16.01.2021

Устойчивость бортов траншей и карьеров


Безопасность открытых горных работ на угольных карьерах зависит главным образом от устойчивости бортов капитальных, соединительных и разрезных траншей, породных и угольных уступов, рабочего и нерабочего бортов карьера.

Для соблюдения условий безопасности работ в карьере, обеспечения большей устойчивости и предотвращения обрушений бортов и уступов необходимо, чтобы угол откоса и высота уступов соответствовали прочности тех пород, из которых сложены уступы. Если высота уступа и угол его откоса будут слишком велики, а прочность породы незначительна, то неизбежно произойдет обрушение уступа.

Очевидно, что при большой высоте уступов и при увеличении глубины разработки карьера опасность обрушения, обвалов и оползней горных пород в карьере будет больше.

Помимо глубины и высоты, на устойчивость уступов и бортов карьера оказывают влияние физические свойства и характер вскрышных пород и угольного массива (крепость, плотность, влажность), количество, величина и расположение плоскостей напластования горных пород в пределах карьерного поля, дополнительная нагрузка на уступ или на борт карьера и пр.

Если уступ или борт карьера слагается скальными монолитными породами, то высота или глубина могут быть весьма значительными.

Наоборот, при наличии во вскрыше мягких глинистых пород высота уступа или глубина разработки должна быть ограничена и, чем более водонасыщенными будут указанные породы, тем меньше будет указанная высота уступа или глубина разработки. Последнее находит свое объяснение в том, что связность отдельных частиц глинистой породы уменьшается с увеличением процентного содержания в ней воды.

Существенное значение для устойчивости уступа и борта имеет расположение плоскостей напластования пород. Разработку уступа стремятся вести так, чтобы падение плоскостей напластования пород было направлено вглубь целика (рис. 16, (а), а не от целика к выработанному пространству (рис. 16, б).

В первом случае целики отдельных слоев вскрышной породы служат естественной опорой, препятствующей выпиранию глыб из откоса и обрушению уступа, тогда как во втором случае плоскости напластования пород будут способствовать оползанию вниз уступов.

Основными причинами обрушения уступов и бортов карьера в мягких породах являются большая высота уступов при крутом угле заоткоски, а также вынос из тела уступа грунтовой водой значительных количеств песка, гравия и другого некрупного материала и выдавливание из откоса пластичных глин. Поэтому чем больше высота уступа или глубина карьера и траншей, тем угол откоса им придается меньший.

На устойчивость уступов и бортов карьера оказывает влияние дополнительная внешняя на них нагрузка. Расположение больших навалов на борту карьера или на верхней площадке уступа может вызвать оползание бортов. Установка на площадке уступа тяжелого оборудования может вызвать при недостаточно пологом его откосе обрушение уступа.

Устойчивость уступов и бортов в значительной степени определяется сроком их существования. Рабочие уступы или рабочий борт карьера, благодаря непрерывной отработке и непрерывному подвиганию, меньше подвергаются атмосферным воздействиям и в соответствии с этим углы откосов рабочих бортов принимаются большие, чем для нерабочих бортов.

В табл. 7 приведены углы устойчивых откосов рабочих уступов.

Угол откоса нерабочего борта карьера устанавливается более пологим для глубоких карьеров, чем для неглубоких. Поэтому с увеличением глубины разработки карьера угол откоса нерабочего борта постепенно выполаживается, т. е. он более крутой в верхней и более пологий в нижней части карьера.

Учитывая необходимость увеличения ширины рабочих площадок на рабочем борту против их ширины на нерабочем, угол откоса рабочего борта карьера всегда бывает положе нерабочего.

Угол откоса рабочего борта карьера определяется (рис. 17) линией горизонта и линией, соединяющей вершины углов откосов двух смежных уступов.

Для сравнения углов откосов рабочих и нерабочих бортов карьера приводится табл. 8.

Устойчивость бортов траншей и карьеров





Яндекс.Метрика