезка прямой тп, заменяющий на некотором интервале кривую ABC, называется углом внутреннего трения, а тангенс этого угла — коэффициентом внутреннего трения. Отрезок ОА выражает временное сопротивление породы растяжению σ _Р, отрезок OD численно равен временному сопротивлению сжатию σ _сж.

Рисунок 2.3. Паспорт прочности горной породы:

а — с криволинейной огибающей кругов Мора; б —с огибающей в виде прямой

Общий вид уравнения кривой предельного равновесия τ =f(σ _п). В зависимости от типа горных пород уравнение может быть представлено параболой, циклоидой, прямой. В последнем случае (рис. 2.3, б) уравнение равновесия записывается следующим образом:

τ = σ _п tg ρ + k, (2.2)

где τ — касательное напряжение по площадке сдвига, МПа;

σ _п — нормальное напряжение на площадке сдвига, МПа;

ρ — угол внутреннего трения пород, градус;

k — коэффициент сцепления пород, МПа.

Определение вида кривой предельного равновесия и количественную оценку ее параметров производят при испытаниях на срез образцов горных пород.

Основным фактором, формирующим естественное напряженное состояние пород, служат гравитационные силы. Необходимо учитывать и тектонические силы. Кроме того, при открытом способе разработки полезных ископаемых важное значение для устойчивости откосов приобретает целый ряд других факторов: фильтрационные процессы, выветривание, набухание и разуплотнение пород, динамическое воздействие массовых взрывов, вибрация от работы горнотранспортного оборудования и т. д.

Кроме того, прибортовой массив сложен не однородными породами, имеет естественную трещиноватость, по которой в целом ряде случаев формируются поверхности ослабления. Все эти факторы являются причиной сдвижения горных пород на карьерах.

12 3 4 5 6 Следующая ⇒