Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Инженерно-геологическая оценка и обоснование параметров гидроотвалов на различных этапах существования

ВАК РФ 25.00.16, Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

Автореферат диссертации по теме "Инженерно-геологическая оценка и обоснование параметров гидроотвалов на различных этапах существования"

На правахрукописи

САРКИСЯНАРАРАТХРИСТАФОРОВИЧ

УДК 624.131.1

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГИДРООТВАЛОВ НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ СУЩЕСТВОВАНИЯ (на примере гидроотвалов КУЗБАССА)

Специальность 25.00.16 - «Горно-промышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и

геометрия недр»

Авт ореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена в Московском государственном горном университете.

Научный руководитель доктор технических наук КУТЕПОВ Юрий Иванович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ШПАКОВ Петр Сергеевич, кандидат технических наук, доцент ПАРФЁНОВ Андрей Анатольевич.

Ведущая организация - институт «Гипрошахт» (г.Санкт-Петербург).

Защита диссертации состоится « 19 » мая 2004 г. в час. на

заседании диссертационного совета Д.212.128.04 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, Ленинский пр., 6. Факс 237-64-88.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета.

Автореферт разослан апреля 2004г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор БУБИС Юрий Вольфович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Открытая разработка угля в Кузбассе осуществляется с использованием гидромеханизированных технологий, сопровождающихся размещением вскрышных пород в специальные гидротехнические сооружения - гидроотвалы. Их количество за все время применения гидромеханизации составляет более 50 объектов, суммарная емкость - более 850 млн.м3, общая площадь - более 7000 га. В настоящее время эксплуатируются 5 гидроотвалов, остальные находятся либо в законсервированном состоянии, либо используются в качестве оснований отвалов «сухой» вскрыши.

Намывные массивы гидроотвалов являются сложными инженерно-геологическими системами, состоящими из водонасыщенных пород, характеризующихся переменными в пространстве и времени составом, состоянием и свойствами. Это обстоятельство предопределяет необходимость их периодического изучения применительно к различным этапам существования с целью получения необходимой информации для обоснования рекомендаций по оптимальным параметрам сооружений, обеспечивающих производственную и экологическую безопасность и технико-экономическую эффективность горных работ.

В 1997 году были приняты Федеральные Законы «О безопасности гидротехнических сооружений» (№117-ФЗ) и «О промышлеЕтной безопасности опасных производственных объектов» (№116-ФЗ), которые регулируют отношения, возникающие при осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при проектировании, строительстве, вводе в эксплуатацию, реконструкции, восстановлении, консервации и ликвидации гидротехнических сооружений, а также других опасных объектов горного производства..

Таким образом, актуальность работы, направленной на исследования закономерностей формирования намывных массивов на различных этапах существования гидроотвалов, методики инженерно-геологических исследований и обоснования оптимальных параметров отвальных сооружений,

обусловлена настоятельной необходимостью обеспечения эффективности горных работ на гидроотвалах.

В качестве основных этапов существования гидроотвалов выделяются их строительство, эксплуатация, консервация, рекультивация и ликвидация.

Целью работы является оценка и установление закономерностей изменения инженерно-геологических условий гидроотвалов на различных этапах их существования с учетом целевого использования намывных территорий для повышения их отвалоемкости, обеспечения промышленной и экологической безопасности.

Идея работы. Основой для обоснования оптимальных параметров отвальных и гидроотвальных сооружений является изучение инженерно-геологических условий намывных массивов с использованием комплекса полевых и лабораторных методов применительно к каждому этапу существования объекта с учетом технологии формирования сооружений.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

1. Инженерно-геологические условия намывных массивов определяются строением, составом, состоянием и свойствами пород, размерами и формой массивов, а также закономерностями гидрогеомеханических процессов и предполагают наличие взаимосвязей между основными составляющими применительно к используемой технологии формирования и целевому назначению сооружения; эти закономерности необходимы для обоснования оптимальных параметров сооружений на каждом этапе существования объекта.

2. Изучение инженерно-геологических условий техногенных массивов гидроотвалов следует осуществлять с использованием комплекса полевых и лабораторных методов определения напряженного состояния и физико-механических свойств пород, при этом среди полевых методов основными должны быть методы непосредственного измерения порового давления с применением стационарных наблюдательных сетей или периодического зондирования, а в лабораторных условиях наибольшее внимание необходимо уделять определению прочностных параметров пород с учетом изменения напряженного - состояния- намывного массива; итогом изучения намывного

массива является его районирование, для выполнения которого обоснованы критерии применительно к решаемым научно-техническим задачам.

3. Параметры и скорость возведения сооружения должны определяться исходя из гидрогеомеханической модели объектов, позволяющей прогнозировать поровое давление в намывном массиве и физико-механических свойств техногенных отложений, а также дать оценку устойчивости откосов.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждаются:

- теоретическим анализом технолитогенеза и гидрогеомеханических процессов в намывных массивах гидроотвалов;

данными экспериментальных исследований в полевых и лабораторных условиях состава, состояния и свойств намывных пород;

- положительной апробацией полученных результатов при обосновании параметров гидроотвалов Кузбасса.

Методы исследований. В работе использованы: комплексный подход к решению поставленных задач на основе анализа научной и патентной литературы; лабораторные и натурные методы изучения инженерно-геологических условий массивов горных пород; методы механики сплошной среды; промышленные испытания разработанных рекомендаций.

Научное значение работы состоит в выявлении факторов, определяющих инженерно-геологические условия намывных техногенных массивов гидроотвалов на различных этапах их существования, и установлении закономерности изменения размеров, формы и строения намывных массивов, их состояния и свойств пород в зависимости от гидрогеомеханических факторов и применяемой технологии.

Практическая ценность работы заключается в установлении расчетных показателей водно-физических и механических свойств намывных отложений Кузбасса, разработке рекомендаций по параметрам гидроотвалов и отвалов «сухих» пород, отсыпаемых на гидроотвалах.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Всесоюзном научно-техническом совещании «Научно-технические проблемы повышения эффективности работ и совершенство-

вания маркшейдерской службы на горных предприятиях страны» (Свердловск, 1984), Первой международной конференции «Ресурсовос-производящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» (Москва, РУДН, 2002), на научных симпозиумах «Неделя горняка» (1990,1999-2004).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из наименований, содержит // рисунка, таблиц.

Автор выражает благодарность научному руководителю д.т.н. Кутепову Ю.И. за помощь на всех этапах работы над диссертацией, заведующему кафедрой геологии Ml ГУ проф., д.т.н. Гальперину A.M., проф., д.т.н. Ермолову В.А., проф., д.т.н. Кириченко Ю.В., доц., к.т.н. Щекиной М.В. за ценные советы и консультации, а также всем сотрудникам кафедры за помощь и поддержку.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Важнейшей задачей современной инженерной геологии является изучение изменения земной коры в результате хозяйственной деятельности человека и формирования новых наиболее молодых в геологической истории породных образований. Такие отложения называются «техногенными»; процесс их образования - «техногенеч». Начало их изучения положено великими российскими учеными академиками В.И.Вернадским, А.Е.Ферсманом, а в последующем продолжены Ф.В.Котловым, М.КХАбелевым, В.И.Крутовым, М.И.Хазановым, А. М.Гальпериным и др.

Среди техногенных отложений особое место занимают намывные, которые характеризуются значительным разнообразием, связанным со спецификой технологических процессов их формирования. К их числу относятся процессы гидровскрышных и гидроотвальных работ, протекающих при удалении вскрышных пород и размещении их в специальные отвальные сооружения - гидроотвалы. Вопросам технологии гидроотвалообразования, геомеханическому обоснованию формирования намывных сооружений, экологи-

ческим аспектам их существования посвящены исследования Г.А.Нурока,

A.М.Гальперина, Ю.Н.Дьячкова, Н.Н.Медникова, В.Г.Зотеева, И.М.Ялтаица, О.Ю.Крячко, Ю.В.Бубиса, С.Г.Аксснова, Е.А.Кононенко, Ю.И.Кутепова, П.С.Шпаков, В.М.Павленко, Н.А.Кутеповой, Ю.В.Кириченко, В.Л.Ермолова,

B.В.Мосейкина, А.Л.Парфенова, Е.П.Щербаковой, Л.В.Демченко, В.В.Ермошкина, Л.В.Могилина, М.В.Щекиной и др.

Гидромеханизация на открытых разработках угля в Кузбассе. исполь: зуется с начала 50-х годов прошлого столетия по настоящее время. За более чем полувековой период было удалено 850 млн.м3 вскрыши с размещением пород в 52 гидроотвалах. Намывные сооружения Кузбасса характеризуются разнообразием по высоте (от 4 до 73 м), площади (6 — 765 га), емкости (0,6 - 100 млн. м3), количеству дамб (1-15 шт). Большая их часть сформирована в оврагах и балках строительством ограждающих дамб из вскрышного материала, один намыт на косогоре и имеет трехстороннее обвалование, два - на равнине при обваловании с четырех сторон, три - в старых горных выработках. Намыв гидроотвалов производился в основном сосредоточенным способом при невысокой среднегодовой интенсивности (1-3 м/год).

На различных этапах существования гидроотвалов в Кузбассе возникали задачи обоснования оптимальных параметров сооружений и обеспечения безопасности при их строительстве, эксплуатации, использовании в качестве оснований отвалов «сухой» вскрыши, рекультивации. Необходимость их решения определила потребность изучения инженерно-геологических условий намывных массивов на различных этапах существования гидроотвалов, разработку методики исследований и обоснования оптимальных параметров отвальных сооружений и технологии их формирования.

При рассмотрении инженерно-геологических условий гидроотвалов использовалась разработанная Ю.И. и Н.А. Кутсповыми схема техногенеза намывных пород, отражающая последовательность формирования строения, состава, состояния и свойств пород, определяющая природные и техногенные факторы, их роль и взаимосвязь на различных этапах. Она включает три этапа, сутью которых является формирование: 1) исходного состава

материала, поступающего в гидроотвал; 2) состава и строения пород в массиве гидроотвала; 3) состояния и свойств намывных пород.

В Кузбассе гидромеханизированным способом удаляется верхняя часть разреза, сложенная отложениями неоген-четвертичного возраста. Она разделяется на несколько свит: меретскую ((ЗрЫг^тг), моховскую (¿рНг'-Нг'тЪ), сагарлыкскую сергеевскую кедровскую

бачатскую (скС^ц-С^шЬс), краснобродскую (а(3зц]кг) и еловскую (скС^ц-С^е!). По генезису отложения перечисленных свит в большинстве своем относятся к делювиально-пролювиальным и субаквальным; только лессовидные породы еловской серии имеют эоловый генезис. По составу неоген-четвертичные. отложения представлены в основном пылеватыми суглинками; среди отложений субаквального генезиса встречаются пылеватые глины и супеси.

На этапе техногенеза намывных отложений, связанном с формированием их состава и строения в сооружении (этап II), определяющее значение имеет технология гидроотвалообразования, влияющая на процесс фракционирования - раскладки исходного материала по крупности на карте намыва и, конечном итоге, на характер изменчивости состояния и свойств намывных пород, строение массива, размеры и положение пляжной, переходной и прудковой зон. Изучение состава пород в намывных сооружениях Кузбасса позволило выявить тенденцию в распределении фракций по длине откоса намыва, проявляющуюся в закономерной смене по мере удаления от фронта намыва грубодисперсных разностей (песков, супесей) на мелкодисперсные (суглинки и глины).

После осаждения намывного материала в гидроотвале наступает этап, сутью которого является формирование состояния и свойств пород в гидроотвале (этап III). Определяющим фактором на этом этапе является гравитационное уплотнение, контролирующееся в водонасыщенных породных массивах поровым давлением. Характер развития порового давления в гидроотвалах зависит от размеров намывного массива, интенсивности и технологии его формирования, дренажных условий на границах массива, компрессионно-фильтрационных свойств пород.

Изучение порового давления в строящихся и эксплуатируемых гидроотвалах позволило установить закономерности его распределения в намывных массивах. Так, для условий гидроотвала «Бековский», высота которого в 2003 г. достигла 73 метров, намывной массив целесообразно разделить на три зоны (рис. 1).

Первая зона (I) охватывает внутреннюю часть сооружения, начиная от фронта намыва. Она характеризуется условиями постоянного увеличения мощности сооружения за счет намыва, возрастанием избыточного порового давления с глубиной и его постепенным увеличением в направлении пруда-отстойника. Вторая зона (II) - зона влияния отсыпки дамб обвалования -имеет протяженность для условий гидроотвала «Бековский» 120-130 м. Ее положение в массиве изменяется и зависит от месторасположения отсыпаемой дамбы. Третья зона (III) - включает внешнюю часть откоса, избыточное поровое давление в нем отсутствует.

При строительстве и эксплуатации гидроотвалов создаются намывные массивы определенной формы, которая существенно влияет на состояние и свойства пород. Форма намывных массивов определяется, с одной стороны, рельефом местности, на которой намывается гидроотвал, а с другой -геоморфологическим обликом сооружения. Рельеф поверхности основания может быть равнинным, косогорным, овражно-балочным, котловинным и котлованным. В связи с этим дамбы обвалования отсыпаются либо с четырех, трех, одной стороны, либо не строятся вообще. Геоморфологический облик гидроотвала зависит от конструкции сооружения и технологии его формирования. Существуют две основные конструкции гидроотвала: одноярусная и многоярусная. При этом образуются техногенные массивы сложной формы и строения, определяемые особенностями формируемого сооружения, технологией и процессом фракционирования. Обычно в гидроотвалах Кузбасса выделяются зоны песчано-супесчаных, суглинистых и глинистых пород, каждая из которых может быть разделена по консистенции на подзоны текучих, мягкопластичных, тугопластичных, а иногда и полутвердых пород. Породы выделенных зон и подзон характеризуются различными физико-механическими свойствами (табл.1).

Масштаб Вертикальный - 1:2000 Горизонтальный- 1:1000

- дамбы ^-оЛ - изолинии избыточного \/_ порового давления ДИПа

ш

- границы зон

Рис. I. Изменение избыточного порового давления в гидроотвале «Бековский»

Таблица 1

Физико-механические свойства намывных пород Кузнецкого угольного бассейна

Название зон и подэон Влажность,% Плотность, У, Т/'м3 Плотность минеральной части,Д т/м3 Пористость, п % Угол внутреннего трения <р,град Сцепление С, МПа Коэффициент сжимаемости, а, см2/кг Коэффициент фильтрации, Кф, м/сек

Песчано супесчаная 14-30 1,7-2,1 2,65-2,72 33,7-43,7 25-32 0,013-0,055 о=0,05-0,7 МПа 0,06-0,008 Ю"*- 10""

суглинистая зона

Текучих пород 27-40 1,8-1,92 2,66-2,72 44-52,5 14-23 0,015-0,026 о=0,025-0,2 МПа 0,14-0,04

Мягко-пластичных пород 24,5-31,4 . 1,9-2,0 38,5-46,6 19-25 0,023-0,043 а=0,1-0,3 МПа 0,08-0,02 10'8- 10*

Туго-пластичных пород 22,1-26,3 2,0-2,02 40-41,6 22 0,063 ст=0,3-0,5 МПа 0,02-0,009

.глинистая зона

Текучих пород 37-100 1,61-1.88 50-71 0,005-0,015 (общее сопр.сдвигу, МПа) о=0,01-0,15 МПа

Мягко-пластичных пород 31-38 1,88-1,96 2,67-2,72 44,5-50 8-16 0,15-0,035 о=0,15-0,2 МПа 0,1-0,03 Ю",и- 10'"

Туго-пластичиых пород 28-31 1,96-2.01 41-44 8-16 0,05-0,06 <т=0,2-0,6 МПа 0,03-0,01 ;

При завершении эксплуатации гидроотвалов они должны консервироваться. В гидрогеомеханическом плане такие сооружения находятся на стадии «отдыха», сопровождающейся дальнейшим рассеиванием избыточного порового давления, уплотнением намывного массива и изменением свойств пород. Изучение гидроотвалов, характеризующихся различными технологическими параметрами, сопровождалось замерами порового давления. Было установлено, что характер распределения в массиве избыточного поро-вого давления и его величины для гидроотвалов примерно одинаковой высоты и компрессионно-фильтрационных свойств зависят от времени «отдыха» и дренажных условий. Так, максимальные значения Р„ отмечаются в гидроотвалах «Акташский» и «Сагарлыкский» со сроками «отдыха» соответственно 3 и 2 года, минимальные - в гидроотвалах «Бахтыхта» (^=14 лет, Ь„ до 23 м) и «Новобачатский» (^=9 лет, Ь, до 25 м), а отсутствие порового давления в гидроотвале «Свободный» (Ь, до 23 м) с временем «отдыха» 25 лет. Кроме того, исследованы гидроотвалы «Бахтыхта» и «Новобачатский», характеризующиеся односторонним и двухсторонним дренажем, и установлено, что в первом сооружении со сроком «отдыха» 14 лет Р„ и мощностью до 23 м выше, чем во втором, имеющем до 25 м. Следует также отметить, что все изученные

намывные массивы характеризуются коэффициентами консолидации которые для намывных глинистых пород изменяются в пределах от 0,01 до 0,04 м2/сут.

Изменение напряженного состояния намывных массивов при «отдыхе» гидроотвалов приводит к дальнейшему изменению физико-механических свойств пород. В частности, на рис. 2 и 3 приведены зависимости изменения влажности и сцепления пород от времени «отдыха» гидроотвала.

Одним из основных направлений консервации гидроотвалов является их использование в качестве оснований отвалов «сухой» вскрыши. Данное технологическое мероприятие сопровождается подчас существенным изменением инженерно-геологических условий намывных массивов. На гидроотвалах Кузбасса отвальные работы производятся по трем технологическим схемам, предполагающим использование определенных сочетаний

ю

Рис.2. Изменение влажности в зависимости от времени «отдыха» гидроотвала

Рис.3. Изменение сцепления в зависимости от времени «отдыха» гидроотвала

отвальных механизмов и транспорта: 1) бульдозер-автомобиль, 2) драглаин-ж.-д. транспорт; 3) мехлопата - ж.-д. транспорт.

В результате выполненных наблюдений за формированием «сухих» отвалов на гидроотвалах выявлены следующие типы деформаций: а) оползни; б) оседания отвалов, вызванные выдавливанием слабого основания; в) консолидация техногенных отложений; г) вязкопластичное течение пород на склонах, сформировавшихся на поверхности гидроотвала в результате развития деформаций первого и второго типов. Каждый из установленных типов деформаций охарактеризован с позиций морфологии и динамики развития. Необходимо отметить влияние на характер деформирования технологий, применяемых при отвалообразовании. Выявленные деформации определяют в первую очередь размеры и форму нагружаемых намывных массивов. При экскаваторном отвалообразовании намывной массив существенно изменяет свою форму, а в некоторых случаях - наблюдается его разделение на отдельные тела (рис. 4). Отсыпка отвалов автомобильным транс -портом и бульдозерами в направлении от периферии к центру приводит к тому, что намывные породы отжимаются от краевых частей основания к его центральной части, создавая структуры своеобразной диапировидной формы.

Рис.4. Изменение размеров и формы намывного массива при отсыпке экскаваторного отвала

Нагружение гидроотвалов отвалами «сухой» вскрыши сопровождается специфическим изменением напряженного состояния намывного массива:

^ - породы сухих отвалов - намывные породы | основание

\г

избыточное поровое давления возникает не только под контуром нагружения, но и перед отвальным фронтом в непригруженной части. Эта зона Ю.И. и Н.А. Кутеповыми названа ЗВО- зона влияния отвала (отсыпки). Ее величина на гидроотвале «Сагарлыкский» перед фронтом отсыпаемого 30-метрового отвального яруса достигла 500 м. Выявленные закономерности распределения порового давления в намывных породах в основании отвалов позволили выполнить схематизацию нагружаемых намывных массивов с выделением зон: 1) консолидации; 2) разуплотнения;3) сдвигов (рис. 5).

Рис.5. Изменение порового давления в основании «сухого» отвала

В первой зоне поровое давление связано с уплотняющей нагрузкой от отвала. Рассеивание порового давления приводит к уплотнению намывных пород, изменению консистенции, уменьшению влажности, пористости и возрастанию плотности и сцепления. Во второй и третьей зонах наблюдается обратный процесс, что связано с увеличением порового давления иногда до значений, соответствующих полпым напряжениям, т.е. эффективные напряжения становятся равны нулю, что приводит к возрастанию влажности, пористости и уменьшению плотности и прочности. Различие в условиях второй и третьей зон заключается в механизме образования избыточного порового давления. Так, в зоне разуплотнения избыточное поровое давление является

результатом фильтрации воды из-под отвала, а в зоне сдвигов - «памятью» о нагружении сухим отвалом: выдавившаяся из-под отвала намывная масса сохраняет поровое давление, возникшее от отсыпки отвальных масс.

Решение инженерных задач, возникающих на различных этапах формирования гидроотвалов, требует исходной информации об инженерно-геологических условиях, для получения которой необходимо выполнить комплекс исследований. Методика данных исследований определяется условиями формирования гидроотвалов, поэтому необходимо:

- производить выбор методики с учетом особенностей сооружения, целевого назначения, конструкцией откосов, параметрами и технологией формирования;

- комплексно применять полевые и лабораторные методы, используя для получения начальных параметров массива первые, а выполнения прогнозов - вторые;

- при выборе схемы испытания пород учитывать их проницаемость и сжимаемость;

- в лабораторных условиях использовать принцип соответствия напряженного состояния пород в сооружении и образце.

Для выполнения лабораторных прочностных испытаний техногенных и естественных пород обосновано применение нескольких схем, отличающихся способом подготовки образцов и спецификой условий дренирования. Схема неконсолидированно-недренированного сдвига рекомендована для глинистых пород с низкой проницаемостью и любых пород,

находящихся в условиях затрудненного дренирования массива. Консолиди-рованно-дренированные испытания следует проводить для пород, характеризующихся достаточно высокой проницаемостью Консоли-дированно-недренированные сдвиги рекомендуется использовать для исследования пород со средней проницаемостью так как такие породы за период формирования сооружения способны существенно повысить прочность при изменении избыточного порового давления в породном образце. Предложенная схема наиболее близко моделирует условия формируемых намывных массивов. Существует два варианта испытаний -

сдвиг «по прямой» и «обратной» ветвям компрессии, при этом первый необходим для установления общих закономерностей прочности пород с ростом уплотняющей нагрузки, а второй - для получения изменений параметров прочности ф, С И Р с ростом эффективных напряжений. Второй вариант схемы наиболее часто используется при решении задач наращивания гидроотвалов намывом и нагружением отвалами «сухой» вскрыши». По результатам нескольких серий устанавливаются зависимости: С=ДО:>ф); р= А&ф) (рис. 6).

Выражения для определения общего сопротивления сдвигу в данном случае можно записать в виде:

В практике инженерных изысканий в данной работе на отвалах и гидроотвалах применялись различные натурные эксперименты: вращательный срез, статическое зондирование, прессиометрия, радиометрия, измерения порового давления. Все перечисленные исследования производились на гидроотвалах с использованием установки УГК-1 конструкции Ю.И.Кутепова. Наибольшее влияние при исследованиях уделялось замерам порового давления в намывных массивах с использованием специальной тензометрической аппаратуры. В зависимости от целей исследований и

размеров датчиков возможна их установка в предварительно пробуренную скважину или методом задавливания. При установке датчиков в скважине особое внимание уделяется тампонажным работам, обеспечивающим «естественный» гидродинамический режим в зоне заложения датчика. При задавливании снарядов с датчиками тампонажные работы не производятся; особое внимание уделяется методике измерений, учитывающей возрастание в некоторой области избыточного порового давления от внедрения измерительного прибора.

Схемы опробования намывного массива разработаны с учетом этапов его существования. Для контроля безопасности строительства и эксплуатации гидроотвала датчики порового давления закладываются по створным линиям на откосах на особо ответственных участках. Изучение исходного напряженного состояния пород гидроотвалов, нагружаемых отвалами «сухой» вскрыши, требует детального изучения массива по площади и глубине, а при отсыпке отдельных отвальных заходок - по створу в направлении развития отвала.

Одним из методов представления информации, полученной при выполнении специальных исследований, является инженерно-геологическое районирование, т.е. разделение изученной территории на участки по определенным критериям. Применительно к условиям Кузбасса выполнено обоснование критериев в зависимости от решаемой научно-технической задачи. При обосновании использования намывных сооружений под отвалы «сухих» пород в качестве критериев схематизации рекомендуется применять несущую способность пород или предельную высоту отвала, при которой обеспечивается устойчивость откосов формируемого яруса. Кроме того, инженерно-геологическое районирование гидроотвала можно производить по типу и характеру развития гидрогеомеханических процессов, сопровождающих отсыпку отвалов. В общей схеме инженерно-геологического районирования в качестве критериев выделения зон предложено использовать состав, а подзон - показатель консистенции.

Решение инженерных задач, возникающих при использовании территории гидроотвалов, требует обоснования их оптимальных параметров,

которые выбираются исходя из инженерно-геологических условий, технологических возможностей предприятий, природоохранных требований, экологической и промышленной безопасности. Параметры намывных сооружений определяются посредством расчетов устойчивости откосов с учетом основных признаков, обусловленных видом решаемой задачи. Гидрогеомехани-ческая модель (ГГМ) эксплуатируемого гидроотвала должна отражать условия откосных частей сооружения с позиции факторов, определяющих состояние устойчивости, т.е. включать: геометрические характеристики откоса, его строение, поверхности скольжения, свойства пород, положение кривой депрессии, эпюры распределения порового давления.

Прогноз распределения порового давления в намывном массиве рекомендуется выполнять с использованием типовых расчетных схем, соответствующих имеющимся аналитическим решениям одномерной задачи фильтрационной консолидации. Исключение составляет случай прогноза по-рового давления в намывных породах при отсыпке дамб наращивания и фронтальная отсыпка отвала, так как механизм развития давления не укладывается в рамки одномерной схемы. В этом случае целесообразно использовать двухмерные схемы, реализованные с помощью МКЭ В.А.Подольским.

Учитывая особенности технологии гидроотвапообразования и формирования отвальных насыпей на слабых основаниях, можно схематизировать условия консолидации, на различных этапах существования намывного массива выделить следующие основные схемы прогноза порового давления:

1) уплотнение слоя переменной мощности (намыв);

2) «отдых» слоя;

3) уплотнение слоя под действием постепенно возрастающей нагрузки (случая намыва и отсыпки вышележащих слоев);

4) «отдых» слоя после намыва или отсыпки вышележащих слоев.

Для расчетов устойчивости гидроотвалов и отвалов обосновано использование методов алгебраического суммирования сил по круглоци-линдрической и плавной криволинейной поверхностям, а также многоугольника сил. Расчеты проводятся с учетом гидростатического взвешивания и гидродинамического давления. Несущую способность на любой момент

времени рекомендуется производить по формуле, учитывающей изменения напряженного состояния и физико-механических свойств пород. Для прогнозирования напряженно-деформированного состояния гидроотвала необходимо обосновать его гидрогеомеханическую модель (ГГМ), которая отражает схематичное представление о инженерно-геологических и гидрогеологических условиях объекта с точки зрения теории Прандля-Рейснера.

Используя рассмотренные выше исследования инженерно-геологических условий, методику прогноза порового давления и расчетов устойчивости откосов, обоснованы параметры двух гидроотвалов Кузбасса, находящихся на стадиях строительства и эксплуатации, а также отвалов, отсыпаемых на гидроотвалах. При отсыпке отвалов на гидроотвалах в зависимости. от их площади и инженерно-геологических условий обоснованы высоты отвалов. Это технологическое мероприятие позволит значительно увеличить отвало-емкость территории.

Экономический эффект разработанных рекомендаций обусловлен сокращением земельных площадей, отчуждаемых под отвалы, и сокращением затрат на транспортировку «сухой» вскрыши при размещении ее на гидроотвалах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано решение актуальной научной задачи оценки инженерно-геологических условий формирования намывных массивов гидроотвалов на различных этапах их существования и установления закономерностей изменения размеров, формы и строения намывных массивов, их состояния и свойств пород в зависимости от гидрогсомеханических процессов и применяемой технологии, что способствует эффективности горных работ, их промышленной и экологической безопасности.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. Намывные массивы гидроотвалов являются сложными инженерно-геологическими системами, сформированными на земной поверхности в специально отведенных местах из естественных песчано-глинистых пород с применением гидромеханизированных технологий путем планомерного

намыва. Они имеют определенную форму и размеры; сложены породами, характеризующимися специфическими и изменяющимися строением, составом, состоянием и свойствами; требуют постоянного технического контроля; подвергаются техногенному воздействию согласно целевому назначению и направлениям использования в народном хозяйстве.

2. Состав, состояние и свойства намывных массивов определяются процессами фракционирования и уплотнения. Процесс фракционирования зависит от исходного состава гидровскрыши, размеров гидроотвалов и технологии отвалообразования, приводит к созданию неоднородного по составу и строению техногенного тела с образованием зон песчано-супесчаных, суглинистых и глинистых отложений. Уплотнение намывных пород определяется мощностью массива, условиями его нагружения, намывом и оценивается поровым давлением, возникающим в массиве при намыве и дополнительном нагружении. Величина и характер развития порового давления в гидроотвалах зависят от формы и размеров намывного массива, интенсивности его формирования, фильтрационных свойств пород тела и основания гидроотвала, времени «отдыха», величины и характера приложения дополнительной нагрузки. На изученных гидроотвалах Кузбасса установлены закономерности изменения состояния намывных массивов по глубине с выделением подзон текучих, мягкопластичных, тугопластичных, полутвердых и твердых пород.

3. При отсыпке отвалов «сухих» пород на гидроотвалах под влиянием гидрогеомеханических процессов происходит изменение формы и размеров намывных массивов, состояния и свойств пород техногенных отложений. При этом на размеры и форму массивов оказывают существенное влияние параметры отсыпаемых отвалов и технология отвалообразования. Так, при отсыпке отвалов по экскаваторной технологии наблюдается закономерное уменьшение мощности намывных пород под откосными частями формируемых отвальных заходок, а в некоторых случаях (при небольшой мощности намывных пород) происходит полный их отжим и замещение отсыпаемыми породами, что приводит к разрыву сплошности намывного массива. Развитие автомобильных отвалов на гидроотвалах в направлении от периферии к

центру сопровождается увеличением мощности намывных массивов в центральной части сооружения. Отсыпка отвалов на гидроотвалах вызывает изменение напряженного состояния намывных пород как непосредственно под контуром приложения, так и непригружешюй части перед фронтом развивающего отвала. Это предопределяет изменение состояния сформировавшегося на ранних этапах существования гидроотвала и физико-механических свойств намывных пород.

4. С учетом специфических условий формирования техногенных масс-сивов предложена комплексная оценка инженерно-геологических условий с использованием лабораторных и полевых методов, ориентированных на натурные измерения порового давления и прочности пород в массиве, а также физического моделирования прочностных свойств намывных пород при изменении эффективных напряжений. Обоснована методика наблюдений за поровым давлением с использованием стационарных наблюдательных станций и периодического зондирования специальными зондами. Предложена методика выполнения инженерно-геологического районирования территорий гидроотвалов в зависимости от целевого использования намывного массива.

5. Разработаны рекомендации по обоснованию оптимальных параметров гидроотвалов с учетом их целевого назначения и направлений их последующего использования. Рассмотрены формирование намывных массивов, их рекультивация, использование как основания отвалов «сухой» вскрыши или в качестве техногенных МПИ, частичное или полное удаление сооружений. Показано, что при обосновании параметров гидроотвалов важным моментом является прогноз порового давления в породных массивах. Предложена методика прогнозирования порового давления в массивах на этапах строительства, эксплуатации, «отдых», отсыпки отвала «сухих» пород, базирующаяся на решениях теории фильтрационной консолидации.

6. На основании выполненной оценки инженерно-геологических условий, результатов прогноза порового давления и расчетов устойчивости откосов, обоснованы параметры двух гидроотвалов Кузбасса: «Бековского» и

«Моховского», находящихся на стадиях строительства и эксплуатации, а также отвалов, отсыпаемых на гидроотвалах. Так, гидроотвал «Бековский», имеющий 15 дамб, эксплуатировался до высоты 73 м при результирующем угле откоса дамбы 9°. При отсыпке отвалов на гидроотвалах в зависимости от их площади и инженерно-геологических условий обоснованы высоты отвалов от 30 до 100 м при результирующих углах 15-20°. Размещение отвальных насыпей на намывных основаниях позволит значительно увеличить отвалоемкость территории, которая возрастает с 0,04 - 0,18 до 0,25-0,5 млн. м3/га.

Основные научные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Кириченко Ю.В., Саркисян А.Х, Совершенствование методов контроля за состоянием динамической системы «намывной массив -отвальная насыпь». // Тез. докл. Всесоюзного научно-технического совещания «Научно-технические проблемы повышения эффективности работ и совершенствования маркшейдерской службы на горных предприятиях страны». - Свердловск:, 1984, с. 9-10.

2. Зайцев B.C., Гальперин О.А., Саркисян А.Х. Оценка инженерно-геологических условий строительства линии тоннеля метрополитена на юго-западе Москвы. - М.: Геология и разведка, 1989, № 5, с. 100-104.

3. Зайцев B.C., Саркисян А.Х., Месхи Н.Ж. Совершенствование методов и технических средств инженерно-геологических исследований. // Мат. Первых Ершовских чтений по горно-промышленной геологии «Проблемы горно-промышленной геологии». - М.: МГГУ, 1990, с.152-156.

4. Саркисян А.Х., Саркисян А.А. Геолого-маркшейдерский мониторинг техногенных массивов. - М.: МГГУ, ГИАБ, 1999, № 5, с. 104-105.

5. Кутепов Ю.И., Саркисян А.Х. Выбор схемы сдвиговых испытаний при изучении глинистых отложений из формируемых отвальных сооружений. -М.: Геология и разведка, 2002, № 2, с. 103-106.

6. Саркисян А.Х. Геомеханическое обеспечение формирования «сухих» отвалов на слабых водонасыщенных основаниях. // Мат. Первой

международной конференции «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр». - М.: РУДН, 2002, с. 88-89.

7. Кириченко Ю.В., Саркисян А.Х. Экскаваторные отвалы на намывных основаниях. // Материалы Первой международной конференции «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр». - М.: РУДН, 2002, с. 269-270.

Подписано в печать 31.03.04

Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз.

Типография МГТУ. Ленинский пр., 6

Формат 60x90/16

Заказ №Й'25

* - 7 4 4 S

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Саркисян, Арарат Христафорович

Ведение.

Глава 1. Анализ изученности инженерно-геологических условий формирования намывных массивов гидроотвалов.

1.1. Состояние вопроса изученности условий формирования намывных массивов гидроотвалов.

1.2. Характеристика гидроотвальных работ на разрезах Кузбасса.

1.3. Цель и задачи исследований.

Глава 2. Изменение инженерно-геологических условий намывных массивов гидроотвалов при их консервации, рекультивации и отсыпке отвалов «сухих» пород.

2.1. Общие положения.

2.2. Формирование намывных массивов гидроотвалов Кузбасса.

2.3. Изменение состояния и свойств намывных пород гидроотвалов на этапах консервации (период «отдыха»).

2.4. Изменение формы,. состояния и свойств намывных массивов гидроотвалов при отсыпке отвалов «сухой» вскрыши.

Выводы.

Глава 3. Обоснование методики инженерно-геологического изучения намывных массивов.

3.1. Общие положения.

3.2. Методика изучения прочностных показателей намывных пород в лабораторных условиях.

3.3. Натурные методы изучения состояния и свойств намывных пород.

3.4. Инженерно-геологическое районирование намывных массивов.

Выводы.

Глава 4. Инженерно-геологическое обоснование мероприятий при

• формировании гидроотвалов вскрышных пород.

4.1. Этапы формирования гидроотвалов и направления их использования.

4.2. Обоснование оптимальных параметров гидроотвалов при их строительстве и эксплуатации.

4.2.1. Общие положения.

4.2.2. Обоснование гидрогеомеханической модели намывного сооружения.

4.2.3. Прогноз порового давления в намываемых гидроотвалах.

4.3. Методы расчета устойчивости гидроотвалов и несущей способности намывных отложений.

4.4. Параметры конкретных гидроотвалов ХК «Кузбассразрезуголь».

4.5. Обоснование оптимальных параметров отвалов «сухих» пород, отсыпаемых на гидроотвалах.

4.5.1. Общие положения.

4.5.2. Прогноз напряженного состояния намывных массивов и обоснование параметров многоярусных отвалов на гидроотвалах.

4.5.3. Оптимальные параметры отвалов «сухой» вскрыши для некоторых гидроотвалов Кузбасса.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Инженерно-геологическая оценка и обоснование параметров гидроотвалов на различных этапах существования"

Актуальность работы. Открытая разработка угля в Кузбассе осуществляется с использованием гидромеханизированных технологий, сопровождающихся размещением вскрышных пород в специальные гидротехнические сооружения - гидроотвалы. Их количество за все время применения гидромеханизации составляет более 50 объектов, суммарная емкость - более 850 млн.м3, общая площадь - более 7000 га. В настоящее время эксплуатируются 5 гидроотвалов, остальные находятся либо в законсервированном состоянии, либо используются в качестве оснований отвалов «сухой» вскрыши.

Намывные массивы гидроотвалов являются, сложными инженерно-геологическими системами, состоящими из водонасыщенных пород, характеризующихся переменными в пространстве и времени составом, состоянием и свойствами. Это обстоятельство предопределяет необходимость их периодического изучения применительно к различным этапам существования-с целью получения необходимой информации для обоснования рекомендаций по оптимальным параметрам сооружений, обеспечивающих производственную и экологическую безопасность и технико-экономическую эффективность горных работ.

В 1997 году были приняты Федеральные Законы «О безопасности гидротехнических сооружений» (№117-ФЗ) и «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (№116-ФЗ), которые регулируют отношения, возникающие при осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при проектировании, строительстве, вводе в эксплуатацию, реконструкции, восстановлении, консервации и ликвидации гидротехнических сооружений, а также других опасных объектов горного производства.

Таким образом, актуальность работы, направленной на исследования закономерностей формирования намывных массивов на различных этапах существования гидроотвалов, методики инженерно-геологических исследований и обоснования оптимальных параметров отвальных сооружений, обусловлена настоятельной необходимостью обеспечения эффективности горных работ на гидроотвалах.

В качестве основных этапов существования гидроотвалов выделяются их строительство, эксплуатация, консервация, рекультивация и ликвидация.

Целью; работы является оценка и установление закономерностей изменения инженерно-геологических условий гидроотвалов на различных этапах их существования с учетом целевого использования намывных территорий для повышения их отвалоемкости, обеспечения промышленной и экологической безопасности.

Идея работы. Основой для обоснования; оптимальных параметров отвальных и гидроотвальных сооружений является изучение инженерно-геологических условий намывных массивов с использованием комплекса полевых и лабораторных методов применительно к каждому этапу существования объекта с учетом технологии формирования сооружений.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

1. Инженерно-геологические условия намывных массивов определяются строением, составом, состоянием и свойствами пород, размерами и формой массивов, а также закономерностями гидрогеомеханических процессов и предполагают наличие взаимосвязей между основными составляющими применительно к используемой технологии формирования и целевому назначению сооружения; эти закономерности необходимы для обоснования оптимальных параметров сооружений на каждом этапе существования объекта.

2. Изучение инженерно-геологических условий техногенных массивов гидроотвалов следует осуществлять с использованием комплекса полевых и лабораторных методов определения напряженного состояния и физико-механических свойств пород, при этом среди полевых методов основными должны быть методы непосредственного измерения порового давления с применением стационарных наблюдательных сетей или периодического зондирования, а в лабораторных условиях наибольшее внимание необходимо уделять определению прочностных параметров пород с учетом изменения напряженного состояния намывного массива; итогом изучения намывного массива является его районирование, для выполнения которого обоснованы критерии применительно к решаемым научно-техническим задачам.

3. Параметры и скорость возведения сооружения должны определяться исходя из гидрогеомеханической модели объектов, позволяющей прогнозировать поровое давление в намывном массиве и физико-механических: свойств техногенных отложений, а также дать оценку устойчивости откосов.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждаются:

- теоретическим анализом технолитогенеза и гидрогеомеханических процессов в намывных массивах гидроотвалов;

- данными экспериментальных исследований в полевых и лабораторных условиях состава, состояния и свойств намывных пород;

- положительной апробацией полученных результатов при обосновании параметров гидроотвалов Кузбасса.

Методы исследований. В работе использованы: комплексный подход к решению поставленных задач на, основе анализа научной и патентной литературы; лабораторные и? натурные методы изучения; инженерно-геологических условий массивов горных пород; методы механики сплошной среды; промышленные испытания разработанных рекомендаций.

Научное значение работы состоит в выявлении факторов, определяющих инженерно-геологические условия намывных техногенных массивов гидроотвалов на различных этапах их существования, и установлении закономерности изменения размеров, формы и строения намывных массивов, их состояния и свойств пород в зависимости от гидрогеомеханических факторов и применяемой технологии.

Практическая ценность работы заключается в установлении расчетных показателей водно-физических и механических свойств намывных отложений Кузбасса, разработке рекомендаций по параметрам гидроотвалов и отвалов «сухих» пород, отсыпаемых на гидроотвалах.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Всесоюзном научно-техническом совещании «Научно-технические проблемы повышения эффективности работ и совершенствования маркшейдерской службы на горных предприятиях страны» (Свердловск, 1984), Первой международной конференции «Ресурсовос-производящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» (Москва, РУДН, 2002), на научных симпозиумах «Неделя горняка» (1990, 1999-2004).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 91 наименования, содержит 37 рисунков, 22 таблицы.

Заключение Диссертация по теме "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр", Саркисян, Арарат Христафорович

ВЫВОДЫ

1. Гидроотвалы вскрышных пород проходят обычно следующие этапы существования: 1) строительство; 2) эксплуатацию; 3) рекультивацию; 4) использование в качестве отвалов «сухих» пород; 5) разработку как техногенных месторождений полезных ископаемых; 6) частичное или полное удаление. Каждый из рассмотренных этапов предусматривает обоснование определенных технологических параметров для чего требуется значение инженерно-геологических условий.

2. При строительстве и эксплуатации гидроотвалов их параметры выбирают с учетом технологических возможностей предприятия и природоохранных требований. Оптимальными считают параметры, обеспечивающие максимальную емкость сооружения, наибольшую экономическую эффективность гидроотвальных работ, долговременную устойчивость внешних откосов, максимальное нарушение естественной экологической обстановки. Параметры обосновываются расчетами устойчивости на основе разработанной гидрогеомеханической модели объекта, отражающей определенные инженерно-геологические условия. Основной характеристикой является поровое давление, которое обычно изменяется в процессе формирования сооружения. Оценка и прогноз его значений выполняется с использованием решений одномерной схемы теории фильтрационной консолидации. Обоснованная методика использовалась на конкретных гидро-отвлах ХК «Кузбассразрезуголь».

3. При обосновании оптимальных параметров отвалов «сухой» вскрыши, отсыпаемых на гидроотвлах, необходимо руководствоваться определенными принципами, главным среди которых является принцип о необходимости обеспечения устойчивости откосов отвалов. Он гласит: «Отвальные работы на гидроотвале первым ярусом допускается осуществлять при контролируемых деформациях откосов, отвалообразование в краевых частях сооружений, а также вторым и последующими ярусами необходимо вести при обеспечении устойчивости откосов.» Высота первого яруса выбирается, исходя из технологических и гидрогеомеханических условий. Для гидроотвалов вскрышных пород обоснована высота первого яруса от 10 до 50 метров. При выборе параметров новых отвальных сооружений (система от-вал+гидроотвал) необходимо производить прогнозирование избыточного порового давления, для чего в работе обосновано применение одномерных схем фильтрационной консолидации. Разработанная методика использована при обосновании оптимальных параметров отвалов «сухой» вскрыши на гидроотвалах Кузбасса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано решение актуальной научной задачи оценки инженерно-геологических условий формирования намывных массивов гидроотвалов на различных этапах их существования и установления закономерностей изменения размеров, формы и строения намывных массивов, их состояния и свойств пород в зависимости от гидрогеомеханических процессов и применяемой технологии, что способствует эффективности горных работ, их промышленной и экологической безопасности.

Основные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. Намывные массивы гидроотвалов являются сложными инженерно-геологическими системами, сформированными на земной поверхности в специально отведенных местах из естественных песчано-глинистых пород с применением гидромеханизированных технологий путем планомерного намыва. Они имеют определенную форму и размеры; сложены породами, характеризующимися специфическими и изменяющимися строением, составом, состоянием и свойствами; требуют постоянного технического контроля; подвергаются техногенному воздействию согласно целевому назначению и направлениям использования в народном хозяйстве.

2. Состав, состояние и свойства намывных массивов определяются процессами фракционирования и уплотнения. Процесс фракционирования зависит от исходного состава гидровскрыши, размеров гидроотвалов и технологии отвалообразования, приводит к созданию неоднородного по составу и строению техногенного тела с образованием зон песчано-супесчаных, суглинистых и глинистых отложений. Уплотнение намывных пород определяется мощностью массива, условиями его нагружения, намывом и оценивается поровым давлением, возникающим в массиве при намыве и дополнительном нагружении. Величина и характер развития порового давления в гидроотвалах зависят от формы и размеров намывного массива, интенсивности его формирования, фильтрационных свойств пород тела и основания гидроотвала, времени «отдыха», величины и характера

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Саркисян, Арарат Христафорович, Москва

1. Котлов Ф.В. Изменение геологической среды под влиянием деятельности человека . М.: Недра. 1978, 263 с.

2. Хазанов М.И. Искусственные грунты, их образование и свойства. М.: Наука, 1975, 133 с.

3. Абелев Ю.И., Крутов В.И. Возведение зданий и сооружений на насыпных грунтах. М.: Госстройиздат, 1962, 147 с.

4. Ферсман А.Е. Геохимия. Т.2. Л.: Госхимтехиздат, 1934, 354 с.

5. Гальперин A.M., Фёрстер В., Шеф Х.-Ю. Техногенные массивы и охрана окружающей среды. М.: МГГУ, 1997, 534 с.

6. Котлов Ф.В. Классификация антропогенных отложений. /В кн. «Инженерно-геологические процессы и явления и их значение для строительства. М., 1963, с.9-14

7. Похомов С.И., Монюшко A.M. Инженерно-геологические аспекты техногенного изменения свойств глин. М.: Недра, 1998, 120 с.

8. Чеховский A.M. Принципы управления свойствами грунтов и инженерно-геологическими процессами. // Инженерная геология. 1989, №5, с.66-80

9. Афонин А.П., Дудлер И.В., Спиридонов Д.В., Зиангиров Р.С. и др. Классификация техногенных грунтов // Инженерная геология, 1990, №1.с.115-121

10. Ю.Мельников Н.В. Механизация отвальных работ на открытых разработках. М.: Углетехиздат, 1954

11. П.Шешко Е.Ф. Разработка месторождений полезных ископаемых открытым способом. М.: Углетехиздат, 194912.3урков П.Э. Отвальные работы на карьерах. -М.: Углетехиздат, 1951

12. Попов С.И. деформации отвалов на открытых горных работах. -Горный журнал, 1945, №№7-8

13. М.Ржевский В.В. Проектирование контуров карьеров. М.: Металлургиздат, 1956

14. Фисенко Г.Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов . М.: Недра, 1965,378 с.

15. Гальперин A.M. Управление состоянием намывных массивов на горных предприятиях. -М.: Недра. 1988

16. Крячко 0.10. Управление отвалами открытых горных работ. М.: Недра, 1980

17. Кутепов Ю.И., Кутепова Н.А., Иванов И.П. Инженерно-геологическое изучение гидлроотвалов углеобогащения как техногенных месторождений. // Сб.научн.тр. ВНИМИ №33 «Горные удары, шахтная геология и геофизика» Л.: ВНИМИ, 1988

18. Кутепов Ю.И. Исследование физико-механических свойств гидроотвалов Кузбасса. Л.: Зап.ЛГИ, 1981, Т.83, с.91 -97

19. Кутепов Ю.И. Инженерно-геологические условия устойчивости техногенных пород. // Дисс. на соиск. уч. ст. канд. геол.-мин. наук. Л.: ВНИМИ, 1981

20. Каминская В.И. Основные принципы управления процессом намыва сооружений. // Труды ВНИИГ «Технология производства специальных строительных работ», 1993. с.3-14

21. Нурок Г.А., Лутовинов А.Г., Шерстюков А.Д. Гидроотвалы на карьерах. М.: Недра, 1977, 308 с.

22. Дмитриенко Ю.Д., Левченко И.М. Гидроотвалы из глинистых грунтов. -М.: Стройиздат, 1975

23. Кириченко Ю.В. Управление состоянием массивов гидроотвалов для эффективного использования намывных территорий. // Дисс. на соиск. уч. ст. канд.техн.наук. М.: МГИ, 1983

24. Жданов С.Е. Инженерно-Огеологическое дешифрирование аэрофотосъемочных материалов при оценке состояния намывных массивов. //Дисс. на соиск. уч. ст. канд.техн.наук. М.: МГИ, 1989

25. Павленко В.М. Оценка влияния гидровскрышных работ на эффективность дренирования карьерных полей в сложных гидрогеологических условиях. //Дисс. на соиск. уч. ст.канд.техн.наук в форме научного доклада. — М.: МГИ, 1992

26. Щербакова Е.П. Инженерно-геологическое и геоморфологическое обоснование техногенного рельефа намывных территорий гидроотвалов. // Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. М.: МГГУ, 1997

27. Демченко А.В. Формирование дренажных элементов гидроотвалов разрезов Кузбасса для повышения их вместимости и устойчивости. // Дисс. на соиск. уч. ст. канд.техн.наук. М.: МГГУ, 1999

28. Ермошкин В.В. Разработка методики геолого-маркшейдерского обеспечения безопасности гидроотвалов вскрышных пород (на примере гидроотвалов Кузбасса). // Дисс. на соиск. уч. ст. канд.техн.наук. М.: МГГУ, 2001

29. Могилин А.В. Инженерно-геологическое обоснование технологии формирования отвальных насыпей на гидроотвалах. // Дисс. на соиск. уч. ст. канд.техн.наук. М.: МГГУ, 2002

30. Кутепова Н.А. Инженерно-геологические условия формирования свойств техногенных отложений углеобогатительных фабрик. //// Дисс. на соиск. уч. ст. канд.геол.-мин.наук. Л.: 1987

31. Русский И.И. Отвальное хозяйство карьеров. М.: Недра, 1971

32. Русский И.И. Технология отвальных работ и рекультивация на карьерах. М.: Недра, 1979, 221 с.

33. Мельников Н.Н. Теория и принципы механизации отвалообразования на карьерах. М.: Наука, 1968

34. Васильев Н.В., Сисин А.Н., Тимофеев В.В. Опыт бульдозерного отвалообразования на рудных карьерах. М.: 1966, 72 с.

35. Типовые технологические схемы ведения горных работ на угольных разрезах. М.: Недра, 1974

36. Нурок Г.А. Гидромеханизация горных работ. -М.: Углетехиздат, 1959, 391 с.

37. Нурок Г.А. Гидромеханизация открытых разработок. М.: Недра, 1970

38. Нурок Г.А. Процессы, технология, гидромеханизация открытых горных работ. М.: Недра, 1985, 470 с.

39. Нурок Г.А., Марченко С.М., Медников Н.Н., Гальперин A.M. Эффективность гидравлического складирования полускальных пород на разрезах Кузбасса. М.: Изд. ЦНИЭНУголь, 1974

40. Павленко В.М., Алинов В.М., Кравченко Н.П. и др. Опыт строительства и рекультивации гидроотвала «Березовый Лог». М.: Гидротехническое строительство, 1985, №9, с.33-35

41. Ялтанец И.М., Егоров В.К. Гидромеханизация. Справочный материал. -М.: Изд.МГГУ, 1999

42. Шелоганов В.И., Кононенко Е.А., Чаплыгин В.В. Обоснование параметров ресурсосберегающих гидрокомплексов для условий разреза «Ерунаковский» //ГИАБ, М.: МГГУ, 2000, вып.11, с. 156-158

43. Гальперин A.M. Гидромеханизированные природоохранные технологии. М.: Недра, 1993

44. Иванов И.П. Инженерно-геологические исследования в горном деле. -Л.: Недра, 1987, с.252

45. Демин A.M. Устойчивость открытых горных выработок и отвалов. -М.: Недра, 1973, 232 с.

46. Певзнер М.Е. Борьба с деформациями горных пород на карьерах. М.: Недра, 1978,252 с.

47. Стрельцов В.И., Ильин А.И., Гальперин A.M. Управление долговременной устойчивостью откосов на карьерах. М.: Недра, 1985,245 с.

48. Ильин А.И., Гальперин A.M., Стрельцов В.И. Управление долговременной устойчивостью откосов на карьерах. М.: Недра, 1985

49. Малюшицкий Ю.Н. Устойчивость насыпей отвалов. К.: Будивельник, 1975, 176 с.

50. Кириченко Ю.В. Обеспечение экологической безопасности формирования техногенных массивов. // Дисс. на соиск. уч. степ, докт.техн.наук. М.: МГГУ, 2001

51. Кутепов Ю.И., Кутепова Н.А. Техногенез намывных отложений. М.: Наука. «Геоэкология», 2003, №5, с.405-413

52. Гальперин A.M. Геомеханика открытых горных работ. М.: МГГУ, 2003

53. Указания по методам гидрогеомеханического обоснования оптимальных параметров гидроотвалов и отвалов на слабых основаниях. Часть I. Изучение гидрогеомеханических условий строительства эксплуатации и рекультивации отвальных сооружений. -Л.: ВНИМИ, 1989

54. Указания по методам гидрогеомеханического обоснования оптимальных параметров гидроотвалов и отвалов на слабых основаниях. Часть II. Обоснование оптимальных параметров отвальных сооружений. Л.: ВНИМИ, 1990

55. Рекомендации по инженерно-геологическому обоснованию параметров отвалов сухих пород, отсыпаемых на гидроотвалах. Л.: Изд.ВНИМИ, 1985, 82 с.

56. Порядок разработки и дополнительные требования к содержанию декларации безопасности гидротехнических сооружений на подконтрольных Госгортехнадзору России предприятиях (организациях) (утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 25.03.99)

57. Тейлор Д. Основы механики грунтов. М.: Госстройиздат, 1960, 596 с.67.3арецкий Ю.К. Теория консолидации грунтов. /Под редакцией Н.А.Цытовича. М.: Стройиздат, 1967

58. Кутепов Ю.И., Саркисян А.Х. Выбор схемы сдвиговых испытаний при изучении глинистых отложений их формируемых отвальных сооружений. М.: Изв.вузов «Геология и разведка», 2002, №2, с. 103-106

59. Гальперин A.M. Специальные вопросы инженерной геологии при гидромеханизации открытых разработок. М.: МГИ, 1974

60. Устройство для комплексного зондирования водонасыщенных грунтов. Авт. Свидетельство 1174525 (СССР) Бюллетень изобретений №31, 1985. Авт.: Гальперин A.M.

61. Устройство для комплексного зондирования водонасыщенных грунтов. Авт. свидетельство 1649035 (РФ). Авт.: Гальперин A.M., Зайцев B.C., Хейфиц В.З., Петрашень Н.В., Зиновьев Р.К.

62. Прогноз скоростей осадок оснований сооружений / Н.А.Цытович, Ю.К.Зарецкий, М.В.Малышев и др. М.: Стройиздат, 1967, 330 с.

63. Годлевская Г.И., Кутепов Ю.И., Демченко А.И. Исследование условий консолидации пород гидроотвалов принагружении. //Тр.ЛГИ, сб. «Физические процессы в массиве горных пород». Л.: ЛГИ, 1985, с.81-89

64. Флорин В.А. Основы механики грунтов. 4.1, И. М.: Госстройиздат, 1961

65. Цытович Н.А., Зарецкий Ю.К., Малышев М.В., Абелев М.Ю., Тер-Мартиросян З.Г. Прогноз скорости осадок оснований сооружений. -М.: Госстройиздат, 1967

66. Герсеванов Н.М., Полынин Д.Е. теоретические основы механики грунтов. М.: Госстройиздат, 1948

67. Панюков П.Н., Ржевский В.В., Истомин В.В., Гальперин A.M. геомеханика отвальных работ на карьерах. М.: Недрав, 1972

68. Певзнер М.Е. Деформации горных пород на карьерах. М.: Недра, 1992

69. Писанец Е.П., Мироненко В.А. Водопонижение на карьерах КМА. -М.: Недра, 1968

70. Терцаги К., Пек Р. Механика грунтов в инженерной практике. М.: Госстройиздат, 1958

71. Терцаги К. Теория механики грунтов. — М.: Госстройиздат, 1961

72. Хуан Я.Х. Устойчивость земляных откосов. М.: Стройиздат, 1988

73. Зайцев B.C., Гальперин О.А., Саркисян А.Х. Оценка инженерно-геологических условий строительства линии тоннеля метрополитена на юго-западе Москвы. М.: Геология и разведка, 1989, № 5, с. 100-104

74. Саркисян А.Х., Саркисян А.А. Геолого-маркшейдерский мониторинг техногенных массивов. М.: МГГУ, ГИАБ, 1999, № 5, с. 104-105

75. Кириченко Ю.В., Саркисян А.Х. Экскаваторные отвалы на намывных основаниях. // Материалы первой международной конференции «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр». М.: РУДН, 2002, с. 269-270

76. Локальный геомониторинг гидроотвалов «березовый Лог», «Балка Чуфичева», «Балка Суры» и хзвостохранилища ОАО «Лебединский ГОК» в 2003 г. Отчет по НИР по теме ГЕО-322. М.: МГГУ, 2003

77. Щёкина М.В. Разработка методов прогноза и оперативного контроля геомеханических процессов в намывных массивах с применением компьютерных технологий. // Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. -М.: МГГУ, 2000

78. A.Galperin, V.Zaytzev, A.Parvenov. Syrveying-geologikal provision of hydro filled structures liquidating in Mining. Proc.llth Jnt.congr. of the Jnt. Soc.for Mine Suuveying. Poland, Cracow, sept.4-9, 2000, vol.2, p. 107-111