Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Инженерно-геологические условия освоения Северо-Онежских бокситовых месторождений

ВАК РФ 04.00.07, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Инженерно-геологические условия освоения Северо-Онежских бокситовых месторождений"

Министерство науки, виезей иколи и технической политики РФ

Ленинградский ордена Лояппз, ордена Октябрьской Рвволиши и ордена Трудового Краевого Звамеви горний институт имени Г,В.Плвхапова

На правах рукописи Шевченко Андрей Звгвиьопкч

ШЕНЯЕРШ-ГЕОЛОГйЧЕбКИЕ УСЛОВИЯ ОСВОЕНИЯ СБВЗРО-СНЙЮгСК БОКСЯТОВЖ МЕСТОРОЗДЕГСЙ

*

Специальность 01.00.07 - Ишииерпзя гоология, мерзлото-

водояиэ я грунтоведопие

Автореферат

диссертация па соискание тчоаой стэпепи кандидата гаолого-ганоралогпчосклк ваук

Счект-Лотербур? 1202 г.

Ребота выполнена на кафэдро пнжэпорно'Л геологии Ленинградского горного инстигута имена Г.В.Плезсанова

НпучинЯ руководитель - заслуганный деятель наткя РСЗСР,

доктор геолого-шнсрзлоглческйх наг профессор В.Д.Ломтадзе

Официальные оппонента - доктор геолого-мпнарзлопноскиг на

профессор В.Е.Сльховатенко

- ведупий научшй сотрудник, кандидат технических наук А.М.Мочалов

Вядудао предприятие - Институт ГИЯРОШКЕЛЬ

Защита диссвртшшн состоится "21я ъдр 1992 г в 15 час. 50 мип. па заседании слягюалязированаого совета Д.063.15.07 при Лониаграпскоа горном пнетлттте шэнз Г .В .Плеханова по адресу: 199026, Саякт-41етервург, 21 ляни дом г, ауд. ПБ8

• Автореферат разослан " 9 " опрелр 1992 г.

С диссертацией мокло ознакомиться в библиотеке горни иастпггта.

УчонггЛ секретарь саоциалпзлровэнного совета, додан г А.В.Кузъгллн

I I

"""^Актуальность теш. Открытие (1949 г.) и разведка ряда бокситовых месторождений Прионежья определили его как весьма перспективный горно-промышленный район Северо-Запада России. В настоящее время здесь ведутся геологоразведочные работа в основном на двух местороддениях - Иксинском и Плесецком, в которые входят отдельные группы бокситовых залежей района. Для намеченных к освоению залезшей принят открытый способ разработки. Строительством Беловодского карьера (1974 г.) начата разработка крупнейшего в районе Иксинского месторождения бокситов.

Изучение инженерно-геологических'условий освоения бокситовых местормщений Прпоняйьл, уточнение особенностей развития геологических явлений, сопровождающих их разработку, совершенствование методик прогноза этих явлений представляется весьма актуальным направлением исследований в связи о проблемой выбора наиболее эффективных схем разработки месторождений на основе рационального использования геологической среда. Эта исследования являются составной часть» важнейших научных направлений, утвержденных Советом по инженерной геологии и гидрогеологии АН СССР, и выполнены по плану комплексной программы Минвуза РСФСР "Охрана окружающей среды и рациональное природопользование" (приказ Минвуза РСФСР от 10.10.86 й 641).

В связи с наращиванием объема добита бокситов в Северо-Онеяс-ском районе и значительными масштабами проектируемых здесь горных работ иякеяерно-геологическио исследования имепт важное народнохозяйственное значение.

Цель и задачи работы. Целью работы является оценка инженерно-геологических условий Севаро-Онежскпг бокситовых месторождений, обоснование мер рационального освоения Западного участка Беловодской залоги Иксинского месторождения (участок первоочередной разработки) .

При этом были поставлены п реаэин слодутело задачи:

1) дать штгпарпо-гаологяческге» о погну условий разработки бокситовых месторождений рал о па;

2) установить закономерности развития геологических явлений, сопровоздащих горные работы, определить методику их прогноза}

3) оценить устойчивость бортов карьера и откосов отвалов на действующем бокситовом руднике;

4) обосновать направления и мори рационального освоения Западного угас па Селаводскоп запазд.

у ода 1сп ксслед овпнп Д заключалась в сборе и обобщении материала но инженерной геологии района, его геологическом обследовании, докумонгглсш и опробовании екпачии, лзучешш фнэи-ко-механических свойств пород в полевых и стационарных лабораториях, выполнении полевик опытных работ (в ра'до тельный ерзз, прессиометрия, сдвиговые-испытания в полсвих приборах), систематическом обследовании выработок и отвалов действующего в районе бокситового рудника, разработке программ на Э1Х1 ЕС.10.35 по прогнозу устойчивости откосов гопник выработок и гупалоп.

по.ючочия. вынос ими о на защиту:

- в 'районе бокситовых месторождений Ирионехья выделяются три типа залелюй,резко различных по шщенорно-геологкческим условиям освоения и перекрытых: I) в основном четвертичными пеочаяо-глинисгыми слабели отлогднютми значительной мощности,

2) кореннюш глинистыми и карбонатными водоноенш.щ породами,

3) преимущественно полуекзл ыпели карбонатными еодоноснш.ти порода;.!!:;

- оползневые явления, осложняющие производство горных работ на Совсро-Онекском бокситовом рудника, связаны как с весьма низкой естественной прочностью озерных и озерно-лед-н1:ковых глин, та1с и с изменением физического состояния морон-!Шх: отло:-оний;

- при разработке бокситовых залэкой, перекрытых четпер-тп'(!1!г.1:! песчапо-глин:гст!г.:м отложениями, наибольшая достоверность прогноза устойчивости бортов карьеров и отвалов обеспе-ч-япазтея предложенной методикой расчета, предусматривающей автоматизированный поиск наиболее опасной поверхности сколько нпя в неоднородных обводнонных откосах.

Н'Ц'ч-пя ?;ог:тз';а пябот'«* зотличается в следующем:

I) Проведена ттп?лшя Северо-Оненских бокситовых месторождений по итгапепно-гсологичоским условиям, определена категория сложности их освоения»

. 2) Установлены виды и закономерности развития геологических явлений, осложняющих горние работа, увелкчивагпих отрицательной воздействие горного производства на окружэдуп среду,

3) Разработана мотодика а: составлена программа по расчету устойчивости бортов карьера с автоматическим поиском наиболее опасной поверхности скольяения в сложных геологичеейтх условиях. •

4) Оароделон подход к выбору коэффициентов запаса при расчете устойчивости многослойных откосов с резко различными Физико-моханическиш свойствами пород отдельных горизонтов.

Обоснованность и достоверность результатов работы обеспечивается значительным объемом выполненных исследований по определению показателей свойств горных пород, хорошей сходимостью результатов полевых и лабораторних испытаний, длительностью п эоп о дон них наблюдений на действующем в районе бокситовом руднике (более 10 лет), реионизм тестовых задач по устойчивости откосов на ЭШ»

Практическая ценность работ;;. Для условий Западного участка БеловодскоЙ заложи предложены расчетные схе1.щ, обоснованы расчотнш показатели и проведена оценка устойчивости бортов карьера и откосов отвалов, определены задачи и мера рационального освоония этого участка.

Рр.алнзатптя работы. Результаты исследований используются институтом ИПРОШПСУГЬ в проектах разработки бокситовых месторождений района. НроЕодонныо исследования послуздли основой корректировки конструкции нерабочего борта карьера, схемы формирования внешних я внутренних отвалов на действующем в районе бокситовом руднике. Полученные данные систематически используются Плесецкой ПСЭ при составлении проектов и программ инженерно-геологических исследований па разводуо:лых бокситовых месторождениях. Величина фактического экономического эФ1>екта от внедрения результатов исследований в производство геологоразведочных и горних работ в настоящее время составляет 240 тыс. руб. и подтверждена соответствуют.!:л актами внедрения.

Апро^гця па б о ты п пуЗлстпгг.5*. Результаты исследований об-

■сувдались на научной конференции "Гидрогеология, инженерная геология и охрана окружающей среды месторождений твердых полезных ископаемых" в Свердловске (1986 г.), I Всесоюзном съезде инженеров-геологов, гидрогеологов и геокриологов в Киеве (1988 г.), неоднократно докладывались на техсовего Северо-Онежского бокситового рудника, нау чно-техническо.м совете института ГШРОШКЕЛЬ, техсовоте Плесецкой ПСЭ. Основные положения диссертации отражены в ? опубликованних работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа объемом 170 отр. состоит иа введения, 4-х глав, заключения, списка литературы иэ 104 наименований, включает 30 рисунков и 8 таблиц

Рабата выполнена на кафедре инженерной геологии Ленинградского горного института. В основе диссертации лежат результаты научных исследований автора по изучению инженерно-геологических условий бокситовых месторождений Архангельской области (19791991), Проведенных под руководством доц. В.Н.Новожилова при участии, на отдельных этапах выполнения работ, сотрудников кафедры доц.В.Н.Крнлова, с.н.с. Боровика, н.с. В.Н.Елизарова, н.с. Л.П. Кононовой.

Автор выражает глубокую признательность своему научноцу ру ководителю, заслуженному деятелю науки РСФСР, д.г.-м.н., профес сору В.Д.Ломтадзе за постоянную помощь на всем протяжении подгс товки диссертационной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

; Разработка месторождений полезных ископаемых открытый способа! сопровождается значительным нарушением естественного состояния геологической среды. Поиск решений по рациональному освоению месторождений связан с выбором схем добычи, обеспечиваю щих наиболее полное извлечение полезного ископаемого при минимальном воздействии открытых горних работ на геологическую ср° ду. Такой подход позволяет повысить экономическую эффективное: горного производства, сократить его отрицательное воздействие на окружающую природную обстановку.

Выбор оптимальных схем освоения месторождении и параметр* карьеров с позиций рационального использования геологической среды требует научного обоснования, которое включает оценку О' новных элементов инкенерио-геодогичоских условий месгорояденя

прогноз геологических явлений, определение углов заложения бортов карьеров и откосов отвалов, выработку предложений по рациональному освоении месторождений. Этим вопросам посвящены работы: П.Н.Пшгокова {1956-1978), Г.Г.Скворцова (I96Ï-I979), Г.Л.Фиоен-ко (I956-I98S), Ю.Н.Цалюшпцкого <1952-1985), В.Д.Ломтадзе (I969--1986), В.А.Мярояенко (1960-1989), И.П.Иванова (I95&-I987), В.Г. Зотеева <1976-1989), В.Е.Ольховатенко (1970-1989), А.И.Ильина (1970-1989), А.М.Гальпарина (I97I-I989), В.А.Падукова (19791986), М.Е.Певзнсра (I9G8-I990), ЭД.Галустьяна (1974-1980), НЛ.Куваева (1970-1987), В.И.Новожилова (1970-1990), А.М.Моча-лова <1967-1985), С.З.Кагермазовой (1979-1988) и др.

Бокситовые месторождения Североонежского района относятся к группе осадочных месторождений платформенных областей, при относительно небольшой глубине залегаиия (40-Î00 м), они занимают обширные территории. Добыча бокситов будет связана с отработкой горных пород больших объемов, транспортировкой их по внутренние я внешние отвала, откачкой значительных объемов под-гедаях вод, нарушением земель.

В геологической етросвгя района принимают участие в основном отлояения палеозоя, яаибшшо полный их разрез характерен дяя восточной части района. В основании разреза залегает мощная тол- . ща глин д«вона,эти отложения перекрыты глинистыми,в нижней части бокситоносными образованиями нижнего карбона, Выше по разрезу их сменяют осадочные карбонатные породи,в основном известняки среднего а верхнего карбона»3алеганпо пород близко к горизонтальному . с небольшим падением 3-6° на восток. Отложения палеозоя повсеместно подстилаются осадочными образованиями верхнего протеровоя, представленными глинами аргиллктоподобныот с прослоями алевролитов и песчаников* Прогдаттоянш бокситовые залежи приурочены к обширным, сглаженным депрессиям в докарбоновом рельефе. Общая • мощность перекрывающих бокситы аорзд составляет 50-100 м.

В западной -части района :вадбокситовые коренные отложения полностью эродированы. Разрез перекрывающих непосредственно -боксита отложений представлен комплексом четвертичных осадков, mai являются ледниковые, морские, озерно-ледниковые и озорные песчано-гллннстые образования общей мощностью 40-45 и. В районе преобладают полускалънне и мягкие связные образования,

' обобщенные значения показателей фивпко-механиччских свойств которых приведены в таблице.

К наиболее прочным породам в районе относятся известняки среднего и верхнего карбонада тагам бокситовые породы. Из глинисты?; образовании наибольшей прочностью обладают коренные г,тины протерозоя, девона и низшего карбона, к глинистым породам средней прочности иокно отнести моренные суглинки. Налбо-лее слабили разностями являются поздно- и послеледниковые образования, в естественном залегании они находятся в скрытото-кучом или мягкопласгачном состоянии. Рыхлые несвязные породы имеют ограниченное распространенно г району, к ним можно отнести мегледникотше гравкКно-галечниковые образования в' толще четвертичных отложений, а также позднелед^иковые пески.

Подземные воды в проделал района распространены неравномерно, наиболее обводненными являются залежи бокситов, перекрытие карбонатными породами. К этим образованиям приурочен весьма водообилышл грещинно-карстовый горизонт подземных вод. Коэффициент фильтращш пород карбонатного комплекса изменяется в клроких пределах от 20 до 250 м/сут. Минерализация вод составляет 0,10-0,48 г/л, по xir.ffl4ecKoi.iy составу воды гвдрокарбо-нанше кальциево-магнневые. Водоносный горизонт комплекса терри-генных образований, подстилащих карбонатную толпу, слабообвод-нэн■ воды порово-аластового и трещинно-пластового

типа, напорные. Величина коэффициентов фильтрации из.,шняегся от долей единицы до 5-10 м/сут. Максимальные значения коэффициента фильтрации характерны для трещиноватых разностей каменистых бокситовых пород. По химическому составу воды сульфат-но-хлоридные натриевые, минерализация составляет 0,7-3,9 г/л.

Анализ инконерно-гоологаческик условий освоения Северо-оно"'.С1сих бокситовых месторождений показал, что они в целом слог.ше и для отдельных групп залежой существенно различны.

Освоение залокей, порекрытых креиг'лгдесгвенно коренными отло™егая:з1, осложнено наличием в их разрезе весьма водообиль-ного водоносного горизонта гарбэнагных пород. 3 краевой части улспгостппнонпя карбонатных оглог.енпн величина водопрпто/.оэ в •:г.рьс.'р-! о~щаетсл до II тнс.м^/час - Г.кспнсгкоп песторолден;!'?

Г.0.Бобков), а в вирабогг.::, рг.оаолоздшшо блиго к Со-„>::чс;:о::у водоразделу, до ГО тыс.:;3А'ч.с - 'Ллэо.оикол

Таблица

значен:» показателей йпзяко-гзеханячаскгх свойств пород Сзверо-Онекского

Ротона (по результата". гиоссеых спрэделэкгй)

Лор-г-Злат- Вла::.- Ч::с- Сопго- Сцэ- Угол сто- зость ностъ ло швле- пле- ш:у-

и0Р0ДП

,1.":о- Ллсг-

••-.80- ТНО- ЗООТЬ сть, сть, :.ыв?пг-

г/ом3

часуг г/ск-

на на плас-нпе преде- преде- тлч-однс-ло те- л-з пла-5сс-осна.;у К.ТЧвС- СГГЛйО- ТП,С.7Л12Ю > ст::, " С :,Пэ

."Да

трон-

него

тро-

нкя,

град

Г.::::;;; .и^еБаг-ге 75 т •а. ♦ 55 2,55 6(; 08 30 38 0,02 0,007 5

Гл;:;;ы пнлэзатые 40 I. 3-1 2,73 51 42 22 20 0,04 0,02 6

Суглинки г»:;лозатые 17 2, 17 2,72 31 22 12 10 0,08 0,03 22

Грав:г::но-г:печн::г.о-21:о поводы - I, ■35 2,77 43 - - - - 0,03 35

Суглинки пилезатие 14 2, .2 2,72' 28 22 13 9 0,22 0,07 25

'Ь.зэс гп.г.:" долс.\~гл- 3 2, Г) ^ 2,69 18 - - _ 24,0 6,0 35

Г.тдн!: алэврнтсзыэ 22 2, 09 2,78 40 - - - 0,4 0,12 28

Бокситовые породы 18 2, 12 2,85 35 , - - - 2,8 1,2 16

Глины алавригозыз 15 2, 18 2,77 30 - - - 0,63 0,19 23

2

уь**

гГ, (И, тс у Д та г

<-2.3

„ »»> .'л

т>> í^

10 .

^сторовдение (В.А.Мироввнко, В»К.Учаев).

Добыча бокситов в пределах далекой, перекатах четвертичными отложениями, значительно осложнена изменчивостью мощности отдельных горизонтов, малой прочностью и водоустойчивостью пород вскрыши, а также наличием-в верхней части их разреза таялш посыла слабых поздне- и послеледниковых глзш иягкоыластичной, скрытотекучей консистенции, мощность которых изменяется от 5 до 40 м. Максимальные прогнозные водопритоки в проектируемые адесь карьер не превышают 500 м3/час.

К первоочередному освоению намочены залежи бокситов за пределами распространения интенсивно обводненных карбонатных пород и перогфытие преимущественно четвертичными посчаяо-глииистами образоваччями. В таких условиях ведения горных работ прогноз уотойчпвииги пород в бортах карьеров и отвалах приобретает исключительно в&тсное значение.

В настоящее время начата разработка Ееловодской залежи Нк-синского месторождения бокситов, горные работы выполняются с

* применением гусеничных и шагающих экскаваторов. Дронаж ведётся посредством открытого водоотлива, фактический подоприток со-

• • сгавляег 150-800 м3/час.

Наблвдения на действующем карьоре показали, что в пределах рабочего борта развиваются оползневые явлепия в основном в наиболее слабых озерно-ледниковых и озерных глинистых отложениях непосредственно в процессе их отработки, что значительно ослож-

• няет ведение горных работ. На ниже расположенных уступах, сформированных в гравийно-галечниковых образованиях и моренных суглинках, отработка пород ведется без существонпых осложнений, на забоях зкскаваторов порода достаточно устойчивы.

В пределах нерабочего борта карьера развиваются в основном оползни-сплывы в моренных суглинках, осыпи в гравийно-гачечнлко-. пых отложениях. Развитое таких явлений вызывает раэругаоние отдельных уступов, выводит пз строя транспортные коммуникгишн, нарушает систему внутрпхарьерного дренажа, увеличивает разнос нерабочих бортов. .

Вместо с теи^усгоЯчивосгь боргов карьера при мощности слабых глин до 10 м, общей глубине карьера 50 м и генеральном утло заиления 22° не вызывает со.лпешш, что позволят оассма- . гривать во:хроо о форшротшш нерабочих бортов под более ппу-

Tim углами заложения при стабилизации поверхностных явлений, разрутаюнпх отдельные уступи. Ото исглшяг непроизводительную ш-тйлку попод вскрыш f.'а продольна:- контуре залета, дополнительное отгоп-ючч» пло'дядоЧ. .

Проведен Hirft выбор раочотннх сх°м п показателей, разработка специальной программа расчета устойчивости откосов, тшбор коодь-'рчщопгов . запаса позпол :л полутать оптимальные параметры рабочих и нерабочих откосов бортов карьопа.

Анализ дашшх физтгоочлеханичосккх свойств пород выделенных . горизонтов показал, что в пряделах рассматрлваомого первоочередного участка ведения горних работ изменчивость значений показато-. лей прочности "/»велика. Коэффициенты вариации не пропитают 20 Это л од т пор:-., гея малой изменчивостью и показателей фтчесютх свойств.

В расчотних сммах учитывался рольоф поворхности огкосов, геологическое строение, наличие поверхностей ослабления.

Разработанная прогргит расчета устойчивости откосов позволила в авги.магдчооко» регзиле вести поиск наиболее опасной поворх-ности сколывдяия. В основе прог^агди зяюхан комбинирован irnii мо-юд (алгебраического слоэдшт и .чногоуголытка сил) (рис Л). Пля-янив факторов, отрицательно оказыващпхея на устойчивости откосов и неучтонннх в раечотном методе, компенсируется соотвдтотвуэдеп величиной коэцфясгонта запаса.

Зкспопилсигалышми исследованиями бпчо установлено, что с увеличением уровня донстп.утоГ'1х напряжений п породах при одинаковом соотношении сдвигаввдх а уде решающих сил возрастает склонность -породи к пластическим деформация::. В полутвердых гслотппх разностях глинистых пород при длительно:» действии касательных нагрузок развитие повышенных до^огпгшй.лрадаоотвуших разгдаошш, приводит к разуплотнению и пошмешт атазшости пород в плоскости сдщ-•га, т.о. измпнению их ^изичсского состоя!!ил и, как следе тшю, снижению прочности пород по прчменл. Длительно развитие до^-орпа-щгЛ сдвига в слабых нпдоуплотненных глшшетпх породах чгицп прнпо-даг. к упрочнению. •

Многолетние паяопые наблэдопия (Болоаодспнй карг.е>) по;:г«з\-ли, что на первоначально устойчивых откосах п яатутяпрД1:х плот-, nur. '.оропних сугл'ла-лх оползне Tie дг.-;ор-;г.ц;п: '!?г./г лрояаптгл'л

!в течение 5-6 и болев месяцев после формирования откосов, тогда как в мягкопласглчних озерно-ледникових г.личах они развиваются непосредственно ири формировании откосов.

Проводенныо исследования и наблюдения на действующем карьере позволили обосновать величину коэффициента запаса рабочего и нерабочего борта карьера.

Для рабочего борта карьера и его отдельных уступов коэффициент запаса выбран о тем, чтобы исключить сравнительно быстрое развитие оползневых деформаций. Величина коэффициента запаса выбрана с учетом погрешности определения характеристик сопротивления сдвигу ыопод, возможности поэтапного разрушения пород по поверхности сколккения за счет неравномерности распределения нормальных напряжений, различил свойств пород отдельных горизонтов.•

При выборе коэффициента запаса для откосов нерабочего борта карьера, устойчивость которого должна быть обеспечена даитольноо время, учитывалось погрешность определения характеристик сопротивления сдвигу пород, возможность снижншя прочности пород во -времени в зависимости от их напряженного состояния, гидростатического давления воды в трещинах отрыва.

По результатам расчетов при мощности слабых озерных и озер-но-леднпковых глин до 10 м угол генерального залояпния рабочего борга карьера молег быть увеличен до 35° при коэффициенте запаса 1.33 (рис.2), а нерабочего борта до 30° при коэффициенте запаса 1.50.,

Морами стабилизации развития оползной-спливов в откосах, сложенных мороншгли суглинками, являются: исключение возможности поступления на поверхность таких откосов вод из вышележащего гра-пиПно-гатечпикотюго водоносного горизонта, предотвращение посредством соответствующей заоткоски уступа и гравнйно-гал0чнпков)1х породах развития осыпей, напупагазнк прибортовую дренажную систе-иу.

По "ере отработки залети в разрезе толщи пород, перекрцва?>-дах бо»с?ш, будет пар-стать мощность слабых озорно-ледниковых и озерных глинистых отложений. 3 соответствии с этим должна проводиться корпрктит'опка т'онструллп! бортов карьера, технология отработки пород вскрыли. Характер нзмяноггтя условий в°дегп!я горних работ отражен в инглперчо-гоологичеог.ом рпйонзротняк Пг.спн-

2; Р«Ч«М* txèMA PAbOMíre «ОРТ» («PMPA

ского месторождения (Новожилов В.Н., Елизаров В.Н., Шевченко Л.Н.).

Породы вскрыш в настоящее врог.ш граненортирую тся в основном во внешние отвалы. Предварительное устройство пионерных дамб из полутвердых моренных с?/глшшов позволяет первоначально без существенных ослоянепий проводить отгрузку в отвал слабых, гокучпх разностей глинистых пород. Через 0-10 лог эксплуатации отвалов в их пределах развиваются круткшо оползневые деформации, захватывающие пионерную дамбу и расположенную на ней рабочую площадку. Это ослоя-няег процесс огатлообразованпл, стихает емкость отвалов. Полевые исследования позволили установить, что развитие оползней связано с размоканиом моренного материала в тело пионерной дамбы, и, соответственно, существенным снижением прочности этих пород.

Наблюдения за устойчивостью первых внутренних отвалов небольшого объема, формируемых,главным образом, из нижнеморенных суглинков, показали, что в случае развития процессов размокания пород прочность их может снижаться во времени до величины, на обеспечивающей устойчивость откосов отвалов.

Изучение и анализ иняенорно-геологичеекпх условий разработки залежей наблюдения за развитием геологических явлений на действующем боловодском карьере, оценка устойчивости пород в откосах боргов карьеров и отвалах позволили определить основные задачи рационального использования геологической среды на участках первоочередной отработки. Они в ¡ста чаяг обеспечение:

~ устойчивости откосов бортов карьера при наиболее-крутом их заложении;

- устойчивости внутренних и внешних отвалов при технологически наиболее выгодных параметрах;

- выбора эффективной схемы отработки слабых пород вскрыши большой мощности;

- наиболее полной закладки выработанного пространства в процессе ведения горных работ с соответствуют« сокращением объема внеаних отвалов;

- на значительно обводненных участках - снижения интенсивности поступления в горные выработки подземных вод.

¡¡сходя из поставленных задач, для Западного участка Беловод-ской-заложи практическими порами, направлениями на их решение и входйищш в обцуа ексгему горных работ, являются:

- формирование бортов карьера под различными углами заложения в зависимости от мощности слабых глинистых отломплй (по результата!.! расчетов при изменении мощности слабых глин в разрезе ескрыши от 5 до 30 м, генеральше углы заяояэння боргов карьера изменяются от 30 до 18°);

- укрепление пионерных дамб внешних отвалов с использованием гравпЯио-галечниковых образований вскрыш;

- отработка слабых пород большой мощности с обрушением, развитие оползневых деформаций 1.:оетт вызываться подработкой откосов;

- пригрузка внутренними отвалами нерабочих боргов карьера

с формированием второго яруса отвалов из слабых глинистых пород,

На залогах бокситов, перекрытых преимущественно карбонатными водоносными породят, рассматривается возможность ведения открытых горных работ под защитой противофильтрационных завес (ВД.Мирояенко, В.К.Учаев),

Моры рационального освоения, предлоявниыо для Западного участка Беловодской зале®!, позволят ограничить: объемы выемки горных пород, дальность их транспортировки, отторжение плогаадой в Целом воздействие на окружающую среду, улучшить условия рекультивации карьерных полей и могут быть рекомендованы для всех залежой района, перекрытых в основном четвертичными отлолечияш: Оценка и прогноз возможных нарушений и загрязнения окружающей территории, связанные с проведением горных работ, выполняются по отдельной программе исследований.

Заключение

' Основные научныо и практичасаио результаты исследований заключаются в следующем:

I. Нш~онорно-геологические условия освоения бокситовых местороздений Ярионедья в целом слокнпе и для отдельных место-• рождений, залегай, участков значительно отличаются по ряд}/' определяющих факторов. Слоянесть шцсенерно-геолошческхх условий отработки бокситовых заявкой в одном сдучао определяется наличном в танце вскрыли слабых четвертичных отложений больший мощности, в другом - интенсивной обводненностью перекрывающих бокситы карбонатных коренных пород.

2- На разрабатываемом Западном участке Беловодской залежи в толша вскрыли преобладают четворгичнне песчано-гллнистые образования, наиболее слабил из которых являются поздно- и посло-лодниковые глины., В естественном состоянии они находятся, в скрыто-текучем состоянии, их модность изменяется от 1-5 до 35-10 м. В зависимости от мощности слабых глин потребуэтся применение различных схем отработки пород вскрыши, формирования нерабочих бортов карьера, корректировка технологии отвалообра-зованил.

3. Проведенные наблюдения на действующем в районе бокситовом руднике ло;;азал:1, что производство горных работ осложняется, главным образом, различными по механизму и динамике развития оползневыми явлениями в бортах карьера и откосах отвалов.

4. Анализ геологического строения залежей, изучение физико-механччоских свойств горных пород, разработка программы расчета устойчивости обводненных, многослойных откосов позволили дать оценку устойчивости откосов горных выработок и отвалов.

6. Предложенная методика расчета устойчивости откосов в . аесчано-глинистых породах и обоснования коэффициентов запаса может применяться при оценке устойчивости боргов карьеров и откосов отвалов на бокситовых залежах Северо-Онекского района, перекрытых четвертичными образованиями, а также на других разрабатываемых карьерами местороздошшх, в строении которых преобладают терригенные горние породы сравнительно малой прочности.

7. В качестве мор рациональной отработки Западного участка Боловодс;:^:! заложи предложена корректировка заложения нерабочих боргов карьера в зависимости от мощности слабых глин, охома отработки слабых пород с обрушением, пригрузка внутренними отвала:,ш нерабочих боргов, укроиление иионорных дамб внешних отвалов .

Основные поло.тепкя диссертации опубликованы в работах:

X. Инженерно-геологическая характеристика озерных и озор-■но-дедниковых отложений в продолах Пкслнского месторождения бокситов // Зал.ЛП'4 I0C4, т.100, с.33-43.

2. О попои подходе к оценке устойчивости боргов карьеров // Тез. докл. территориальной научи о-тохллчоской коядро мин "Гидрр-

геология, инженерная геология и охрана окружающей среды месторождений твердых полезных ископаемых". Свордловск, 1906, с.58-61 (Соавторы Абдулкеримов У!.Г., Кукуй Л.А.)

3. Могодика расчета устойчивости откосов в песчано-глинистых породах на ЭШ // Тез.докл. территориальной научно-технической кояуоронщш "Прогнозная оценка шшенер-но-геологнчоских условий при открытой разработке месторождений Урала". Свердловск, IS89, с .43-И. . 4. Основные аспект!' рационального использования и охраны геологической среди при разработке Северо-Онегмзких бокситовых месторождении // Тез.докл. территориальной научно-технической конференции "Гидрогеология, инженерная геология и охрана окружающей среды месторождений. твердых полезных ископаемых". Свердловск, 193?, с.* '.—44. (Соавторы Новожилов D.H., Крылов B.II.)

5. Опыт пикенерио-геологлчэской оценки месторождений со сложными природными условиями (на примере бокситовых месторождений Северо-Онёяского горно-проттвчного района). // Тез.докл. I Всесоюзного съезда ля-тлнероа-геологов, гидрогеологов и геокриологов. Киев, 1980, с-.24-26 (Соавтор Новожилов В.II.)

•6. Анализ развития деформаций на внешних отвалах Сэ-веро-Онекского бокситового рудника // Зап.JITit, 1986, т.109, с.33-57 (Соавторы Новожилов В.Н., Крылов В.Н.)

V. Иняонерно-гаологпческов обоснование устойчивости боргов карьера Севоро-Онел;ского руднгиг г // Записки ЛГИ, IS69, т.IIB, с.64-70.