Разведка и геолого-промышленная оценка угольных месторождений - Миронов К.В.
Скачать (прямая ссылка):
Для участков, намечаемых к отработке открытым способом, основной задачей инженерно-геологических исследований является получение дан-пых для разработки мероприятий по обеспечению устойчивости бортов карьера, внутренних и внешних отвалов и естественных склонов рельефа.
Для решения этой задачи должна быть получена оценка: условий равновесия естественных склонов в связи с их подработкой и снижением степени устойчивости при дополнительной нагрузке отвальными породами или же под воздействием динамических нагрузок; возможности проявления суффозионных процессов в песчаных породах, вскрываемых бортами карьеров; вероятности внезапного разжижения водоносных несков; условий возникновения гидродинамического давления в бортах карьера при его углублении или же при приближении фронта горных работ к поверхностным водотокам; вероятности выдавливания глинистых пород в основании уступов при переходе пород в пластичное состояние; изменений во времени физико-механических свойств гидрофильных пород под воздействием атмосферных агентов, главным образом по нерабочему борту; углов падения и ориентировки плоскостей напластования относительно фронта продвигания разработок; углов падения подугольных пород в связи с необходимостью решения вопроса о рациональном размещении внутренних отвалов и предотвращения их оползания.
На устойчивость бортов и величины углов их наклона оказывают влияние прочность пород, характер и степень их трещиноватости, элементы залегания крупных поверхностей ослабления и характер сопротивления пород сдвигу по этим поверхностям, напорные воды, сохраняющиеся в бортах после вскрытия месторождения.
Для месторождений, в сложении которых преобладают породы средней крепости (асж 80—800 кгс/см2), углы наклона бортов карьера принимаются в 38—45° в зависимости от ориентации поверхностей ослабления и в 35° при наличии в верхних частях бортов карьера выветрелых пород. Для месторождений, характеризующихся преобладанием во вскрыше слабых глинистых и несвязных пород (стсж < 80 кгс/см2), углы наклона бортов карьера принимаются в 25—30° при отсутствии пластичных глин и в 15—25° при их наличии.
Граница района изучения физико-механических свойств пород и других инженерно-геологических факторов распространяется за контур площади подсчета запасов углей, принятых для открытой разработки на расстояние L, определяемое по формуле
L-H- ctg а + а,
где H — намечаемая глубина карьера;
ос — ориентировочная величина углов наклона борта карьера с учетом
литологического состава пород вскрыши и их залегания; а — ширина призмы возможного обрушения борта (рис. 55), принимаемая в пределах: 0,1—0,2 H — при наклонном несогласном залегании пород (висячий бок); 0,2—0,3 H — при наклонном согласном залегании (лежачий бок); 0,3—0,4 H — при горизонтальном залегании. При горизонтальном залегании слабых пород скважины, по которым намечен отбор образцов, проходятся на глубину, превышающую на 10—15% глубину залегания почвы нижнего пласта, намеченного к отработке открытым способом, за исключением случаев, когда в почве такого пласта залегают заведомо более прочные породы, чем породы вскрыши; при наклонном залегании лород скважины должны пересекать в лежачем боку толщу пород в пределах призмы возможного обрушения. Скважины с отбором образцов приурочиваются
к разведочным профилям; при горизонтальном залегании пород в случае отсутствия разведочных выработок проходятся специальные скважины в направлении наибольшего уклона рельефа дневной поверхности. При расчлененном рельефе одна из специальных скважин закладывается в пониженном участке (в пойме долины), одна — на склоне и одна-две — на водоразделе. При документации керна следует описывать частоту проявления трещин, количество систем трещиноватости, интенсивность их развития, характер поверхностей плоскостей ослабления (слоистости, сланцеватости, контактов пород, разрывных нарушений) и заполняющего их материала. В естественных и искусственных обнажениях документируются формы и размеры слагающих массив блоков, интенсивность трещиноватости, взаимное -расположение трещин, описание поверхностей ослабления (ровные или волнистые, гладкие или шероховатые) и заполняющего их материала.
а 6 б
Рис. 55. Призмы возможного обрушения пород в бортах карьера при залегании угольного пласта: а — наклонном несогласном; б — наклонном согласном; в—горизонтальном. 1 — угольный пласт; g — борт карьера; 3— граница призмы возможного обрушения; 4—поверхности ослабления
При характеристике пород вскрыши особое внимание следует уделять наличию слоев пород с резко отличными физико-механическими свойствами (твердость, гранулометрический состав и т. п.), степени пространственной выдержанности этих слоев на разведываемой площади. Непременным условием изучения месторождения, предназначаемого для открытой разработки, является детальное картирование выходов пластов под покровные отложения, зон размывов угольных пластов, выветривания углей, развития горельников. Такая детализация проводится обычно после решения вопросов о сроках промышленного освоения месторождения в тесной увязке с основными проектными решениями по вскрытию месторождения.
