» » Система инженерно-геологического обеспечения отвальных работ

Система инженерно-геологического обеспечения отвальных работ

03.08.2016

Безопасность и технико-экономическая эффективность отвальных работ при открытой разработке месторождений полезных ископаемых обеспечиваются использованием системы инженерно-геологического обеспечения отвалообразования СИГО. Данная система включает в себя комплекс работ и исследований по изучению, прогнозу и контролю за состоянием и свойствами техногенных массивов и естественных оснований отвалов (гидроотвалов). Кроме того, изучаются геодинамические и гидрогеомеханические процессы и явления, сопровождающие отвальные работы и позволяющие управлять параметрами отвалообразования в периоды строительства, эксплуатации, консервации и ликвидации отвалов и гидроотвалов. Она также обеспечивает промышленную и экологическую безопасность горного производства. Комплекс работ выполняется в трех направлениях (рис. 9.4): 1) изучение инженерно-геологических условий отвальных сооружений; 2) обоснование оптимальных параметров отвалов и гидроотвалов; 3) контроль (мониторинг) состояния отвальных сооружений.
СИГО характеризуется определенной цикличностью в выполнении указанных видов работ, связанной с возведением отвалов (гидроотвалов) отдельными технологическими циклами — ярусами. Например, гидроотвалообразование начинается с отсыпки дамбы первичного отвалообразования и намыва пород в сформированную емкость. Затем строится дамба наращивания, вновь производится намыв, и так далее поэтапно — до достижения проектных отметок. Число дамб наращивания может быть различным: от одной до десяти и более. Так, на гидроотвале «Бековский» разреза «Бачатский», общая высота которого к сезону 2007 г. составила 76 м, построено 15 дамб. При формировании «сухих» отвалов число ярусов также может быть от одного до нескольких. В Кузбассе внешние отвалы высотой более 100 м отсыпаются обычно системой из трех ярусов.
Система инженерно-геологического обеспечения отвальных работ

При оценке инженерно-геологических условий отвалообразования изучаются: строение, состав, физическое и напряженное состояние и физико-механические свойства пород отвалов (гидроотвалов) и их оснований. При этом используются различные лабораторные и полевые методы опробования, а в особо ответственных случаях применяются крупномасштабные эксперименты по формированию опытной насыпи с замером ее деформаций и напряжений в породах.
Итогом такого изучения является разработка гидрогеомеханической модели объекта ГГМО, позволяющей оценивать и прогнозировать состояние устойчивости отвала (гидроотвала) с учетом определяющих природных и технологических факторов. ГГМО служит основой для обоснования параметров отвала (высоты, угла откоса, числа и высоты ярусов), порядка и интенсивности формирования как отдельного яруса, так и всего отвала. Оптимальные параметры отвалов (гидроотвалов) выбирают на основании расчетов устойчивости с учетом технологических и природных ограничений методом сравнения экономической эффективности по минимуму затрат на отвалообразование в течение установленного срока эксплуатации.
В рамках последнего (третьего) направления — мониторинга состояния отвального сооружения — выполняются различные виды инженерно-геологических, гидрогеологических и маркшейдерских работ. Гидрогеомеханический мониторинг включает в себя изучение строения отвального сооружения, напряженного и физического состояния, физико-механических и водных свойств пород. Он осуществляется с привлечением буровых работ, полевых и лабораторных методов исследования, опытнопромышленных экспериментов. Маркшейдерский контроль обеспечивает наблюдения за деформациями поверхности отвальных (гидроотвальных) сооружений. По результатам выполненных инженерно-геологических и гидрогеологических работ вносятся изменения в ГГМО и выполняются расчеты устойчивости, а затем с привлечением результатов маркшейдерского и технологического контроля осуществляется корректировка параметров сооружений.
Таким образом, система инженерно-геологического обеспечения отвалообразования предусматривает проведение комплекса инженерно-геологических, гидрогеологических и маркшейдерских работ, направленных на получение исходной информации для выбора и корректировки параметров отвальных сооружений, исходя из заданных технологических, экологических и экономических условий, при обеспечении безопасности горных работ.