CC BY
36
----------------------------------------- © А.Н. Шмырко, Е.Н. Переверзев,
А.Л. Черняховский,
И.Н. Александров, Г.В. Шубин,
Д. И. Кирюшин, 2004
УДК 622.2:622.8
А.Н. Шмырко, Е.Н. Переверзев, А.Л. Черняховский,
И.Н. Александров, Г.В. Шубин, Д.И. Кирюшин
РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ДЛЯ БЕЗОПАСНОГО ВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ РАБОТ В УСЛОВИЯХ КАРЬЕРА «УДАЧНЫЙ»
Семинар № 13
ТУ настоящее время глубина карьера трубки «Удачная» составляет более 500 м, при этом, на отдельных участках высота уступов достигает 90^110 м. Происходит интенсивное заполнение предохранительных берм осыпями. Поэтому регулярный контроль за состоянием сверхвысоких уступов и берм является одной из важнейших задач для безопасного ведения горных работ.
Нарушение устойчивости и потеря сохранности уступов и берм в карьере зависит от целого ряда взаимосвязанных факторов, которые условно можно подразделить на следующие группы:
• природные (геологические, гидрогеологические, геокриологические) и др.
• технологические (параметры рабочей зоны карьера; элементы конструкций бортов; взрывное и техногенное воздействие и т.д.)
Из всего многообразия факторов, отнесенных к каждой из выделенных групп, следует отметить основные наиболее характерные для карьера тр. «Удачная».
Из геологических факторов, в первую очередь, следует отметить достаточно неоднородное строение по стратиграфии вскрышных уступов. Даже в пределах высоты одного уступа встречаются перемежающиеся слои из доломитов, известняков, алевролитов, мергелей и др. горных пород, имеющие большие различия в прочностных показателях (/ от 2 до 7 и выше), а следовательно в различной степени подвержены разрушениям при внешних воздействиях (выветривание, размыв, ударные, динамические нагрузки и т.п.). Неоднородность вскрышных уступов ведет к снижению устойчивости и потере их сохранности из-за быстро-
го разрушения более мягких, менее прочных слоев горных пород. Это приводит к перераспределению горного давления, а, следовательно, к нарушению его естественного состояния.
Не менее важным геологическим фактором негативно влияющим на сохранность нерабочих уступов, является трещиноватость массива горных пород. Изучение и учет данного свойства горных пород, активно влияющего на всю технологическую цепочку производства (от бурения до отвалообразования), в значительной мере определяет, в целом, эффективность горных работ на карьере. Гидрогеологическая характеристика месторождения отмечает наличие водоносных зон как в верхних, так и в нижних толщах горных пород. Следует отметить, что как в настоящее время, так и по достижении конечной глубины карьера и далее, горные работы ведутся, и будут вестись в большинстве случаев в условиях опережающего осушения рабочих зон. Влияние геокриологических факторов характерно практически для всех горных и др. объектов, расположенных в местах распространения многолетнемерзлых пород и районах с суровыми климатическими условиями (Урал, Сибирь, Крайний Север и
др.).
Многократное знакопеременное воздействие на горные породы в течение длительного периода времени, приводит к изменению прочностных свойств практически для большинства типов вскрышных пород. Общеизвестно, что наиболее неблагоприятным периодом для поддержания устойчивости уступов и берм, является весенне-осенний, когда процессы «про-таивания-промерзания» наиболее активны.
Сложная гидрогеологическая обстановка в районе месторождения, разномерная блочность и трещиноватость массива, суровый климат и другие факторы, многократно усиливают влияние каждого из вышеперечисленных факторов, как в отдельности, так и во взаимосвязи друг с другом.
Наряду с природными факторами не менее значимы для обеспечения безопасных условий ведения горных работ и так называемые технологические факторы, всецело зависящие от результатов деятельности предприятия. Систематический учет и контроль природных факторов, грамотное и корректное решение технических, технологических и организационных задач, во многом помогает предупреждать негативные явления, возникающие при разработке месторождения.
К технологическим факторам, негативно влияющим на сохранность и устойчивость уступов и берм на карьере «Удачный», в первую очередь, следует отнести следующие;
• наличие сверхвысоких уступов высотой до 100 м. и более (значительное увеличение угла откоса юго-западного борта карьера);
• ограниченность рабочего пространства при ведении горных работ с увеличением глубины карьера (минимальные размеры берм рабочих площадок, увеличение сейсмовлияния, влияние УВВ при взрыве на прилегающие массивы горных пород);
• недостаточно качественное оформление нижней вертикальной части откоса уступа.
Разработка системы мониторинга для безопасного ведения горных работ основана на регулярном комплексном учете как природных, так и технологических факторов, имеющих определяющее значение для обеспечения сохранности и устойчивости уступов и берм бортов карьера на весь период их эксплуатации.
Мониторинг осуществляется в следующих направлениях.
• оценка параметров устойчивости уступов и бортов карьера (рекомендации ВНИМИ);
• наблюдения за абсолютными деформациями уступов и берм бортов карьера (ООО «Генезис»);
• визуальный контроль состояния уступов и берм бортов карьера;
• контроль относительных деформаций межблоковых смещений по трещинам на опытных участках карьера;
• мерзлотный контроль массивов уступов и берм карьера;
• оценка динамических воздействий на массив уступов и бортов при массовых взрывах на карьере;
• оценка вибрационных воздействий на массив уступов и бортов при работе горного и транспортного оборудования на карьере;
• контроль за состоянием атмосферы карьера.
1. Оценка общей устойчивости борта в целом и его отдельных наиболее крутых участков произведена лабораторией устойчивости бортов карьеров ВНИМИ для откорректированного профиля борта в его предельном положении с учетом конкретных инженерно-
геологических и гидрогеологических условий.
Оценка устойчивости бортов карьера тр. «Удачная» произведена по 6"™ профилям, характеризующим северный, восточный, югозападный, юго-восточный и западный участки. Расчеты осуществлялись методом алгебраического сложения сил с учетом характера обводнения прибортового массива. При этом изменение положения пьезометрического уровня нижнего водоносного комплекса при отработке трубки до отметки - 290 м принято из условий, что оно происходит синхронно с понижением горных работ.
Коэффициенты запаса (n3) устойчивости по 6™ профилям для наиболее напряженных поверхностей ослабления, полученные с учетом остаточных напоров в прибортовом массиве и наличии сил бокового распора имеет следующие значения:
I - I Восток - n3 >1,33
I - I Запад - n3 >1,26
II-II Север - n3 = 1,32
III-III Север - n3 = 1,31
IV-IV Юго-восток n3 = 1,39
V-V Юго-запад n3 =1,36
Проведенный анализ показал, что общая
устойчивость бортов карьера «Удачный» с параметрами, принятыми в проекте его реконструкции, обеспечивается с достаточными коэффициентами запаса устойчивости.
1. Наблюдения за абсолютной деформацией бортов карьера тр. «Удачная» проводит ООО «Генезис», которые выполняются с целью определения возможности оползневых сдвигов бортов карьера. Измерения проводятся ежегодно в два цикла с использованием спутниковой геодезической аппаратуры WILD GPS - System 200. Результатом наблюдений являются геодезические координаты карьерных реперов. По полученным координатам вычисляются разно-
сти координат всех пунктов между текущим и предшествующим циклами. На основании полученных данных рассчитываются вектора смещения наблюдаемых реперов.
3. В 2002 г. комиссией по обследованию уступов и берм карьера «Удачный» выявлено 22 крупных закола и нависей пород.
Статистика наблюдений за состоянием откосов уступов позволяет отметить некоторую закономерность количественного изменения возникновения заколов и нависей в определенные временные периоды. Как и в предыдущие годы наблюдений, наибольшее их количество отмечается в сезонные периоды, для которых характерны положительные температуры наружного воздуха, что соответствует периодам максимальной активности процессов протаивания и процессов выветривания.
По экспозиции бортов карьера по заколам и нависям в 2002 г. наблюдалась следующая ситуация:
Северный борт - 5 крупных заколов и отделившаяся по трещине часть массива, протяженностью 50-60 м, мощностью 1-1,5 м и шириной раскрытия трещин 0,5^0,8 м, крупная навись. Наблюдалось активное раскрытие приуступных трещин во П-Ш квартале 2002 г.
Южный борт - 3 крупных закола и 2 нависи. Регулярно, в течении года, ликвидировались серии мелких заколов, особенно в местах стыковки старого контура восточного борта с новым контуром южного борта карьера.
Восточный борт - 6 крупных заколов, в основном, на участках стыковки с новыми контурами южного и северного бортов карьера.
Западный борт - 2 крупных закола и 4 нависи.
Обнаруженные заколы и нависи оперативно ликвидируются специализированной бригадой промышленных альпинистов (проходчиков горных склонов). Для ускоренного и целенаправленного локального поиска и обнаружения потенциально опасных участков (по заколам и нависям) уступов и берм активно используется фотоиндикаторный способ. Данный способ основан на изменении цветности отдельных участков бортов, сложенных карбонатными породами. Установлено, что отделившийся от массива слой породы откоса уступа, в результате раскрытия вертикальных трещин, лишается подпитки влагой, что приводит к обезвоживанию и подсыханию данной части откоса уступа. При этом, со временем, цвет отделившейся части массива отличается от цвета монолитной части уступа, что
четко видно при панорамном фотографировании бортов карьера. В дальнейшем, с течением времени, происходит интенсивное выветривание и, как правило, обрушение либо всей отделившейся по трещине части, либо ее отдельных частей с образованием новых заколов и нависей. В естественном влажном состоянии массивы пород, представленные, в основном, карбонатными породами (известняки, доломиты, мергеля) имеют темносерый цвет. При обезвоживании, за довольно короткий срок, они высыхают и приобретают серовато-белый цвет, который не меняется даже во время продолжительных дождей и других атмосферных осадков.
Основываясь на данном положении, на карьере выделены некоторые участки откосов уступов бортов с породами серовато-белого цвета, которые отнесены к потенциально опасным. По отмеченным участкам проведена фотографическая съемка с последующим компьютерным анализом фотографий по цветности вмещающих пород.
Компьютерный анализ фотоснимков бортов карьера и регулярные визуальные наблюдения непосредственно на карьере позволили определить наиболее опасные участки по образованию трещин, заколов, нависей и повышенной опасности их вывалов.
• Участок транспортного съезда по северному и северо-восточному бортам карьера, с горизонта +70 м до горизонта -20 м.
• Участок примыкания Южного дополнительного съезда к основному транспортному съезду, горизонт -35 м юго-восточного борта, место установки тросово-сетчатой завесы.
• Участки установки тросово-сетчатых завес по западному и северо-восточному бортам карьера.
4. Контроль относительных деформаций межблоковых смещений по трещинам проводится при помощи установок линейных смещений трещин на основе механических датчиков часового типа, установленных на предохранительных бермах бортов карьера. Наблюдения проводились в следующих точках (рис.
1):
а. На опытном участке северного борта карьера:
• датчики №1, №2, №3 (гор.+70 м)
• датчик №6 (гор.+160 м).
• б. На участке установления тросовосетчатой завесы (юго-восточный борт карьера)
• датчик №4 (гор.+70 м).
• на участке размещения тросовосетчатой завесы западного борта карьера:
* 10 - пункты наблюдения вибропараметров, .№1-21 - места установки механических датчиков;
места установки кольцевых датчиков системы «Сдвиг» места заложения термоскважин
Рис. 1. Схема расположения пунктов наблюдения
• датчик №5 (гор.+160 м).
Контроль за смещением межблоковых приот-косных трещин по датчикам №1 и №2 проводился с июня 2001 г., по остальным датчикам - с августа 2002 г.
Полученные значения величин смещения за наблюдаемый период позволили установить общее направление и динамику относительных деформаций по каждому из установленных механических датчиков. Так, в местах установки датчиков №1, №2, №3, №5 по всем трещинам наблюдалось их сжатие, при этом максимальное значение смещений по указанной группе датчиков находилось в пределах 2,05^6,27 мм. По датчикам №4 и №6 отмечено смещение трещин как на сжатие, так и на расширение. При этом, если максимальная амплитуда смещения (сумма верхних отметок областей сжатия и расширения) для датчика №6 составила 2,05 мм, то для датчика №4 максимальная амплитуда смещения соответствовало значению - 5,65 мм. На рис. 2 приведен график динамики относительных смещений по датчику №4. Периоды максимальной активизации смещений в 2002 г. практически по всем датчи-
кам наблюдений можно отнести к августу - ноябрю 2002 г.
В конце октября 2002 г. на карьере «Удачный» дополнительно организовано 3 пункта наблюдения за смещением межблоковых трещин непосредственно на откосах уступов с использованием аппаратурного комплекса «Сдвиг», разработанного специалистами института Земной коры СО РАН (г. Иркутск). Пункты наблюдения размещены по северному борту карьера (на откосах уступов ниже гор.+70 м и гор.+40 м). Каждый пункт наблюдения оснащен 2х кольцевыми датчиками, регистратором и считывателем с последующей компьютерной обработкой полученной информации. В настоящее время осуществляется накопление информации по поведению указанных трещин по кольцевым датчикам, ее систематизация и анализ.
5. С февраля 2002 г. проводятся температурные наблюдения за тепловым режимом массивов уступов бортов карьера тр. «Удачная».
Установлены границы зоны «протаивания-промерзания» на всех бортах карьера в течение 2002 г. Начало формирования границ зоны протаивания по различным бортам карьера -середина июня 2002 г. Максимальная величина границ зоны протаивания в 2002 г. отмечена
следующими значениями глубин: южный борт карьера - 5,8 м; северный борт - 5,6 м; западный борт - 5,0 м; восточный борт - 4,0 м. Временной период установления границ зоны максимального протаивания массивов пород уступов - конец сентября, начало октября 2002 г. После 15 ноября исследуемый массив горных пород повсеместно (по всем бортам карьера) принимает отрицательную температуру.
Определен интервал отрицательных температур в зоне стабильной мерзлоты (ниже глубин 5^6 м) практически за весь период 2002 г. Для уступов карьера различной экспозиции эти температуры находятся
в пределах (значения приняты по нижней точке термоскважин) - северный борт: приоткосная термоскважина (ТС-1) - от -4,0 °С до - 6,0 °С,
Рис. 2. График динамики смещения, №
приуступная термоскважина (ТС-
2) от -4,5 °С до - 5,0 °С, по остальным бортам соответственно: восточный борт (ТС-3) от - 3,8 °С до - 6,5 °С; (ТС-4) от -2,5 °С до -5,5 °С; по южному борту (ТС-5) от - 6,2 °С до - 7,7 °С; (ТС-6) от -2,9 °С до - 4,7 °С; по западному борту: (ТС-7) от - 1,8 °С до - 5,5 °С; (ТС-8) от -3,6 °С до - 5,5 °С. Характерный график распределения температур по глубине массива уступа при промерзании и схематический разрез термоствора скважин приведены на рис. 3.
6. Оценка влияния воздействия сейсмических волн на массив уступов бортов карьера от взрывных работ и вибрации горнотранспортного оборудования проводилась по результатам экспериментальных работ, выполненных в 2001-2002 гг.
В августе-сентябре 2001 г. сотрудниками лаборатории СНР института «Якутнипроал-маз» совместно с ИЗК СО РАН (г. Иркутск) проводилась регистрация массовых взрывов на карьере трубки «Удачная». Всего было зарегистрировано 16 взрывов. Основные параметры взрывов приведены в табл. 1.
ТС-Э(приоткосная) 16.10.02
Юго-восточный борт. Горизонт +70 м
ТС-4(приуступная) 16.10.02 |
-6-5-4-3-2-10 1
границы распространения талых пород
Рис. 3. Графики распределения температур по глубине массива уступа и схематический разрез термоствора скважин по Юго-восточному борту (IV квартал 2002г)
Для регистрации сейсмических колебаний от массовых взрывов использовалась инженерносейсмометрическая станция «Байкал - 12» на базе персонального переносного компьютера. Результаты измерения параметров скорости колебаний грунта при взрывах приведены в табл. 2. Анализ значений скоростей колебаний пород карьера трубки «Удачная» в пунктах записи взрывов показал, что максимальная скорость колебаний пород имеет значение 7,83 см/с при взрыве №13, что по шкале МЗК - 64 составляет 7 баллов, а по шкале взрывов В.Ф. Богацкого (1983) - 5 баллов.
В настоящее время на карьере «Удачный» применяются мощные высокопроизводительные экскаваторы, погрузчики, автосамосвалы, буровые станки и вспомогательное оборудование с различными виброхарактеристиками.
Постоянной динамической нагрузке подвергаются откосы уступов, расположенные вблизи транспортных коммуникаций и мест локальной Таблица 1
Основные параметры взрывов, зарегистрированных в карьере трубки " Удачная "
концентрации работающего выемочно-
погрузочного, бурового и вспомогательного оборудования. Д ля получения фактических значений вибрационных воздействий на массивы уступов и берм бортов карьера проведены натурные исследования вибропараметров по всему периметру карьера. Для записи вибраций применялась цифровая инженерно-сейсмометрическая станция «Байкал - 12» с сейсмоприемниками СК-1П (собственный период 1с, затухание - 0,5с). Характеристики сейсмических каналов используемого комплекта аппаратуры позволяют регистрировать скорость колебаний в диапазоне частот 0,7+20 Гц, в диапазоне амплитуд скорости перемещений от 0,003 до 200 мкм/с.
При измерениях запись вибраций велась одновременно в двух пунктах наблюдения с помощью трехкомпонентных сейсмоприемников, один из которых устанавливался на верхней бровке уступа, другой - на нижней бровке уступа. Ориен-
ТЗ'бш' ЙЩал Дата ца ^2 врем '««фУ и я й£Р< X Р сти^ іракте- истика «рйёр» ни Номер Чі Общий вес заря- №№тв Число Число сква- н" ч Макси» ієс заряда няЯ»Упп-пе, Ошах,і I. В Основные показатели взрывов Горизонт, м
ЕІзр ІЮ.08 1151-01 01 1 31 і і ГЧРгшахХ 5„<СМ/С -Ц~ <уия ишахУ, 5ІЖ —л— 'UmaxZ, 47/с іГт'ах ]ТЄро НиЯ6000м3 б-ЧОНЧРг/ м3 и„т., см)40
1 Л.08 01 8 !б СЗВ0-56 5845 8 0.64 10 0.52 11.1 168000м3 сиьЮЖЯийм3 1.00
2 гг-01 46 8 74 0м<0.35 ЗаіШ1 5503.2044 83 0$2 8’.1730 0.53)
2 11) .08 01 к 05 ^В0.22 5844 1 6409.3501 1200 1 1°81 100.0о 5§4ЮЮ0м3 [звl-lS0^--7fE/rf1Э 0.3-695
2 125 -02- 01 10 57— им(0.15 Се87 0.08 —105— 0.1 10 0.20
3 —1008 115 -02- 01 5 05 І5* ШВ0Н59 № 311.433 11.8 0662 130.3,6 50<44кг/пм 1.6-870
10 08 01 6 ГЗВ0.41 5846111.- 0.24 —Г2ит- —0:37— —ПИ— 0.60
4 115 -02- 17 5 64 0мс0.1 В8.3 1604.124 10 4 0.08 (500 о 5Є>34Ьакг/ м3 ОЛ35
4 12) .08 01 6 !4 Мі нов9н07 58478.3- 06.50627 914 0,052 9* : [ЗЙЙрГ ЩКИнд 0.0-395
5 17- 02- 9.58 75 за( ГК002.3 В9.4 0.14 10.4 0.1 10 Т82(6кг/пм 0.2-395
7 24.08 01 8 71 '^в0.18 1621Ю 2404.005 8 4706 Ї0оо V звес^ййй. 3 0.-21070
35 8 »уда ЭДТ
01 8 тМ •0 5 9 0.035 V /бОоОм3 звест.глин. 0.07
6 $-03 50 8 >7 >51019 Во)-?.5 208.00006 111 1 0.011 11000 0.085
7 24.08 01 6 >6 <3flU.1V 5849 7 0.19 12 0.25 13 16200^ 0.36
7 1*6-03 35 7 00 : 5м<0.16 ЮЛ8 603.407499 28 ЮН 6 84250 0.2-335
10 24.08 01 11 10Мі нов$н99 5851.3 212.236 12.5 1,18 1423 —і 583800^ звейДйё^йУ 2.6-335
—8— 4>-и3 35 11 70^ ГКОЩЪ 0.53 8,8— 0,46— 15.7 1.14
И 24.08 —16-04 01 11 05 83 5^1.04 5мс 2612.060 1107 і 129 13000 оЖ",.. 2.3*0
—9— 31 08 01 12 2/ 'ЗЯ104 16І 0 1.24 —105— 0Т75— 10.3 і звєс'7юююй*і 1.78
112 036 -41- 17 4 !6 : 5м<0.27 >уда13И 404.0303 1І5 Й221 12.60 5,85:1 кг/ м3 0.-41825
1]3 34 .08 01 4 0 СЗВ0.27 583Й4 9907.810 140.5 203^2 9<ЮЮ0 і звеМОООЮи3 0.3-860
12 036 -41- 17 6 47 - 5и<0 69 Зац.-^ 5 0.98 12 0 76 10 015647 кг/ м3 1.42
124 07 .09 135 -05- 01 6 54 55 ^в0.95 1(їЮ.5 841120 50 20:49 ЇООО CИM(Й|ЮЮЮЇI3. —0,668 т/ М3 1.-41640
^6— 544 ю— 5.59 4.46 —1-е— —3.19— 16.7 і ^ІоЮм3 ЗВ1Ю784£№м3 7.83
135 145 -05- 54 4 0 5ЛТР4".69 ч8.8 9820.040 981 ¥.84 14.00 5.5-880
14 07.09 01 7 !2 СЗВ5.18 5856 4 2.12 11.1 4.9 13.3 163000м3 силЮс7Е88пи:й’ м3 7.44
146 145 -05- 54 8 0 : 5м4.72 Се|Ю.5 8217.0608 139 1 т.$2 10и0О 2.420
15 3 730 3.25 9.5 3.79 10.0 5.02 13.0 5857 извест мерг 7.08
15 4 722 3.38 11.1 2.09 10.3 2.32 11.1 4.6
16 3 258 2.79 10.7 2.12 12.0 2.7 15.0 5856 4.42
Таблица 3
Векторные значения вибропараметров по измерениям 2001 г.
Наим.борта, абс. отм. № ПН МКМ ^Ъху/ мкм/е баху/ мкм/е № ПН ^БХу/ МКМ ^Ъху/ мкм/е баху/ мкм/е Наим.борта, абс. отм.
Южный борт, +115^+70 м 1 0,21 2,64 111,82 17 0,02 0,34 14,89 Северн.борт, Гор.+160 м
2 0,05 0,86 51,08 18 0,02 0,59 34,43
3 0,06 1,13 70,06 19 0,05 0,69 31,59 Зап.борт,+70м
Вост.борт,-35 м 4 0,16 1,66 63,19 20 0,09 1,13 53,48 Северн.борт горизонт +70 м
Северн.борт, горизонт -35 м 5 0,07 0,76 29,33 21 0,05 0,81 44,94
6 0,04 0,61 32,62 22 0,04 0,82 49,66
7 0,05 0,95 60,49 23 0,08 1,26 74,79
8 0,05 1,95 155,20 24 0,07 1,32 75,75
9 0,08 1,44 100,22 25 0,07 1,11 59,29
Вост.борт,-35 м 10 0,04 0,86 55,80 26 0,08 1,21 66,27
Южн.борт,+130 м 11 0,06 1,21 71,83 27 0,20 2,76 207,65 Западн. борт, +70^+55м
Запад.борт, +160^+145м 12 0,05 1,22 94,14 28 0,07 0,90 42,72
13 0,04 0,60 32,07 29 0,21 2,21 105,85 Южн.борт, Горизонт +155^ - 20м
14 0,05 1,02 67,57 30 0,05 1,05 66,81
15 0,03 1,02 51,26 31 0,04 1,66 126,73
16 0,03 0,76 51,58 32 0,05 2,18 196,93
33 0,09 1,64 105,16 Дно карьера гор.-155 м
тация сейсмоприемников производилась по трем направлениям:
X - поперек бровки; У - вдоль бровки; Ъ - в вертикальной плоскости.
*В табл. 2 не приведены данные о параметрах колебаний при взрыве №10, так как на фоне колебаний от взрывов №8 и №9 было невозможно идентифицировать колебания от этого взрыва. В каждом пункте наблюдения производилась запись длительностью не менее 5 мин.
Пункты наблюдений были выбраны таким образом, чтобы охватить все разновидности инженерно-геологических условий и установить их реакцию на динамическое вибровоздействие от основных техногенных источников, действующих в карьере.
В число пунктов наблюдений включены такие участки в карьере, как тросово-сетчатая завеса, дополнительный выезд, северный борт с вертикальными уступами и т.д., в которых отмечены деструктивные явления, а также те участки, в которых можно ожидать резкого возрастания динамических нагрузок в случае сильных сейсмических и техногенных воздействий. Всего измерения были выполнены в 33 и 32 пунктах (рис. 1). Расстояние между соседними пунктами наблюдения ориентировочно принималось в пределах 200 м.
Результаты измерений, проведенных в 2001-2002 гг. приведены в табл. 3 и 4.
В качестве критерия повышенной вибрационной нагрузки приняты значения вибропараметра, превышающего средний уровень на величину более чем среднеквадратичное значение (стандарт). Такие значения вибропараметров, то есть превышающие среднее значение на величину более, чем стандарт, расположены в заштрихованных клетках табл. 3 и 4. На основании введенного критерия аномальные значения уровня вибропараметров по измерениям в 2001 г.
наблюдались: по виброперемещениям - в ПН-1, ПН-4, ПН-29, виброскоростям - в ПН-1, ПН-8, ПН-27 ПН-29, ПН-32, виброускорениям - в ПН-8, ПН-27, ПН-31; ПН-32. По измерениям, проведенным в 2002 году повышенные динамические нагрузки наблюдались в следующих пунктах наблюдения: по виброперемещениям -в ПН-1а, ПН-4а, ПН-10а, ПН-27а; ПН-28а, по виброскоростям - в ПН-10а, ПН-28а, ПН-29а, ПН-30а, ПН-31 а, по виброускорениям - в ПН-10а, ПН-27а, ПН-31а. В указанных пунктах повышенные динамические нагрузки на борта карьера могут служить дополнительным фактором, влияющим на величину и распределение естественных напряжений и привести к нарушению прочностных свойств массива.
Анализ полученных результатов вибрационного воздействия горного и транспортного оборудования позволил установить, что наиболее подвержены вибрационным нагрузкам, в регистрируемый период времени, были южный и западный борта карьера. При существующей на тот момент времени концентрации оборудования, по указанным бортам, нагрузки от воздействия вибраций на массив горных пород эквивалентны примерно 2Х-3Х бальным землетрясениям обычной продолжительности.
7. Для обеспечения безопасных условий труда и уменьшения простоев горнотранспортного оборудования по причине загазованности карьера совместно с ООО «Газоза-щита и Комфорт» внедряется система Мониторинга атмосферы в рабочей зоне карьера, позволяющая прогнозировать изменение состава газовой среды и оперативно принимать решение по необходимости применения средств га-зозащиты и остановку горного оборудования.
Система предназначена для мониторинга атмосферы карьера как непосредственно на рабочем месте, так и вне кабины рабочего оборудования. Она включает:
• измерение температуры наружного воздуха;
• измерение концентрации вредных веществ (N0, СО);
• передачу зарегистрируемой информации.
Программное обеспечение системы позволяет вести непрерывный контроль в рабочей зоне карьера за изменением концентрации вредных газов и температуры в любой момент времени. Кроме того, производится постоянное накопление информации и ее систематизация и анализ для прогнозирования ситуаций и принятия оперативных мер. Для четкой организации работы в загазованной среде разработан специальный регламент, определяющий порядок действия всего персонала, работающего в условиях загазованности карьера.
Таким образом, разрабатываемая система мониторинга на карьере тр. «Удачная» позволяет осуществлять систематический контроль за значительной группой различных факторов, оказывающих определяющее значение на безопасность при ведении горных работ. По системе мониторинга, в отдельных случаях, можно прогнозировать и оперативно влиять на реально создающуюся неблагоприятную ситуацию на карьере.
— Коротко об авторах -----------------------------------------------------
Шмырко А.Н. - инженер, Удачнинский ГОК.
Переверзев Е.Н. - инженер, карьер «Удачный».
Черняховский А.Л. - карьер «Удачный».
Александров ИН. - кандидат технических наук, институт «Якутнипроалмаз». Шубин Г.В. - кандидат технических наук, институт «Якутнипроалмаз». Кирюшин Д.И. - инженер, институт «Якутнипроалмаз».
Таблица 4
Векторные значения вибропараметров по измерениям 2002 года
Наим.борта, абс. отм. № ПН ^Бху/ МКМ ®Ьху/ мкм/е ®аху/ мкм/е2 № ПН ^Бху/ МКМ ®Ьху/ мкм/е ®аху/ мкм/е2 Наим.борта, абс. отм.
Южный борт, +115++70м 1а 0,18 6,83 213,4 17а 0,04 1,01 48,7 Северн.борт, Гор.+ 160 м
2а 0,08 2,45 84,5 18а 0,05 1,87 107,8
3а 0,04 1,09 50,3 19а 0,09 2,76 130,3 Зап.борт,+70 м
Вост.борт,-35м 4а 0,27 4,78 174,9 20а 0,08 3,47 102,9 Северн.борт горизонт +70 м
Северн.борт, горизонт -35м 5а 0,05 1,59 73,4 21а 0,11 2,54 111,1
6а 0,06 2,32 113,5 22а 0,09 4,28 132,0
7а 0,07 4,34 218,8 23а 0,08 3,15 114,7
8а 0,07 3,28 143,1 24а 0,07 3,75 182,9
9а 0,05 2,41 156,6 25а 0,08 2,02 74,5
Вост.борт,-35м 10а 0,39 14,98 508,7 26а 0,07 2,65 93,3
Южн.борт,+130м 11а 0,06 2,03 72,3 27а 0,41 2,12 389,9 Западн. борт,
Запад.борт, 12а 0,08 2,46 71,5 28а 0,30 20,61 175,9 +70++55 м
+160++145м 13а 0,04 1,41 52,8 29а 0,18 12,38 130,5 Южн.борт,
14а 0,07 1,78 71,1 30а 0,05 10,57 189,2 Горизонт
15а 0,04 1,34 49,7 31а 0,03 14,09 490,3 + 155+ - 20 м
16а 0,04 1,44 81,2 32а 0,02 0,93 40,9
