Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы): в статье предложена методика расчета устойчивости откосов с учетом объемно-напряженного состояния пород с целью предотвращения аварий и чрезвычайных ситуаций на горных предприятиях. Горнодобывающая отрасль отличается большим количеством опасных и вредных производственных факторов, угрожающих жизни и здоровью горных рабочих. Насыщенность рабочего пространства устройствами, машинами и механизмами, возможность появления опасных газов, пожаров и обрушений горных пород – все это значительно осложняют трудовой процесс работников горных предприятий. Каждая четвертая авария на горных предприятиях – обрушение горных пород. В шахтах особую опасность представляют участки выработок, на которых возможны обрушения вследствие неправильно выбранных параметров горных работ, а при эксплуатации карьеров значительную опасность создают оползни и обрушения уступов и бортов карьеров. Причинами возникновения оползней на карьерах являются недостаточная обоснованность параметров откосов бортов карьеров и отвалов; несоблюдение проектных параметров; нарушение параметров технологического процесса. Цель работы: совершенствование системы предупреждения ЧС на стадии проектирования для снижения количества обрушений и оползней на горных предприятий. Новизна: cуществующие инженерные методики ВНИМИ, которые широко используются при проектировании открытой и комбинированной разработки месторождений, не учитывают напряженно-деформированное состояние массива и, следовательно, не позволяют обоснованно выбирать оптимальные параметры погашения откосов бортов. Расчеты устойчивости ведутся по круглоцилиндрической или прямолинейной линии скольжения. Однако практика показывает, что деформации бортов карьеров представляют собой сферическую поверхность. Результат: в предложенной методике расчета объемного коэффициента запаса устойчивости откоса использовано суммирование удерживающих и сдвигающих сил с учетом изменчивости их направлений по сферической поверхности скольжения. Практическая значимость: совершенствование системы предупреждения ЧС на стадии проектирования для снижения количества обрушений и оползней на горных предприятиях. В статье также проведен анализ существующих методов расчетов устойчивости откосов бортов карьеров.
Ключевые слова
Авария, чрезвычайная ситуация, карьер, оползень, коэффициент запаса устойчивости, поверхность скольжения.
1. Статистические данные деятельности подразделений военизированных горноспасательных частей за период 2009–2014 годы: [Электронный ресурс]. URL: http://www/mchs.gov.ru (дата обращения: 22.09.2015).
2. Демин А.М. Оползни в карьерах: анализ и прогноз. М.: ГЕОС, 2009. 79 с.
3. Мануйлов П.И. Из опыта проектирования устойчивых откосов бортов карьеров // Вопросы устойчивости и структуры массива горных пород при осушении рудных месторождений : [сборник статей] / Гос. ком. по черной и цвет. металлургии при Госплане СССР; [ред. М. Ф. Монтрель]. М.: Недра, 1965. C. 100–114.
4. Свиридова Т.В. Применение методики расчета устойчивости откосов с учетом объемно-напряженного состояния пород для предупреждения оползневых процессов // Концепт. 2014. Т. 21. С. 166–170.
5. Гавришев С.Е., Кузнецова Т.С., Некерова Т.В. Методика обоснования параметров бортов карьеров при выемке прибортовых запасов подземным способом // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2010. № 1. С. 14–17.
6. Черчинцева Т.С., Кузнецова Т.С. Геомеханические основы прогноза объемных деформаций и устойчивости откосов горных пород: монография. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007.
7. Некерова Т.В. Геомеханическое обоснование параметров бортов карьеров при комбинированной разработке рудных месторождений: дис. ... канд. техн. наук. Магнитогорск, 2010. 163 с.
8. Мочалов А.М., Павлович А.А., Кубарев В.Ю. Геометрическое сложение сил по наиболее напряженной поверхности скольжения при оценке устойчивости бортов карьеров // Записки горного института. 2013. Т. 204. С. 110–116.
9. Оценка общей устойчивости бортов Сибайского карьера при отработке законтурных запасов руды подземным способом / Гавришев С.Е. , Заляднов В.Ю. , Кравчук Т.С., Павлова Е.В. , Погорелов А.Ю. // Маркшейдерское и геологическое обеспечение горных работ. 2013. С. 155–163.
10. Оценка устойчивости бортов карьера «Камаган» при подземной доработке месторождения / Мажитов А.М., Корнеев С.А., Пыталев И.А., Кравчук Т.С. // Горный информационно- аналитический бюллетень. 2015. № 15. С. 205–215.
11. Каплунов Д.Р., Рыльникова М.В. Принципы проектирования и реализации горнотехнических систем с полным циклом освоения рудных месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013. № 27. С. 3–11.
12. Каплунов Д.Р., Рыльникова М.В. Геотехнологические и геомеханические особенности перехода от открытых к подземным работам на больших глубинах // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015. № 56. С. 67–79.
13. Еременко В.А., Рыльникова М.В., Есина Е.Н. Мониторинг напряженно-деформированного состояния структурно нарушенного и удароопасного массива горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015. № 15. С. 105–116.
14. Демин А.М., Горбачева Н.П., Рулев А.Б. Механизм формирования поверхности скольжения оползня // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № 8. С. 309–312.