CC BY
31
---------------------------------- © И.Н. Александров, Г.В. Шубин,
Д.И. Кирюшин, 2004
УДК 622.86
И.Н. Александров, Г.В. Шубин, Д.И. Кирюшин
ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИКИ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ СМЕЩЕНИЙПРИОТКОСНЫХ ТРЕЩИН НА КАРЬЕРЕ «УДАЧНЫЙ»
Семинар № 1
Яерабочие уступы карьера «Удачный», представленные в основном доломитами известняками с прослойками глин и мергелей, обладают достаточно разнообразной по частоте и направленности трещиноватостью. Общая характеристика по изученности трещиноватости месторождения приведена в работе [1]. С увеличением глубины карьера, т.е. с уменьшением размеров его рабочей зоны, влияния технологических факторов, в первую очередь взрывных работ, ощутимо проявляется на поведении приоткосных трещин уступов нижних горизонтов.
Учитывая сложные климатические, геологические и гидрогеологические условия разработки месторождения и срок эксплуатации карьера (более 30 лет), очевидно разнообразное проявление результатов процессов выветривания и других техногенных воздействий, особенно на верхних горизонтах карьера. Это выражается в интенсивном осыпеобразовании, возникновению заколов, нависей, появлению новых и активизации уже имеющихся трещин на бермах и уступах бортов.
Указанные негативные явления повышают опасность ведения горных работ на карьере и должны находится под постоянным наблюдением и контролем. С 2001 г. на карьере «Удачный» проводятся регулярные наблюдения, и осуществляется инструментальный контроль относительных деформаций смещения приот-косных трещин по различным бортам и горизонтам карьера. К началу 2004 г. инструментальный контроль осуществлялся при помощи восьми механических датчиков часового типа, размещенных на горизонтах +160 м, +70 м и -35 м западного, северного, юго-восточного и южного бортов карьера. Схема размещения установок УЛИСТ на основе механических датчиков приведена в работе [1].
Результаты наблюдений за поведением трещин за период 2001-2003 гг. по различным механическим датчикам систематизированы и представлены в табл. 1, 2.
В табл. 1 дана общая характеристика и основные параметры приоткосных трещин по всем восьми точкам наблюдения, оборудованных установками УЛИСТ. Приведена периодичность наблюдения по каждой трещине и характер ее поведения за определенный период времени. Следует, отметить что деление времени наблюдений за поведением трещин на этапы, связано с временным отсутствием доступа к той или иной точке наблюдения по различным причинам. К наиболее характерным причинам приведшим к прерывности наблюдений можно отнести:
Повреждение датчиков при механизированной очистке предохранительных берм от осыпей (датчик №1).
Отсутствие проезда и опасность подхода к точкам наблюдения в периоды интенсивного осыпания откосов уступов (периоды интенсивного сезонного таяния массивов и выпадения атмосферных осадков). Данная причина нерегулярности замеров характерна для датчиков, размещенных на приоткосных трещинах по северному борту карьера (датчики №1, 2, 3).
В табл. 2 внесены результаты наблюдений за 2001-2003 гг. величин максимальных смещений трещин по датчикам №1^№8.
Как видно из приведенных в таблице значений их распределение по датчикам расположенных даже на одном борту имеет достаточно разбросанный по значениям характер, что можно объяснить обширным комплексом факторов активно влияющих на поведение каждой отдельной трещины (атмосферные осадки, вибрация, взрывы и т.д.) в определенный момент времени.
Таблица 2
Максимальные значения величин смещения приуступных трещин за период 2001-2003 гг.
№№ п. п. Номер механ. датчика Максимальные значения величин смещения, мм
Сжатие Расширение Суммарная максимальная амплитуда смещения
1 этап 2 этап 1 этап 2 этап 1 этап 2 этап
1. №1 +0.85 +9.0 -5.95 +4.05 6.8 9.0
2. №2 +1.94 +2.18 -2.21 -0.02 4.15 2.2
3. №3 +0.88 +1.95 +0.58 - 0.88 1.95
4. №4 +0.6 +1.4 +0.6* - 6.6* 1.4
5. №5 +6.25** +11.2** +8.8** - 15.05** 11.2**
6. №6 - +0.5 +2.0 -3.0 2.0 3.5
7. №7 - +1.87 - - - 1.87
8. №8 - +0.2 - -0.2 - 0.4
* - максимальные значения величин по данному датчику связаны с влиянием техники и механизмов на массив бермы при сооружении тросово-сетчатой завесы.
** - активное влияние воздействия минерализованных вод на участке установки данного датчика.______
Несмотря на сложности учета влияния многообразия воздействующих на трещину внешних факторов в период проведения замеров, анализ полученной информации за период с 2001 по 2003 гг. позволил установить общую характерную цикличность в поведении трещин оборудованных механическими датчиками установок «УЛИСТ». Так в холодные периоды года происходит расширение приоткосных трещин, а в период положительных температур их сжатие, т. е. происходит ежегодное приращение зияющего пространства трещин. Характерную картину цикличности можно наблюдать на примере показаний датчиков №№ 4, 5, 6. Возможные отклонения от характерной картины поведения трещин связаны с воздействием внешних факторов.
Известно, что многолетнемерзлый породный массив находится в связном состоянии из-за наличия льда, заполняющего трещины. Активной частью массива является деятельный слой, мощность которого определяется при помощи термозамеров. Утечки минерализованных вод вымывают лед из трещин, чем увеличивают мощность деятельного слоя и активность приоткосных трещин, что и видно на примере работы датчика №5.
Практически для всех наблюдаемых трещин можно отметить сезонное чередование периодов сжатия и растяжения, которые перемежаются периодами относительной стабилизации. Продолжительность каждого отдельного периода зависит как от погодных условий, так и в достаточно большой степени от внешних факторов, ускоряющих или замедляющих от-
дельные фазы процессов, происходящих в породном массиве.
Межблоковые трещины намного активнее внутриблоковых трещин. Так диапазон показаний сжатия-растяжения межблоковых трещин изменяется от 3.0 мм. до 15.0 мм. в течение года. Воздействие техногенных факторов оказывает существенное влияние на активность и особенности поведения приоткосных трещин.
Внутриблоковые трещины менее подвержены влиянию внешних, техногенных факторов (взрывы в карьере, применение динамических и другого вида нагрузок) и значительно быстрее восстанавливают прежнее состояние, чем межблоковые трещины (датчик №8). Диапазон расширения-сжатия внутриблоковых трещин редко достигает значений 1.0-3.0 мм, в год.
С глубиной, по мере уменьшения размеров рабочей зоны карьера, т. е. приближением уступов бортов до мест ведения взрывных работ, активность трещин возрастает. Породные блоки подвергаются расшатыванию и постепенному сдвижению внутрь карьера. Данное предположение можно выдвинуть, анализируя поведение трещины оборудованной датчиком №6 в периоды проведения взрывных работ, непосредственной близости от нее.
Кроме того, при нагружении поверхности массива горных пород тяжелой техникой, трещины внутри массива сжимаются до полного смыкания их стенок. Одновременно в зоне разгрузки (поверхность откоса уступа), как и в зоне бортового отпора (нижняя часть уступа) происходит активное расширение существую-
щих трещин (показания датчика №4), нередко с образованием новых трещин на поверхности бермы.
Таким образом, приборный контроль за поведением трещин на наблюдаемых участках берм бортов карьера позволяет получить определенную информацию о поведении породных блоков в пределах участков изучаемых трещин, определить периоды их максимальной актив-
ности и направленности, а также получить численные значения величин их смещения. Для обобщенного анализа и уточнения выше отмеченных параметров и величин необходим более длительный цикл наблюдений по указанным точкам, а также установка дополнительных датчиков на наиболее ответственных и неблагоприятных участках берм.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Александров И.Н., Шубин Г.В., Кирюшин Д.И., Заровняев Б.Н. Инструментальный контроль относительных деформаций смещений приоткосных трещин на карьере «Удачный». - М.: Изд-во МГГУ, Горный информационноаналитический журнал 2003, №6 - С. 20-23.
— Коротко об авторах ---------------------
Александров И.Н. - кандидат технических наук, Шубин Г.В. - кандидат технических наук, Кирюшин Д.И. - инженер,
Институт «Якутнипроалмаз».
--------------------------------- © И.Н. Александров, Г.В. Шубин,
Д.И. Кирюшин, 2004
УДК 622.86
И.Н. Александров, Г.В. Шубин, Д.И. Кирюшин
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ПРИУСТУПНОЙИПРИОТКОСНОЙ ЧАСТИ МАССИВА БОРТОВ КАРЬЕРА «УДАЧНЫЙ»
Семинар № 1
Сначала 2002 года на карьере «Удачный» производятся температурные наблюдения за состоянием теплового режима массивов уступов и берм по бортам различной экспозиции.
Методика проведения натурных измерений мест заложения, параметры и конструкция термоскважин достаточно подробно освещены в работе [1].
Анализ результатов наблюдений позволяет произвести оценку состояния и динамику изменения теплового режима массивов уступов в течение последних лет по всем бортам карьера. По результатам температурных наблюдений установлено, что максимальные значения величин протаивания приоткосных и приус-тупных массивов берм и уступов характерны для южного, западного и в меньшей степени северного бортов карьера.
