Обоснование методов управления устойчивостью бортов карьеров при повторной разработке месторождений открытым способом

Несмеянова, Юлия Борисовна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование методов управления устойчивостью бортов карьеров при повторной разработке месторождений открытым способом
ВАК РФ 25.00.16, Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

Автореферат диссертации по теме "Обоснование методов управления устойчивостью бортов карьеров при повторной разработке месторождений открытым способом"

На правах рукописи

Несмеянова Юлия Борисовна

УДК 622.1:528;622.234

ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТЬЮ БОРТОВ КАРЬЕРОВ ПРИ ПОВТОРНОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ

Специальность 25.00.16. - "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2009 1 003481303

003481303

Работа выполнена в ГОУ ВПО Московском государственном горном

университете

Научный руководитель Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Попов Владислав Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Казикаев Джек Мубаракович кандидат технических наук Киянец Александр Васильевич

Ведущая организация: Московский государственный открытый университет (г.Москва)

Защита диссертации состоится «/л » ноября 2009 года в «/Я% часов на заседании диссертационного совета Д-212.128.04. при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, ГСП-1, г. Москва, В-49, Ленинский проспект, д. 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета

Автореферат разослан «./¿?» октября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Бубис Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На долю минерально-сырьевого сектора экономики России приходится около 33 % валового внутреннего продукта страны. Значимость данного сектора экономики становится еще более ощутимой, если учесть, что он является поставщиком сырья, необходимого для эффективного функционирования целого ряда отраслей производства.

В то же время на современном этапе развития горного производства, добыча практически всех видов твердых полезных ископаемых сопровождается существенным усложнением горно-геологаческих условий отработки месторождений, снижением содержания полезных ископаемых в руде и характеризуется неуклонным ростом мощности предприятий и применяемого горпо-транспортного оборудования, интенсификацией производственных процессов, увеличением глубины горных выработок. В этих условиях, как справедливо считает проф. А.Б. Макаров, «одним из эффективных путей преодоления данных негативных тенденций является переход к повторной разработке месторождений» с извлечением ранее потерянных запасов руд, что позволит увеличить обеспеченность предприятий запасами, улучшить полноту и качество использования недр.

Здесь следует заметить, что при повторной разработке месторождений большое количество запасов руды в целиках, как правило, расположено под бортами карьеров, которые ими поддерживаются в устойчивом состоянии. Поэтому переход к повторной разработке месторождений открытым способом в первую очередь ставит вопрос об устойчивости бортов карьеров, параметры которых в значительной мере определяют безопасность и общую экономическую, экологическую и технологическую эффективность разработки месторождений.

Учитывая, что несмотря на значительные достижения отечественных и зарубежных ученых в этой области, до сих пор многие аспекты данной проблемы требуют доработки и улучшения, адресация внимания ,, ■

совершенствованию методов оценки и управления устойчивостью бортов карьеров, особенно подработанных подземными горными выработками, более чем оправдана.

Цель работы заключается в разработке и совершенствовании методов управления устойчивостью бортов карьеров при повторной разработке месторождений открытым способом, позволяющих повысить эффективность и безопасность процесса недропользования.

Идея работы состоит в использовании элементов линейной теории упругости и вязко-пластических структурных реологических моделей сред для разработки методов оценки и расчета параметров конструктивных элементов неглубоких (до 200-300 м) горных выработок при повторной разработке месторождений открытым способом.

Методы исследований включали анализ и обобщение опыта управления устойчивостью бортов карьеров в стране и за рубежом, аналитические, графоаналитические, численные методы, математическое моделирование, аппарат теорий пластичности материалов, предельного равновесия, статики и динамики грунтовых масс и сооружений, механики грунтов.

Научные положения, представленные к защите:

1. Оценка устойчивости бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками при предварительной закладке выработанного пространства, может осуществляться с использованием геомеханических моделей слоистого массива, а без закладки выработанного пространства - с использованием разработанной методики, учитывающей несущую способность междукамерных целиков (МКЦ).

2. Оценка напряженно-деформированного состояния прибортовых массивов и расчет параметров конструктивных элементов горных выработок с использованием элементов линейной теории упругости и вязко-пластических структурных реологических моделей сред позволят значительно повысить точность определения расчетных показателей.

3. Одновременное управление устойчивостью бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками, и выемка полезного ископаемого из оставленных в прибортовых зонах целиков позволят вести полную, эффективную и безопасную отработку запасов твердых полезных ископаемых.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в работе, подтверждаются соответствием используемых в исследовании подходов законам и положениям инженерной геологии, геомеханики, маркшейдерии, физики горных пород и процессов, физики и математики, высоким уровнем совпадения расчетных показателей с фактическими данными горных работ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• показана возможность оценки устойчивости бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками при предварительной закладке выработанного пространства путем использования геомеханических моделей слоистого массива;

• теоретически обоснована и разработана методика оценки устойчивости бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками без закладки выработанного пространства, впервые учитывающая несущую способность междукамерных целиков (МКЦ);

• показана возможность оценки напряженно-деформированного состояния прибортовых массивов и расчета параметров конструктивных элементов горных выработок путем использования элементов линейной теории упругости и вязко-пластических структурных реологических моделей сред;

• теоретически обоснован и разработан метод определения параметров и формы деформирования МКЦ (вязко-пластическая модель деформирования целиков);

• разработан способ выемки полезного ископаемого из оставленных целиков и управления устойчивостью бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками.

Научное значение работы заключается в развитии существующих представлений о геомеханических процессах в прибортовых массивах путем создания новых методов оценки напряженно-деформированного состояния прибортовых массивов и способов управления устойчивостью бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками.

Практическое значение работы состоит в разработке методов и методик расчета параметров конструктивных элементов горных выработок и способов управления устойчивостью бортов карьеров при последовательной подземно-открытой разработке месторождений, позволяющих вести полную, эффективную и безопасную отработку твердых полезных ископаемых.

Реализация результатов. Разработанные методы управления устойчивостью бортов карьеров при повторной отработке месторождений открытым способом используются в учебном процессе кафедры маркшейдерского дела и геодезии (Mi 1 У) по дисциплине "Управление устойчивостью карьерных откосов" и приняты к использованию на предприятиях корпорации "Казахмыс".

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на заседаниях кафедры МДиГ МГГУ (2007- 2009), научно-технических конференциях МП У - «Неделя горняка» (Москва 2007- 2009 гг.), Ш Международной конференции по геомеханике «Роль геомеханики в устойчивом развитии горной промышленности и гражданского строительства» (Несебыр, Болгария, 2007 г.), IX международной конференции по открытой и подводной добыче полезных ископаемых «Открытая и подводная добыча полезных ископаемых, высокая эффективность, экологическое производство» (Варна, Болгария, 2007 г.), научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях» ( Москва, 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 4 -в изданиях, рекомендованных Минобрнауки ВАК России.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и приложений, содержит библиографический список использованной литературы из 127 наименований, 20 рисунков и 13 таблиц.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю проф. В.Н. Попову за внимание, постоянную помощь и ценные советы при проведении исследований и подготовке диссертационной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Комбинированная разработка месторождений полезных ископаемых, зародившись в древние времена, «как системное явление стала формироваться с 50-х годов прошлого века», отмечает проф. Д.М.Казикаев, когда усилиями таких ученых, как Б.П. Боголюбов, Б.П. Юматов, В.В. Куликов, Д.М. Казикаев, П.Э. Зурков, В.А. Щелканов и др., были заложены ее научные основы.

Большой вклад в развитие этого направления внесли Ю.В. Демидов, A.A. Вовк, Г.И. Черный, C.JL Шашурин, В.И. Борщ-Компониец, А.Б. Макаров, Ю.И. Чабдарова, Д.Р. Каплунов, М.В. Рыльникова и др. Известны работы в этом направлении Л.И. Барона, М.А. Иофиса, Г.Л. Фисенко, С.А. Никитина, А.М. Сиразутдинова, Г.Н. Попова, В.А. Юкова, О.С. Брюховецкого, А.Д. Черных, В.И. Попова, В.Н.Попова, И.В. Баклашова, М.Ф., Б.В. Несмеянова, Шнайдера, В.И. Вороненко, А.Б. Юна, А.П. Логинского, Э.В. Файделя, В.П. Клюшина, В.К. Бызеева, И. А. Мальцевой и др.

В 60-х годах прошлого века Б.П. Боголюбов и Б.П. Юматов предложили разделить месторождения, разрабатываемые комбинированным способом, на 3 группы:

• разрабатывающиеся одновременно открытым и подземным способами (Тырныаузское, Алтын - Топканское, Высокогорное, Гайское, Медвежий ручей

- Норильск -1, Тишинский рудник, Заряновский карьер, рудники "Северный" и "Каула" ПО "Печенганикель", рудник "Магнезит", Эрцеберг - Австрия и др.);

• вначале отрабатывающиеся открытым, а затем подземным способом (Бакальское, Дегтярское, Чулуктау, кимберлитовые трубки Якутии и др.);

• вначале отрабатывающиеся подземным, а затем открыть™ способом (Жезказганское, Шелеинское, Блявинское, Угольный ручей - Норильск - 1, Никитовский ртутный рудник, рудники Криворожского бассейна, месторождения солей бора "Барон", меднорудные месторождения "Пимм", "Юнайтед Верде", вольфрамовый рудник "Гетчел" в США, месторождение каолина "Обербрис" в ЧССР, полиметаллический рудник "Крестмор" в Канаде, медное месторождение "Нчанга" в Танзании и др.).

Наиболее полно все аспекты повторной - последовательной подземно -открытой разработки можно показать на примере эксплуатации Жезказганского месторождения, которое отрабатывается комбинированным способом карьерами "Златоуст-Беловский", "Акчий-Спасский", "Средне-Спасский", "Итауз", рядом малых карьеров и четырьмя подземными рудниками.

За 70 лет промышленной эксплуатации Жезказганского месторождения камерно-столбовой системой разработки (по данным проф. А.Б.Макарова) в недрах было оставлено в виде потерь 145,1 млн. т руды со средним содержанием меди 1,55 % (более 2,2 млн. т меди).

Данные объемы потерь сопоставимы с балансовыми запасами средних месторождений, для освоения которых требуются инвестиции объемами во многие сотни миллионов долларов. При этом около 70% всех потерь сосредоточены в целиках различного назначения (до 50% из них в междукамерных (МКЦ) и до 20 % в барьерных (БЦ) целиках), в том числе под бортами карьеров, которые ими поддерживаются в устойчивом состоянии. Поэтому переход к повторной разработке месторождений открытым способом в первую очередь ставит вопрос об устойчивости бортов карьеров, параметры которых в значительной мере определяют эффективность и безопасность ведения горных работ.

Вопросам изучения напряжешю-деформированпого состояния породных массивов при совместной и повторной разработках месторождений и управления устойчивостью бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками, посвятили свои работы В.В. Куликов, Д.М. Казикаев, Г.Л. Фисенко, В.И. Борщ-Компониец, А.Б. Макаров, В.Н.Попов, Г.И. Черный, С.А. Никитин, И.В. Баклашов, М.А.Иофис, Б.В.Несмеянов, А.Б. Юн, В.К. Бызеев, Э.В. Файдель, В.П. Клюшин, И.А. Мальцева и др.

Анализируя перечисленные работы, следует отметить, что, несмотря на определенные достигнутые успехи, вопросы геомеханического обеспечения повторной разработки месторождений открытым способом во многих аспектах еще требуют своей доработки и совершенствования.

Основные принципы управления геомеханическими процессами и решения задач, связанных с вопросами устойчивости бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками, проф. Д.М. Казикаев формулирует следующим образом: "Оценку геомеханической системы необходимо проводить от общего к частному, при этом частные изменения, вызванные локальными геомеханическими ситуациями, должны оцениваться с позиций их влияния на состояние всей системы. Реализовать этот принцип можно при индивидуальном методическом подходе к каждой напряженно-деформированной системе в отдельности и установлении в каждой такой системе одного или нескольких равнозначных слабых звеньев".

На основании этих общих принципов нами были разработаны элементы расчета устойчивости скальных и полускальных массивов, подверженных одновременному совместному влиянию полей напряжений, созданных открытыми и подземными горными выработками. Рассмотрим эти разработки на примере оценки устойчивости бортов Златоуст-Беловского карьера, подработанных подземными горными выработками шахты № 57.

Всесторонняя оценка горнотехнической ситуации в рассматриваемом районе показала, что при решении задачи устойчивости бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками, заложенные пустоты этих

выработок правомерно рассматривать как слои массива, обладающие определенными физическими и механическими свойствами. Из чего можно предположить, что влияние подземных горных выработок в этом случае будет сказываться только на изменении прочностных характеристик вышележащего массива горных пород, а механизм его сдвижения будет соответствовать механизму сдвижения слоистого массива. Поэтому для оценки устойчивости бортов карьеров в таких условиях целесообразно использовать схемы и методы расчета слоистого массива, например - схему V [ВНИМИ].

Результаты расчетов по оценке устойчивости бортов Златоуст-Беловского карьера на юго-западном участке расширения при полной закладке выработанного пространства приведены в табл. 1.

Таблица 1

Результата оденет устойчивости бортов Златоуст-Беловского карьера при полной закладке выработанного пространства подземных горных выработок

№ расчетного профиля Высота борта карьера, II, м Угол наклона устойчивого борта карьера, а, градус Поверочный коэффициент запаса устойчивости, 7]„

1-1 120 43 1,05

2-2 126 41 1,02

3-3 140 40,5 0,98

4-4 120 36 0,95

5-5 160 39,5 1,00

6-6 150 40 1,04

7-7 154 41,5 0,97

8-8 130 41 1,03

Анализируя известные методики расчета параметров бортов карьеров подработанных подземными горными выработками, следует отметить, что в большинстве своем они не учитывают влияния геомеханических процессов, которым подвержены опорные элементы в приоткосной зоне. Значительные изгибающие моменты, действующие на междукамерные целики (МКЦ), существенным образом снижают их несущую способность. Поэтому линейные

размеры (%) и геометрия расположения МКЦ в приоткосной зоне будут

играть важную роль в расчетах устойчивости породных массивов при их подработке подземными горными выработками.

Перераспределение напряжений в кровле горных выработок при приближении к ним зоны влияния бортов карьера вызывает изменение механизма деформирования и разрушения опорных элементов. По результатам исследований, выполненных проф. Д.М. Казикаевым, А.Б. Макаровым, В.Н. Поповым и др., установлено, что прибортовые МКЦ испытывают существенные деформации сдвига в сторону откоса (преимущественно верхняя часть целиков).

Анализируя изложенное, представим следующий механизм разрушения породного массива: выше горизонта подземных горных выработок происходит изменение прочностных свойств (в сторону уменьшения) породного массива и формируется призма возможного обрушения по криволинейной (возможно, круглоцилиндрической) поверхности скольжения. Барьерный целик, отношение линейных размеров которого (%) не превышает 1, работает на срез и разрушается по плоскости, имеющей угол падения в сторону выработанного пространства, равный 45+^. Более сложному механизму разрушения подвержены МКЦ, имеющие отношения линейных размеров % > 2. В вертикальном направлении на них действуют напряжения <ту, обусловленные массой вышележащей толщи пород, а в горизонтальном - горизонтальная составляющая природных напряжений ах, измененная влиянием карьерных откосов, и сила избыточного оползневого давления призмы возможного обрушения. МКЦ, находящиеся под влиянием такого напряженного состояния, работают на изгиб и поэтому их прочность должна рассчитываться соответствующим образом.

Принимаем, что задача определения напряжений, действующих в горизонтальных сечениях опорных элементов, аналогична решению задачи

изгиба стержня произвольного сечения, один конец которого находится в защемлении, а другой - нагружен по оси /силой Р (схема на рис. 1).

Рис. 1. Схема к расчету напряжений в теле опорпого элемента

Перемещение произвольной точки А тела стержня в общем виде определится из выражения

ео = соа -uY + y/X, (1)

где <а0- перемещение точки О (начало координат);

«и у/- углы поворота сечения относительно осей Xw Y. Относительная деформация составит

. da0 , du dy $ = = (2) dz dz dz

dma „

где ¿¡0 = —- - относительное удлинение в точке О. dz

Если принять напряженное состояние в точке линейным, то на основании закона Гука будем иметь

(3)

где Е - модуль упругости материала - модуль Юнга, МПа.

Тогда нормальное напряжение в плоскости поперечного сечения будет

равно

<г = Е^У^х). (4)

аг си

Неизвестные параметры можно определить на основании условий равновесия из выражений

= = ¡а^=Му, (5)

Р г г

где Б — площадь поперечного сечения, м2;

М,, Мх и Му- растягивающие усилия и изгибающие моменты в сечении, Н, Нм.

Таким образом, нормальные напряжения в поперечном сечении стержня будут определяться из выражения

™ к м* Му л /ал

а = Е{~.--у-.—^— + х-г—г—). (6)

¡ЕЖ ¡Еу^Р ¡Ех2<& V '

г р Р

Исходя из условий нагружения, выбранных нами при постановке настоящей задачи, изгибающие моменты относительно координатной оси У отсутствуют, а действуют вдоль нее напряжения ау. После преобразований получим

о = аг,+у^-, (7)

где <х,- напряжения, действующие на опорный элемент в вертикальном

направлении, Мпа; г г яО*

= ---момент инерции стержня круглого сечения.

* •» 64

Максимальные касательные напряжения, действующие в плоскости сечения, будут равны

6,10

г-.-ф-. (8)

где = " разрушающая (перерезьшающая) сила в плоскости сечения стержня, Н.

Момент силы М„(в произвольном поперечном сечении зависит от величины и места приложения силы, которая в нашем случае имеет горизонтальное направление в сторону выработанного пространства) может быть найден из выражения

М^ПИ-г), (9)

где А -высота опорного элемента, м.

С учетом изложенного критерий устойчивости опорных элементов можно записать в виде выражения

ст^Ч^+у-р, (10)

где сг^- предел прочности пород на одноосное сжатие, МПа;

^-коэффициент запаса устойчивости, учитывающий точность определения изгибающих моментов и действующих на опорные элементы главных естественных напряжений в массиве горных пород (обычно изменяется в пределах 1.3 -1.4); -У2(1<у<У2<1- пределы изменения значений у, м; А - диаметр опорного элемента, м.

Для оценки устойчивости прибортового массива по изложенной методике была разработана расчетная схема, рис.2.

В схеме предполагается сдвижение приоткосного массива по криволинейной (круглоцилиндрической) поверхности скольжения, чем создается оползневое давление £>„, механизм разрушения целиков: барьерных -сдвиг и междукамерных - изгиб, а также геометрически правильное расположение опорных элементов.

Расчет удерживающих Ы^ и сдвигающих ТсЛ1 сил, действующих по поверхности скольжения, можно осуществить с помощью выражений

N„ =fJS,(aJgpi +C,) + 2CpSn, (11)

Тл = ¡Aa,dS + D0cosfi, (12)

где fr„,- нормальные напряжения, действуюгдие на горизонтальное сечение

барьерных и междукамерных целиков, МПа; Дст, = <т,, -ал- изменение горизонтальных напряжений в приоткосной зоне породного массива, МПа; S- площадь части призмы упора со стороны массива, жестко связанной с

опорным элементом (в частном случае S, = тШ), м2; т - мощность слоя породы, примыкающей к кровле, м. Результаты расчетов по оценке устойчивости бортов Златоуст-Беловского карьера на юго-западном участке расширения без закладки выработанного пространства подземных горных выработок по предлагаемой методике приведены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты оценки устойчивости бортов Златоуст-Беловского карьера без закладки выработанного пространства подземпых горных выработок по пред лагаемой методике

№ расчетпого профиля Высота борта карьера, Я,м Угол наклона устойчивого борта карьера, а, градус Поверочный коэффициент запаса устойчивости, 7„

1-1 120 43 1,04

2-2 126 41 0,98

3-3 140 40,5 0,96

4-4 120 36 0,93

5-5 160 39,5 0,72

6-6 150 40 0,67

7-7 154 41,5 0,55

8-8 130 41 0,75

Для случая самой неблагоприятной геомеханической ситуации (профиль VII-VII), помимо расчетов по предлагаемой методике, дополнительно были исследованы условия равновесия породного массива с учетом сопротивления сдвигу боковых граней призмы возможного обрушения. Зависимость изменения коэффициента запаса устойчивости т] борта от длины призмы возможного обрушения Ш по фронту приведена на рис. 3.

0,0 10,0 20,0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80,0 длима призмы возможного обрушения по фронту. Ш

Рис. 3. Зависимость изменения коэффициента запаса устойчивости т] от длины призмы возможного обрушения Ш

Из графика следует, что при постановке на предельный контур борт карьера выходит из устойчивого состояния при длине фронта более 52 м. Поэтому для его стабилизации необходимо предусмотреть специальные технические решения и мероприятия.

Для оценки геомеханического состояния прибортовых массивов и наглядного механо-математического описания деформационных, в том числе зависящих от времени, свойств горных пород, находящихся в различных условиях нагружения, были проанализированы наиболее известные структурные реологические модели сред, представляющие собой различные комбинации упругого (Гук), вязкого (Ньютон) и пластического (Сен-Венан) элементов.

Для моделей с жестко-пластическим элементом исходными данными для расчетов являются сцепление (С, МПа) и угол внутреннего трения пород {р, градус). Для скальных трещиноватых пород относительно механизма формирования значений этих показателей и о самих значениях в пастоящее время существуют весьма противоречивые суждения. Это связано с тем, что механические свойства пород, определенные в образце, существенно отличаются от таковых в массиве. Поэтому для переноса результатов лабораторных испытаний образцов в натурные условия обычно пользуются переходными коэффициентами, так называемыми коэффициентами структурного ослабления, численные значения которых в зависимости от характера нарушенности породного массива определяются по различным методам, методикам, формулам и зависимостям. Однако результаты анализа наиболее известных методов, методик и зависимостей показывают, что в некоторых конкретных случаях результаты расчетов по различным методам отличаются друг от друга более чем на 300%.

Описанная ситуация обусловливает определенный произвол в выборе надежных значений прочностных характеристик (сцепление, С" и угол внутреннего трения, <р') пород в массиве. Положение усугубляется еще и тем, что, как правило, реальный горный массив сложен различными породами, расчлененными различными системами трещин. Так, например, в районе Центрального рудного поля Жезказганского месторождения выделяются 4 основных типа пород, разбитых 5 главенствующими системами трещин. Очевидно, что в данном конкретном случае детальное изучение параметров шероховатости контактов трещин не представляется возможным.

Экспериментальные исследования механических свойств скальных пород, выполненные проф. А.Н. Ставрогиным, показывают, что пластическое состояние пород наступает при напряжениях в них, измеряемых десятками и сотнями МПа. Такие напряжения характерны для больших глубин залегания пород (600 и более метров), поэтому при расчетах устойчивости бортов

карьеров глубиной до 200-300 метров учитывать возможность перехода пород в пластическое состояние представляется нецелесообразным.

Для бортов карьеров высотой 200-300 м максимальные напряжения в прибортовой зоне обычно не превышают 5-8 МПа. В этом диапазоне напряжений для большинства скальных и полускальных пород характерна линейная зависимость относительной деформации от действующего напряжения. Этот факт позволяет рассматривать геомеханическое состояние породного массива в прибортовой зоне в рамках линейной теории упругости, основными исходными данными в которой являются плотность - у, т/м3; коэффициент Пуассона - V, модуль Юнга - Е, МПа и модуль сдвига породы б, МПа.

Определение плотности пород, как правило, не вызывает затруднений. Коэффициент Пуассона легко может быть определен для образцов с различной ориентацией закрытых трещин на установке, разработанной в лаборатории горной геомеханики института «Гипроцветмет». Для определения модуля Юнга в натурных условиях существует целый ряд приборов и устройств, таких как передвижной штамп конструкции Ленгидропроекта, давильная установка конструкции В НИМИ, прессиометры различных конструкций. Определение модуля Юнга в лабораторных условиях также не представляет трудностей.

С учетом изложенного и результатов исследований проф. К.В.Руппенейта для определения расчетных значений модуля Юнга Е', коэффициента Пуассона у' и модуля сдвига в в породных массивах с различными характеристиками трещиноватости (для всех имеющих место производственных ситуаций) в работе были предложены аналитические выражения.

Оценка напряженно-деформированного состояния прибортовых массивов и расчет параметров бортов подработанных подземными горными выработками, подверженных сложным геомеханическим процессам, являющихся интегральным результатом взаимодействия полей напряжений, сформированных под влиянием открытых, подземных разработок и природных

факторов, в рамках линейно-упругой модели, были сведены к интегрированию системы из пятнадцати уравнений первого порядка

8Х д Г Э2

, дау

дХ дГ зг

1 Э^гг да 7

5Х дГ +1хГ'

+ ух = 0;

+ /2 = 0;

ех = --\сг. Е

1 г ~

Е 2

- зи. _ эг. _ эж _

£х = а*'*' 1 0> 1 С1 1 N

х„ ~ дГ + ЭУ „ ЪУГ —\Х„ --+ дХ " дХ

О в

дУ 8№ ¡Ху? =—+—; 17 Э2 ЗУ

(13)

Для однозначного решения системы уравнений (13) к ней были добавлены граничные условия

^и^ХмЩ^^Х.УЛ). (14)

Используя метод конечных элементов (МКЭ), решение сложной задачи (13) - (14) можло свести к решению системы линейных уравнений

ЫФЬМ, (15)

где [к] - матрица жесткости системы;

{<5} - вектор-столбец неизвестных узловых перемещений;

вектор-столбец узловых сил. Расчет считался законченным, когда найденное значение угла наклона борта а', отвечало следующим условиям

1р(<х') ■<Ч,! (16)

где т}р{а') - расчетное значение коэффициента запаса устойчивости (КЗУ) при угле наклона борта а'. Максимальное допустимое значение угла наклона устойчивого борта карьера подработанного подземной горной выработкой а определялось из выражения

а = «'-0,5°. (17)

Результаты определения углов устойчивых бортов Златоуст-Беловского карьера с заданным коэффициентом запаса устойчивости (»7=1) приведены в табл. 3.

Таблица 3

Результаты определения углов наклона устойчивых бортов Златоуст-Беловского карьера по предлагаемой методике

№ расчетного профиля Высота борта карьера, Я, м Угол наклона устойчивого борта карьера с закладкой выработанного пространства подземных горных выработок, а, градус Угол наклона устойчивого борта карьера без закладки выработанного пространства подземных горных выработок, а, градус

1-1 120 44,3 44,1

2-2 126 41,6 40,4

3-3 140 40,0 39,3

4-4 120 34,7 34,2

5-5 160 39,4 30,7

6-6 150 41,2 29,3

7-7 154 40,7 26,0

8-8 130 41,8 33,2

Для определения параметров и формы деформирования междукамерных целиков (МКЦ) была разработана вязко-пластическая модель, в которой целик

моделируется невесомым стержнем из несжимаемого вязко-пластического материала, подвергается воздействию сжимающей нагрузки (давлению вышележащих пород). Разработанный метод позволяет с минимальными трудозатратами находить параметры и формы деформирования междукамерных целиков (МКЦ), достаточно хорошо подтверждающиеся результатами многочисленных натурных наблюдений, выполненных проф. В. И. Борщ-Компонийцом и А. Б. Макаровым.

Для извлечения запасов полезного ископаемого из оставленных в приконтурных зонах карьеров целиков и управления устойчивостью бортов при их постановке на предельный контур предлагается способ выемки полезного ископаемого из целиков, включающий подготовку запасов (вскрытие целиков), извлечение полезного ископаемого из них и формирование призмы упора (контрфорса) борта карьера из вскрышпых пород. При этом вскрышные породы оставляют на вышележащих уступах карьера объемом, достаточным для формирования контрфорса, с параметрами, обеспечивающими заданную устойчивость борта карьера, и на расстоянии от призмы упора, позволяющем вести их перемещение с минимальными затратами, а извлечение полезного ископаемого из целиков и формирование контрфорса из вскрышных пород осуществляют одновременно. При этом длина обнажения призмы возможного обрушения равна расстоянию между добычным забоем на уступе и границей контрфорса, которое выбирают- из условия обеспечивающего минимально допустимый запас устойчивости борта карьера (график на рис. 3).

Поясняющая схема выемки полезного ископаемого из целиков в приконтурной зоне карьера по предлагаемому способу приведена на рис.4 и рис.5.

Гор .380

Рис. 4. Принципиальная технологическая схема извлечения запасов и постановки борта на

предельный контур

280

Рис. 5. Разрез по А-А

1-предельный контур, 2-подземные пустот 3-междукамерные целики; 4-контрфорс; 5-объемы вскрышных пород, предназначенных для отсыпки контрфорса; 6-погрузчики; 7- длина обнажения призмы

возможного обрушения

карьера на предельный контур. Кроме того, снижается время стояния участка борта, расположенного над зоной добычных работ, что позволяет достичь максимально крутого угла наклона борта при его постановке на предельный контур с сохранением необходимой ширины рабочей плащадки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная научная задача, заключающаяся в разработке методов управления устойчивостью бортов карьеров при повторной разработке месторождений открытым способом, позволяющая вести полную, эффективную и безопасную отработку запасов твердых полезных ископаемых.

Основные научные и практические результаты работы, выводы и рекомендации, полученные автором при выполнении исследований, заключаются в следующем:

1. Установлено, что на современном этапе развития горного производства только повторная разработка месторождений с извлечением ранее потерянных ■запасов руд позволит увеличить обеспеченность предприятий запасами, улучшить полноту и качество использования недр. Очевидно, что эффективность и безопасность ведения горных работ при повторной разработке месторождений открытым способом во многом определяются параметрами конструктивных элементов устойчивых бортов карьеров. Однако методы и методики обоснования этих параметров во многих аспектах еще требуют доработки и совершенствования.

2. При предварительной закладке выработанного пространства подземных горных выработок оценку устойчивости подработанных ими бортов карьеров •следует осуществлять путем использования геомеханических моделей слоистого массива, а без закладки выработанного пространства - разработанной методики, учитывающей несущую способность междукамерных целиков (МКЦ).

3. Использование элементов линейной теории упругости и вязко-пластических структурных реологических моделей сред при оценке напряженно-деформированного состояния прибортовых массивов и расчете параметров конструктивных элементов горных выработок позволяет значительно повысить точность определения расчетных показателей.

4. Параметры и формы деформирования междукамерных целиков целесообразно определять с использованием разработанного метода, имеющего в основе вязко-пластическую модель деформирования и позволяющего с минимальными трудозатратами находить искомые показатели.

5. Выемку полезного ископаемого из оставленных целиков и управление устойчивостью бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками, следует осуществлять одновременно по разработанному способу, позволяющему вести полную, эффективную и безопасную отработку твердых полезных ископаемых.

6. Разработанные методы, методики и способы управления устойчивостью бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками, со значительным получением прибыли будут использоваться на предприятиях корпорации "Казахмыс". Отдельные разработки и технические решения могут использоваться другими горнодобывающими предприятиями, ведущими повторную (подземно-открытую) или комбинированную разработку месторождений твердых полезных ископаемых.

Основные положения и результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Несмеянов Б.В., Попов В.Н., Несмеянова Ю.Б. К вопросу управления геомеханическими процессами при извлечении запасов в прибортовых зонах карьеров // Маркшейдерия и недропользование.- 2007.-№3.-С. 43-45.

2. Попов В.Н., Несмеянова Ю.Б. Методы отстройки бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками // Роль геомеханики в устойчивом развитии горной промышленноста и гражданского строительства / Сборник докладов Ш международной конференции по геомеханике.-Болгария, Несебыр.- 2007. - № 4 . с. 1-5.

3. Попов В.Н., Несмеянов Б.В., Несмеянова Ю.Б. К вопросу оценки устойчивости бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками // Открытая и подводная добыча полезных ископаемых, высокая эффективность, экологическое производство / Сборник докладов IX конференции по открытой и подводной добыче полезных ископаемых.-Болгария, г. Варна.- 2007.

4. Несмеянова Ю.Б. Вязкопластическая модель деформирования целиков // Маркшейдерия и недропользование.- 2008.- №2.- С. 42-43.

5. Несмеянова Ю.Б. Устойчивость карьерных откосов как аспект экологической безопасности горнодобывающих предприятий // Сборник докладов научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях». - М.:- 2008.-С. 176-177.

6. Несмеянова Ю.Б. О расчете устойчивости бортов карьеров при их подработке подземными горными выработками // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2008. - № 8. - С. 149-152.

7. Несмеянова Ю.Б. О выборе метода исследования геомеханического состояния прибортового массива, подработанного подземными горными выработками // Маркшейдерия и недропользование.- 2009.- №2.- С. 49-51.

8. В.Н.Попов, Б.В. Несмеянов, А.Б. Макаров, Ю.Б. Несмеянова. Способ выемки полезного ископаемого из целиков // Патент № 2365753 С1 (РЦ), МКИ Е 21 С 41/00.-2009.

Подписано в печать 14.10.2009 Объем 1,0 п.л.

Формат 60x90/16 Тираж 100 экз._Заказ № 253

Отпечатано в ОИП МГГУ, Москва, Ленинский пр., 6

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Несмеянова, Юлия Борисовна

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Общие сведения о комбинированной разработке месторождений и выбор объекта исследований.

1.2.Современное состояние вопросов управления устойчивостью карьерных откосов.

1.3.Краткая характеристика горно-геологических и горнотехнических условий объекта исследований.

Выводы по главе 1.

1.4.Цель, задачи и методы исследований.

2. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ КАРЬЕРОВ,

ПОДРАБОТАННЫХ ПОДЗЕМНЫМИ ГОРНЫМИ

ВЫРАБОТКАМИ.

2.1.Оценка устойчивости бортов карьеров при предварительной закладке выработанного пространства подземных горных выработок.

2.2.Оценка устойчивости бортов карьеров без закладки выработанного пространства подземных горных выработок.

2.3.Методика и результаты оценки устойчивости бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками с учетом несущей способности междукамерных целиков (МКЦ).

Выводы по главе 2.

3. ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПРИБОРТОВЫХ МАССИВОВ И ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ УСТОЙЧИВЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ ПОВТОРНОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ.

3.1 .Выбор и обоснование метода геомеханического исследования состояния прибортовых массивов.

3.2.Оценка напряженно-деформированного состояния прибортовых массивов.

3.3 .Методика и результаты определения максимально возможных углов наклона устойчивых бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками, и минимальной ширины разделительных целиков между карьерами и шахтами.

3.4.Обоснование параметров и формы деформирования МКЦ (Вязкопластическая модель деформирования целиков).

Выводы по главе 3.

4. УПРАВЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТЬЮ БОРТОВ КАРЬЕРОВ, ПОДРАБОТАННЫХ ПОДЗЕМНЫМИ ГОРНЫМИ

ВЫРАБОТКАМИ.

4.1.Способ выемки полезного ископаемого из оставленных целиков и управления устойчивостью подработанных подземными выработками бортов карьеров.

4.2.Экономическая оценка предлагаемых технических решений и разработок.

Выводы по главе 4.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование методов управления устойчивостью бортов карьеров при повторной разработке месторождений открытым способом"

На долю минерально-сырьевого сектора экономики России приходится около 33 % валового внутреннего продукта страны (данные на 2002 год [44]). Значимость данного сектора экономики становится еще более ощутимой, если учесть, что он является поставщиком сырья, необходимого для эффективного функционирования целого ряда отраслей производства.

В то же время на современном этапе развития горного производства добыча практически всех видов твердых полезных ископаемых сопровождается существенным усложнением горно-геологических условий отработки месторождений, снижением содержания полезных ископаемых в руде и характеризуется неуклонным ростом мощности предприятий и применяемого горно-транспортного оборудования, интенсификацией производственных процессов, увеличением глубины горных выработок. В этих условиях, как справедливо считает проф. А.Б. Макаров, «одним из эффективных путей преодоления данных негативных тенденций является переход к повторной разработке месторождений» [50] с извлечением ранее потерянных запасов руд, что позволит увеличить обеспеченность предприятий запасами, улучшить полноту и качество использования недр.

Учитывая что, несмотря на значительные достижения отечественных и зарубежных ученых в этой области, до сих пор многие аспекты этой проблемы требуют своей доработки и улучшения, адресация внимания совершенствованию методов оценки и управления устойчивостью бортов карьеров, особенно подработанных подземными горными выработками, более чем оправдана.

Научные положения, представленные к защите:

1. Оценка устойчивости бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками, при предварительной закладке выработанного пространства может осуществляться с использованием геомеханических моделей слоистого массива, а без закладки выработанного пространства - с использованием разработанной методики, учитывающей несущую способность междукамерных целиков (МКЦ).

2. Оценка напряженно-деформированного состояния прибортовых массивов и расчет параметров конструктивных элементов горных выработок с использованием элементов линейной теории упругости и вязко-пластических структурных реологических моделей сред позволит значительно повысить точность определения расчетных показателей.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в работе, подтверждается соответствием используемых в исследовании подходов законам и положениям инженерной геологии, геомеханики, маркшейдерии, физики горных пород и процессов, физики и математики, высоким уровнем совпадения расчетных показателей с фактическими данными горных работ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• показана возможность оценки устойчивости бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками, при предварительной закладке выработанного пространства путем использования геомеханических моделей слоистого массива;

• теоретически обоснована и разработана методика оценки устойчивости бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками, без закладки выработанного пространства, впервые учитывающая несущую способность междукамерных целиков (МКЦ);

• теоретически обоснован и разработан метод определения параметров и формы деформирования МКЦ (вязкопластическая модель деформирования целиков);

Научное значение работы состоит в развитии существующих представлений о геомеханических процессах в прибортовых массивах путем создания новых методов оценки напряженно-деформированного состояния прибортовых массивов и способов управления устойчивостью бортов карьеров, подработанных подземными горными выработками.

Реализация результатов. Разработанные методы управления устойчивостью бортов карьеров при повторной отработке месторождений открытым способом используются в учебном процессе кафедры маркшейдерского дела и геодезии (МГГУ) по дисциплине "Управление устойчивостью карьерных откосов" и приняты к использованию на предприятиях корпорации "Казахмыс"

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на заседаниях кафедры МД и Г МГГУ (2007- 2009), научно-технических конференциях МГГУ -«Неделя горняка» (Москва 2007- 2009 гг.), Ш международной конференции по геомеханике «Роль геомеханики в устойчивом развитии горной промышленности и гражданского строительства» (Несебыр, Болгария, 2007 г.), IX международной конференции по открытой и подводной добыче полезных ископаемых «Открытая и подводная добыча полезных ископаемых, высокая эффективность, экологическое производство» (Варна, Болгария, 2007 г.), научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях» ( Москва, 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 4 -в изданиях, рекомендованных ВАК России.

Заключение Диссертация по теме "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр", Несмеянова, Юлия Борисовна

Выводы по главе 3

1. Оценку напряженно-деформированного состояния прибортовых массивов и расчет параметров конструктивных элементов горных выработок следует осуществлять с использованием элементов линейной теории упругости и вязко-пластических структурных реологических моделей сред, что позволит значительно повысить точность определения расчетных показателей;

2. Параметры и формы деформирования междукамерных целиков (МКЦ) целесообразно определять с использованием разработанного метода, имеющего в основе вязко-пластическую модель деформирования и позволяющего с минимальными трудозатратами находить искомые показатели.

4. УПРАВЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТЬЮ БОРТОВ КАРЬЕРОВ, ПОДРАБОТАННЫХ ПОДЗЕМНЫМИ ГОРНЫМИ ВЫРАБОТКАМИ

Как уже было отмечено выше (раздел 1.1. настоящей работы), за 70 лет промышленной эксплуатации Жезказганского месторождения камерно-столбовой системой разработки в недрах оставлено в виде потерь 145,1 млн. т руды со средним содержанием меди 1,55 % (более 2,2 млн. т меди) и при этом около 70 % всех потерь сосредоточены в целиках различного назначения, в том числе до 50 % из них в междукамерных (МКЦ) и до 20 % в барьерных (БЦ) целиках. Учитывая то, что при последовательной подземно - открытой разработке месторождений большие запасы руды в целиках, как правило, расположены под бортами карьеров, которые ими поддерживается в устойчивом состоянии, первостепенной задачей становится вопрос извлечения этих запасов при обеспеченной устойчивости бортов карьеров, параметры которых в значительной мере определяют эффективность и безопасность ведения горных работ.

В настоящее время известен целый ряд способов разработки полезных ископаемых в прибортовых зонах карьеров.

Например, способ отработки целиков, включающий проходку подготовительно-нарезных выработок в почве панели, закладку выработанного пространства закладочным материалом, бурения скважин в целиках с последующем размещением в них зарядов ВВ и их взрыванием, выпуск руды на подготовительные выработки [121].

Недостатком этого способа является низкая эффективность горных работ, что связано с повышением затрат на производство дополнительных подготовительных выработок и полной закладке выработанного пространства, с одной стороны, а с другой стороны — заниженными объемами добываемой руды.

Другим способом разработки полезных ископаемых в прибортовых зонах карьеров является способ, включающий пригрузку борта карьера в предельном положении породами внутреннего отвала, проходку подготовительных и откаточных выработок, подземную отработку блоков в отступающем порядке от борта карьера вглубь массива и заполнение выработанного пространства дробленными породами кровли и внутреннего отвала [120].

К недостаткам этого способа отработки запасов следует отнести необходимость наличия в прибортовой зоне карьера действующих подземных горных выработок, достаточно большой объем подготовительных работ и как следствие высокую себестоимость добытого полезного ископаемого.

Известен способ выемки полезного ископаемого, включающий вскрытие целиков полезного ископаемого с последующим размещением вскрышных пород в призме упора, постановку бортов карьера на предельный контур, извлечение запасов руд из целиков отдельными блоками и последующую пригрузку борта в пределах отработанных блоков вскрышными породами [123].

Недостатком данного способа является снижение эффективности горных работ вследствие увеличения цикличности производства за счет отработки целиков отдельными блоками.

Кроме того, для последующей пригрузки борта карьера в зоне отработанного блока необходимо вести временное складирование вскрышных пород, что требует дополнительных затрат на организацию перегрузочного пункта. Временной разрыв между выемкой целиков и компенсацией ослабления борта, за счет его пригрузки вскрышными породами, не позволит увеличить ширину рабочей площадки экскаватора (длину блока) с постановкой ослабленного участка борта на предельный контур с максимально возможным углом наклона. Это приведет к необходимости проведения дополнительных вскрышных работ по выполаживанию борта или к сужению экскаваторной рабочей площадки, что резко снижает эффективность погрузочно-откаточных процессов.

Повышение эффективности извлечения запасов полезного ископаемого из целиков в приконтурных зонах карьеров можно достичь за счет снижения затрат на перемещение вскрышных пород в призму упора (контрфорс) и повышения производительности извлечения полезного ископаемого [58, 74, 126].

4.1. Способ выемки полезного ископаемого из оставленных целиков и управления устойчивостью, подработанных подземными выработками, бортов карьеров

Это достигается тем, что в разработанном нами способе выемки полезного ископаемого из целиков [126], включающем подготовку запасов (вскрытие целиков), извлечение полезного ископаемого из них и формирование призмы упора (контрфорса) борта карьера из вскрышных пород. Вскрышные породы оставляют на вышележащих уступах карьера объемом, достаточным для формирования контрфорса с параметрами, обеспечивающими заданную устойчивость борта карьера, и на расстоянии от призмы упора, позволяющем вести их перемещение с минимальными затратами, а извлечение полезного ископаемого из целиков и формирование контрфорса из вскрышных пород осуществляют одновременно, при этом длина обнажения призмы возможного обрушения равна расстоянию между добычным забоем на уступе и границей контрфорса, которую выбирают из условия обеспечивающего минимально допустимый запас устойчивости борта карьера (график на рис. 2.5).

Поясняющая схема выемки полезного ископаемого из целиков в приконтурной зоне карьера по предлагаемому способу приведена на рис.4.1 (технологическая схема ведения горных работ) и рис.4.2 (разрез по А-А).

11111111111

Гор.380 T

Го p. 350

J ' I 1 1 ' I 1 1 ' 1 1 I '

Гор.335

Гор.280

00 vO

Рис. 4.1. Принципиальная технологическая схема постановки борта в предельный контур

410

380

350

320

280 о о

Рис. 4.2. Разрез А-А

1-предельный контур, 2-подземные пустоты; 3-междукамерные целики; 4-контрфорс; 5-объемы вскрышных пород, предназначенных для отсыпки контрфорса; 6-погрузчики; 7- длина обнажения призмы возможного обрушения

Одновременное извлечение полезного ископаемого из целиков и формирование контрфорса позволяет повысить производительность извлечения полезного ископаемого за счет совмещения во времени процессов по отсыпке контрфорса, добыче полезного ископаемого из целиков и постановке борта карьера на предельный контур. Кроме того, снижается время стояния участка борта, расположенного над зоной добычных работ, что позволяет достичь максимально крутого угла откоса борта при его постановке на предельный контур с сохранением необходимой ширины рабочей площадки.

Способ выемки полезного ископаемого из целиков осуществляют следующим образом. Вначале определяют объем вскрышных пород 5, необходимых для формирования контрфорса 4 с параметрами, обеспечивающими заданную устойчивость борта карьера в предельном положении 1. Этот объем вскрышных пород оставляют на одном или нескольких вышележащих уступах не доводя их до предельного контура 1, с обеспечением возможности их дальнейшего перемещения с минимальными затратами в контрфорс 4. Далее осуществляют погашение подземных пустот 2 и извлечение полезного ископаемого из целиков 3 по известной технологии, например, с использованием буровзрывных работ. После чего осуществляют формирование контрфорса 4 путем перемещения вскрышных пород посредствам, например, колесного погрузчика 6 с одного или нескольких вышележащих уступов 5. Извлечение полезного ископаемого из целиков и формирование контрфорса осуществляют одновременно. При этом длину обнажения призмы возможного обрушения 7, равную расстоянию между добычным забоем на уступе и границей контрфорса, выбирают из условия обеспечивающего минимально допустимый запас устойчивости борта карьера по графику, приведенному на рис.2.5.

Возможность реализации предлагаемого способа извлечения запасов из целиков в приконтурной зоне карьера рассмотрим на примере последовательной разработки Жезказгансокго месторождения шахтой 57 и Златоуст-Беловским карьером.

При отработке участка расширения Златоуст-Беловского карьера (рис.2.1) постановку борта на предельный контур 1 (рис.4.1 - 4.2) осуществляют в условиях подработки массива горных пород незаложенными одно- и двухъярусными подземными пустотами 2 , расположенными в пределах горизонтов 280 - 320 м. Согласно расчетам устойчивости борта в данных условиях при высоте борта 140 — 160 м максимально допустимые углы наклона изменяются в пределах 32 — 39°.

До подхода борта к проектному контуру работы производятся по общепринятой технологии: в пределах горизонтов 280 - 320 м - двумя 20-ти метровыми уступами, а горизонтов 320 — 440 м - 15-ти метровыми уступами. Пять верхних уступов (гор. 365 — 440 м) выводятся на предельный контур 1, причем четыре верхних уступа сдваиваются, образуя два 30-ти метровых уступа с углом откоса 55° и шириной берм безопасности на гор. 380 и 410 м равной 10 - 11м. Два 15-ти метровых уступа (гор. 335 и 350 м) не доводят до предельного контура и оставляют на них определенный объем вскрышных пород достаточный для отсыпки призмы упора (контрфорса) 4. Вскрышные породы с гор. 350 м перепускаются на гор. 335 м и затем транспортируется до места формирования контрфорса 4.

Добычные работы ведутся по известной технологии, включающей погашение подземных пустот 2 и потолочины с гор. 320 м, безопасная и допустимая мощность которой определяется на основании опыта погашения потолочин на карьерах корпорации «Казхмыс», удаление вскрышных пород, обрушившихся после погашения в выработанное пространство, и выемку запасов руды из оставленных междукамерных целиков 3.

Отсыпку контрфорса шириной по дну карьера равной 50 м, высотой — 55 м, угле откоса 36° (параметры контрфорса определялись, согласно рекомендаций [112], по усилию сопротивления по подошве и усилию сдвига в теле подпорной насыпи) производят с гор. 335 м вслед за продвижением фронта добычных работ. Опережение добычных работ отсыпаемого контрфорса по гор. 320 м должно быть не более 55 м. Длина призмы возможного обрушения, равная 55 м, обеспечивает коэффициент запаса устойчивости не менее /7=1,05. Что возможно при длительности стояния борта на пределе устойчивости не более двух месяцев и образовании двух широких берм горизонтов 350и335м.

При ведении вскрышных работ на гор. 335 и 350 м и отсыпке контрфорса 4 целесообразно использовать мощные пневмоколесные погрузчики 6.

Таким образом, данный способ позволяет достичь повышения эффективности ведения горных работ за счет снижения затрат на дополнительные объемы вскрыши, сокращения расстояния транспортирования вскрышных пород и повышения производительности погрузочно-откаточного оборудования при добыче полезного ископаемого.

4.2. Экономическая оценка предлагаемых технических решений и разработок

Определение экономической эффективности от применения способа выемки полезного ископаемого из оставленных целиков и управления устойчивостью, подработанных подземными выработками, бортов карьеров ведется путем сравнения затрат при принятых параметрах бортов и технологии их отстройки (данные института "ДжезказганНИПИцветмет" [26]), и предлагаемых в условиях Юго-Западного участка расширения Златоуст-Беловского карьера:

1. Базовый вариант - вариант института "ДжезказганНИПИцветмет" [26] (извлечение запасов из оставленных целиков и стандартная отстройка бортов карьера с углом наклона бортов в предельном положении а = 36°).

2. Вариант технологии с извлечением запасов из оставленных целиков и отстройки бортов в предельном положении после закладки выработанного пространства подземных выработок в прибортовой зоне твердеющими смесями (угол наклона борта в предельном положении а = 40, 5°).

3. Вариант технологии отстройки борта в предельном положении с использованием разработанного способа выемки полезного ископаемого из оставленных целиков и управления устойчивостью, подработанных подземными выработками, бортов карьеров (раздел 4.1) (угол наклона борта в предельном положении а = 38° - 40°, часть вскрышных пород с горизонтов 335 и 350 м перемещается в контрфорс).

В качестве основного показателя для оценки экономической эффективности от применения предлагаемых инженерных решений используется показатель, характеризующий величину среднегодовой чистой прибыли — ПС1Ч за время использования новой технологии [2, 3, 55]

Псгч = Р-С-Н, (4.1) где Р — суммарный доход при внедрении новой технологии выемки полезного ископаемого из оставленных целиков и управления устойчивостью, подработанных подземными выработками, бортов карьеров, руб. в год;

С - издержки производства, руб. в год;

Н — налоги и отчисления из прибыли, руб. в год.

Показатель Псг.ч является усредненным среднегодовым номинальным значением общеупотребительного интегрального показателя — чистого дисконтированного дохода.

В нашем случае для оценки эффективности необходимо воспользоваться величиной хозрасчетного экономического эффекта, равной разности величины среднегодовой чистой прибыли при применении новой и базовой технологии.

Численное значение величины хозрасчетного экономического эффекта определяется по следующим формулам:

АПСПЧ Псг ч нг Псг ч бт, (4.2)

АПСГЧ = АР + АС + АН, (4.3) где АПсг.ч - изменение среднегодовой чистой прибыли в результате применения новой технологии выемки полезного ископаемого из оставленных целиков и управления устойчивостью, подработанных подземными выработками, бортов карьеров, руб. в год;

АР — изменение реализационной стоимости продукции, полученной в результате применения новой технологии (в случае прироста — с плюсом; в случае сокращения — с минусом); АС и АН - соответственно изменение издержек производства и величины налогов из прибыли. При экономии затрат, они учитываются с плюсом, при увеличении затрат с минусом.

Следует отметить, что характер изменения показателей эксплуатации, как при принятой технологии выемки полезного ископаемого из оставленных целиков и управления устойчивостью, подработанных подземными выработками, бортов карьеров, так и предлагаемой в течение сроков их применения примерно одинаковый и использование среднегодовых показателей не повлияет на точность сравнительной оценки их эффективности. Кроме того, горно-геологические условия применения технологий выемки полезного ископаемого из оставленных целиков и управления устойчивостью, подработанных подземными выработками, бортов карьеров идентичны.

Расчет объемов вскрыши по вариантам определен на основании принятых значений углов наклона бортов в предельном положении и объемов вскрыши по базовому варианту. Результаты расчетов представлены в таблице 4.1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты работы, выводы и рекомендации, полученные при выполнении исследований, заключаются в следующем:

1. Установлено, что на современном этапе развития горного производства только повторная разработка месторождений с извлечением ранее потерянных запасов руд позволит снизить темпы понижения горных работ, увеличить обеспеченность предприятий запасами, улучшить полноту и качество использования недр. Очевидно, что эффективность и безопасность ведения горных работ при повторной разработке месторождений открытым способом во многом определяются параметрами конструктивных элементов устойчивых бортов карьеров. Однако методы и методики обоснования этих параметров во многих аспектах еще требуют своей доработки и совершенствования;

2. При предварительной закладке выработанного пространства подземных горных выработок оценку устойчивости подработанных ими бортов карьеров следует осуществлять путем использования геомеханических моделей слоистого массива, а без закладки выработанного пространства - разработанной методики, учитывающей несущую способность междукамерных целиков (МКЦ);

4. Параметры и формы деформирования междукамерных целиков (МКЦ) целесообразно определять с использованием разработанного метода, имеющего в основе вязкопластическую модель деформирования и позволяющего с минимальными трудозатратами находить искомые показатели;

5. Выемку полезного ископаемого из оставленных целиков и управление устойчивостью бортов карьеров подработанных подземными горными выработками следует осуществлять одновременно по разработанному способу, позволяющему вести полную, эффективную и безопасную отработку твердых полезных ископаемых;

6. Разработанные методы, методики и способы управления устойчивостью бортов карьеров подработанных подземными горными выработками со значительным получением прибыли будут использоваться на предприятиях корпорации "Казахмыс". Отдельные разработки и технические решения могут использоваться другими горнодобывающими предприятиями, ведущими повторную (подземно-открытую) или комбинированную разработку месторождений твердых полезных ископаемых.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Несмеянова, Юлия Борисовна, Москва

1. Алексеев Ф.К., Бетон Д.И., Волощук A.M. и др. Повторная разработка месторождений Кривбасса. Черная металлургия, 1970, № 19, с. 19-20

2. Астахов А.С., Зайденварг В.Е., Певзнер М.Е., Харченко В.А. Экономические и правовые основы природопользования. М.: МГГУ, 2002. 527 с.

3. Астахов А.С., Малышев Ю.Н., Пучков Л.А., Харченко В.А. Экология: горное дело и природная среда. М., Изд. АГН. 1999. 367 с.

4. Баклашов И.В. Деформирование и разрушение породных массивов. М., Недра, 1988, 272 с.

5. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механические процессы в породных массивах. М., Недра, 1986, 272 с.

6. Барон Л.И. О повторной разработке месторождений. Тр. ИГД АН СССР, № 7, 1961, с. 29-44.

7. Бернацкий Л.Н. Прикладная геотехника. М., Трансжелдориздат, 1935.

8. Бернацкий Л.Н. Условие устойчивости земляных масс. М., 1925.

9. Боголюбов Б.П. Раздельная разработка месторождений сложного состава. М., Недра, 1964, 167 с.

10. Борщ-Компониец В.И. Макаров А.Б. Горное давление при отработке мощных пологих рудных залежей. М., «Недра», 1986, 272 с.

11. Борщ-Компониец В.И. Макаров А.Б., Урумов Т.Т. Геомеханические процессы при открытой повторной разработке пологих рудных залежей. Горный журнал, № 8, 1993, с. 7-12.

12. Борщ-Компониец В.И. Механика горных пород, массивов и горное давление. М., МГИ, 1968, 484 с.

13. Борщ-Компониец В.И., Суворов Ю.П., Мусаев Н.А., Романов Н.И. К расчету величин искусственной податливости междукамерных целиков камерно-столбовой системы разработки с барьерными целиками. М., с. 103-110.

14. Бызеев В.К. Обоснование параметров подработанных бортов карьеров при комбинированной разработке рудных месторождений. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Фрунзе, 1990, 20 с.

15. Викторов С.Д., Иофис М.А., Гончаров С.А. Сдвижение и разрушение горных пород. М., Наука, 2005, 280 с.

16. Вовк А.А., Черный Г.И. Разработка месторождений полезных ископаемых комбинированным способом. Киев, Наукова думка, 1965, 192 с.

17. Временная инструкция по расчету целиков для пологопадающих залежей на глубинах более 400 м и наклонных залежей Жезказганского месторождения. Алматы Жезказган, ИГД HAH РК — Корпорация «Казахмыс», 1998, 158 с.

18. ВСЕГИНГЕО. Методическое руководство по изучению инженерно-геологических условий рудных месторождений при их разведке. М., «Недра», 1977, 143 с.

19. Голушкевич С.С. Статика предельных состояний грунтовых масс. М., Гостехтеоретиздат, 1957, 288 с.

20. Горемыкин Н.Г. и др. Опыт отработки поддерживающих рудных целиков. Горный журнал, 1983, № 4, с.25-26.

21. Гулевич Г.Е. Об изменении бокового отпора в результате образования выработанного пространства. М., Гипроцветмет, 1963.

22. Дегтярев Р.А., Себепова Б. О., Кусбекова М. Б. и др. Изучение трещиноватости пород Джезказганского месторождения с целью прогноза устойчивости кровли очистных выработок. Отчет по НИР № 01.05.23 (02). № гос. per. 81060536. КарПТИ, Караганда, 1988, 45 с.

23. Демидов С.П. Теория упругости. М., «Высшая школа», 1979, 432 с.

24. Демидов Ю.В. Совершенствование технологических процессов при подземной разработке мощных рудных залежей. Сб. АН СССР. Апатиты. Горный институт КФАН СССР, 1987, 108 с.

25. Демидов Ю.В., Аминов В.Н. Подземная разработка мощных рудных залежей. М., Недра, 1991, 204 с.

26. Зенкевич О.Н. Метод конечных элементов в технике. М., «Мир», 1975, 541 с.

27. Зобнин В.И. О коэффициенте запаса при оценке устойчивости бортов карьеров. Научные труды ин-та «Унипромедь», Свердловск, 1983, с. 3236.

28. Зурков П.Э. Разработка месторождений открытым способом. М., Металлургиздат, 1953, 526 с.

29. Иофин С.Л. Устойчивость бортов карьеров. М., Металлургиздат, 1953, 92 с.

30. Иофис М.А., Мальцева И.А. О сдвижении горных пород при комбинированной разработке коренных месторождений алмазов. Научно-технический и производственный журнал «Маркшейдерский вестник ». № 2, 2002.

31. Ишлинский А.Ю. Прикладные задачи, I. М., «Наука», 1986.- с. 269-277.

32. Казикаев Д.М. Геомеханика подземной разработки руд. Учебник для вузов. М., из-во МГГУ, 2005, 542 с.

33. Казикаев Д.М. Геомеханические процессы при совместной и повторной разработке руд. М., «Недра», 1981 г., 288 с.

34. Казикаев Д.М. Комбинированная разработка рудных месторождений. Учебник для вузов. М., МГГУ, «Горная книга», 2008, 364 с.

35. Казикаев Д.М. Особенности геомеханических процессов и управления ими при совместной разработке месторождений. Горный журнал № 8, 1986, с. 55-58.

36. Казикаев Д.М. Совместная разработка рудных месторождений открытым и подземным способами. М., «Недра», 1967, 156 с.

37. Каплунов Д.Р., Калмыков В.Н., Рыльникова М.В. Комбинированная геотехнология. М., издательский дом «Руда и металлы», 2003, 560 с.

38. Каплунов Д.Р., Чаплыгин Н.Н., Рыльникова М.В. Принципы проектирования комбинированных технологий при освоении крупных месторождений твердых полезных ископаемых. М., Горный журнал, № 2, 2003.

39. Каспарян Э.В., Козырев А.А., Иофис М.А., Макаров А.Б. Геомеханика. М., «Высшая школа», 2006, 504 с.

40. Кассуа Э.М. Определение параметров смолоиньекционного упрочнения нерабочих бортов карьеров. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., МГТА им. С. Орджоникидзе, 2000, 136 с.

41. Клюшин В.П. Разработка метода контроля образования провалов при комбинированной отработке рудных месторождений. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Бишкек, 1993, 18 с.

42. Козловский Е.А., Малютин Е.С. Минерально-сырьевые ресурсы России. Научно-технический и производственный журнал «Маркшейдерия и недропользование». №2 (4), 2002, с.8.

43. Краузе А., Борщ-Компониец В.И., Макаров А.Б. Опыт разработки Альтенбергского оловянного месторождения. М., Горный журнал, 1993, №7, с. 58-61.

44. Куликов В.В. и др. Опыт повторной разработки месторождения шахты "Центральная" ИнГОКа. Горный журнал, 1983, № 8, с.41-44.

45. Куликов В.В. Совместная и повторная разработка рудных месторождений. М., «Недра», 1972, 328 с.

46. Ломизе Б.М. Нахождение опасной поверхности скольжения при расчете устойчивости откосов. М., Гидротехническое строительство, № 2, 1954.

47. Макаров А.Б. Практическая геомеханика. М., МГГУ, из-во «Горная книга», 2006, 391 с.

48. Макаров А.Б. Управление сдвижением и горным давлением при повторной разработке пологих рудных залежей. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М.,МГОУ, 1994.

49. Макаров А.Б., Юн Р.Б. Оценка устойчивости бортов карьера при подработке его шахтой. Тезисы докладов к Всесоюзному научнотехническому симпозиуму «Геомаркшейдер -1». М., Цветметинформация, 1991, с. 106-108.

50. Мальцева И.А. Обоснование способов геомеханического обеспечения комбинированной разработки кимберлитовых трубок Якутии. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., ИПКОН РАН, 2003.

51. Малюшицкий Ю.Н. К вопросу об устойчивости бортов карьеров. Ь., Углетехиздат, 1952.

52. Методические указания по определению несущей способности целиков. Л.,ВНИМИ, 1972, 90 с.

53. Моссаковский Я.В., Богданова И.Н., Лозовская Я.Н. Оценка экономической эффективности внедрения новой техники на горнодобывающих предприятиях. М.: МЕТУ, 2002. 150 с.

54. Несмеянов Б.В. Теоретические основы, методы и средства обеспечения устойчивости карьерных откосов. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М., Ml 1 У, 2000, 455 с.

55. Несмеянов Б.В., Городничев Т.Н., Королев И.О. и Чачкис А.Б. Определение прочностных свойств слоистых и трещиноватых пород для оценки устойчивости горных выработок. М., ЦНИИцветмет экономики и информации, 1990, 44 с.

56. Несмеянов Б.В., Попов В.Н., Несмеянова Ю.Б. К вопросу управления геомеханическими процессами при извлечении запасов в прибортовых зонах карьеров. Научно-технический и производственный журнал «Маркшейдерия и недропользование», №3, 2007, с. 43-45.

57. Несмеянова Ю.Б. Вязкопластическая модель деформирования целиков. Научно-технический и производственный журнал «Маркшейдерия и недропользование», №2, 2008, с. 42-43.

58. Несмеянова Ю.Б. О выборе метода исследования геомеханического состояния прибортового массива, подработанного подземными горными выработками. Научно-технический и производственный журнал «Маркшейдерия и недропользование», № 2, 2009, с. 49-51.

59. Несмеянова Ю.Б. О расчете устойчивости бортов карьеров при их подработке подземными горными выработками. Москва, ГИАБ, МГГУ, 2008, №8, с. 149-152.

60. Никитин С.А. Распределение напряжений в бортах карьеров. Научн. докл. Высшей школы «Горное дело», № 2, М., «Высшая школа», 1959.

61. Отчет по НИР. Исследование устойчивости бортов Златоуст-Беловского карьера. ВНИМИ, Л., 1963, 88 с.

62. Отчет по НИР. Исследование физико-механических свойств горных пород Джезказганского месторождения в лабораторных и натурных условиях. Караганда Джезказган, КарПТИ, «Джезказганнипицветмет», 1971г., 193 с.

63. Певзнер М.Е., Иофис М.А., Попов В.Н. Геомеханика. М., МГГУ, 2005, 440 с.

64. Попов В.И. Классификация подземных методов повторной разработки. Известия ВУЗов. Геология и разведка, 1975, № 8, с. 177-180.

65. Попов В.Н., Ворковастов К.С., Столчнев В.Г. и др. Справочник «Маркшейдерские работы на карьерах и приисках». М., «Недра», 1989, 424 с.

66. Попов В.Н., Зобнин В.И., Морозов В.Д. и др. Обеспечение устойчивости бортов карьеров цветной металлургии. М., Цветметинформация, 1987, вып. 5, 50 с.

67. Попов В.Н., Несмеянов Б.В., X. Бадамсурэн. К вопросу оценки прочности структурно-нарушенных массивов. Научно-технический и производственный журнал «Маркшейдерия и недропользование», № 4, 2002, с. 23-26.

68. Попов В.Н., Несмеянов Б.В., X. Бадамсурэн. Состояние вопросов обеспечения устойчивости карьерных откосов скальных пород. Научно-технический и производственный журнал "Маркшейдерия и недропользование", № I, 2001, с. 10-14.

69. Попов Г.Н., Юков В.А., Брюховецкий О.С. Повторная подземная разработка рудных месторождений. М., Цветметинформация, 1978, 61 с.

70. Правила обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах. С.-Пб.5 ВНИМИ, 1998, 208 с.

71. Прочность и деформируемость горных пород. Под ред. А.Б.Фадеева., М., «Недра», 1979, 269 с.

72. Рудаков М. JL, Ли А.П., Леонов А. М., Эллер А.К. Определение углов наклона бортов Златоуст-Беловского карьера. Отчет по НИР. КарПТИ, Караганда, 1960, 72 с.

73. Руппенейт К.В. Деформируемость массивов трещиноватых горных пород. М., Недра, 1975, 232 с.

74. Рыльникова М.В. Обоснование параметров комбинированной геотехнологии освоения медноколчеданных месторождений Урала. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Магнитогорск, 1999, 371 с.

75. Сатпаев К.И. Основные элементы геологии и металлогении Джезказган-Улутауского района. В кн. Большой Джезказган. Алма-Ата, из-во АН КазССР, 1961, с.4-57.

76. Сейфулин С.Ш., Нуралин Н.Н. Геолого-структурные условия формирования месторождения Джезказган. Алма-Ата, «Наука», 1964, 217 с.

77. Сиразутдинов A.M. и др. Вторичная разработка месторождений руд цветных металлов Казахстана. Алма-Ата, Каз. НИИНТИ, 1981, 64 с.

78. Соколовский В.В. Плоское предельное равновесие горных пород. Известие АН СССР, 1948, № 9.

79. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. М., Фитматгиз,1960, 244 с.

80. Ставрогин А.Н. Исследования горных пород в сложных напряженных состояниях. Горный журнал, № 3, 1961, с. 34-39.

81. Ставрогин А.Н. Прочность и деформация горных пород в допредельной и запредельной областях. ФТПРПИ, 1981, № 6, с. 3-11.

82. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Пластичность горных пород. М., «Недра», 1979, 301 с.

83. Струна М.Г., Цай В.В. Повторная разработка участков Никитовского месторождения подземным способом. Цветная металлургия, 1978, № 4, с. 10-13.

84. Тейлор Д. Основы механики грунтов. М., Стройиздат, 1960.

85. Терцаги К. Строительная механика грунта, (перевод с немецкого). М., Госстройиздат, 1961, 508 с.

86. Турчанинов И.А., Иофис М.А., Каспарян Э.В. Основы механики горных пород. JI., «Недра», 1989.

87. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. М., «Недра», 1987, 221с.

88. Файдель Э.В. Прогнозирование и управление процессом сдвижения горных пород при разработке пологопадающих рудных залежей подземным способом. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., ВЗПИ, 1992, 21 с.

89. Феллениус В. Статика грунтов, (перевод с немецкого П.Губарева). М., Госстройиздат, 1933.

90. Фисенко Г.Л. Предельные состояния горных пород вокруг выработок. М., Недра, 1976.

91. Фисенко Г.Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. М., «Недра», 1965,378 с.

92. Хеннес С. Оползни и меры борьбы с ними. Бюллетень инженерной станции Вашингтонского университета, 1936, № 91.

93. Цветков В.К. Расчет устойчивости откосов и склонов. Волгоград, «Нижне-Волжск. кн. из-во», 1979, 238 с.

94. Цитович H.A. Механика грунтов. М., Госстройиздат, 1951.

95. Цыгалов М.Н., Зурков П.Э. Разработка месторождений полезных ископаемых с монолитной закладкой. М., Недра, 1970, 176 с.

96. Чабдарова Ю.И., Букин А.Н., Мактешев М.Г. Природное поле напряжений и устойчивость выработок Акчий-Спасского района Жезказганского месторождения. Алма-Ата, КИМС, 1988, № 11, с. 26 -29.

97. Чабдарова Ю.И., Жужгов Ю.В., Букин А.Н. Горное давление в антиклинальных структурах Джезказгана. Алма-Ата, «Наука», 1980, 194 с.

98. Черный Г.И. Устойчивость подработанных бортов карьеров. М., Недра, 1980,216 с.

99. Черных А.Д., Брюховецкий О.С., Логинский А.П. Доработка запасов руд за контурами карьеров с закладкой выработанного пространства. Итоги науки и техники, т. 43, М., изд. ВИНИТИ, 1987, 126 с.

100. Чирва А.И. Установление границ повторной разработки на основе закономерностей сдвижений обрушенных пород. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Кривой Рог, КГРИ, 1985, 200 с.

101. Шахунянц Г.М. Земляное полотно железных дорог. М., Трансжелдориздат, 1958.

102. Шашурин С.Л. Повторная разработка месторождений руд цветных и редких металлов. М., Госгортехиздат, 1963, 238 с.

103. Шашурин С.Л. Практика повторной отработки Никитовского месторождения ртути. В кн. «Подземная разработка рудных месторождений». М., Недра, 1968, с. 133-144.

104. Шестаков В.А. Рациональное использование недр. М., Недра, 1990, 222 с.

105. Шнайдер М.Ф., Вороненко В.И. Совмещение подземных и открытых разработок рудных месторождений. М., Недра, 1985, 132 с.

106. Шустер Р., Кризек Р. Оползни. Исследование и укрепление. М., "Мир", 1981, 368 с.

107. Щелканов В.А. Комбинированная разработка рудных месторождений. М., Недра, 1974, 231 с.

108. Щелканов В.А. Подземные выработки на карьерах. М., Недра, 1982, 128 с.

109. Юматов Б.П. Технология открытых горных работ и основные расчеты при комбинированной разработке рудных месторождений. М., Недра, 1960, 147 с.

110. Юн А.Б., Макаров А.Б., Мосякин Д.В., Карпиков А.А., Чарковский К.И. Нагруженность междукамерных целиков при повторной разработке .М., Горный журнал, № 5, 2002,

111. Юн А.Б. Обоснование методов управления горным давлением при повторной разработке пологопадающих рудных залежей. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., ВЗПИ, 1992, 17 с.

112. Ясюнас Л.П. Вопросы борьбы с оползнями на железных дорогах. М., Желдориздат, 1949.

113. А.С. № 1559152 (СССР), МКИ Е 21 С 41/00. Способ разработки полезных ископаемых в прибортовой зоне карьера / В.Н.Попов,

114. В.И.Борщ-Компониец, Б.В. Несмеянов и др. (СССР),- № 4391657/ 31-03; Заявл. 11.03.88; Опубл. 23.04.90, Бюл. № 15.

115. А.С. № 1266989 (СССР). МБСИ Е 21С 41/22 от 28.06.85.

116. А.С. № 1694806 (СССР), МКИ Е 21 С 41/16, 41/26. Способ управления горным давлением / В.Н.Попов, В.И.Борщ-Компониец, Б.В. Несмеянов и др. (СССР), №4490187/03; Заявл. 05.10.88; Опубл. 30.11.91, Бюл, №44.

117. А.С. №636391 (СССР), МКИ Е21С 41/28 от 01.06.77.

118. А.С. № 1754899 (СССР), МКИ Е 21 С 41/00. Способ повышения устойчивости уступов и бортов карьера / Трубецкой К.Н., Скуба В.Н., Попов В.Н., Иофис М.А. и др. (СССР), 4860590/03. Опубл. 15.08.92

119. Патент № 2360113 CI (PU), МКИ Е 21 С 41/00. Способ отработки переходной зоны при открыто-подземной разработке месторождений полезных ископаемых / Трубецкой К.Н., Каплунов Д.Р., Иофис М.А. и др. (Россия). Опубл. 27.06.2009.

120. Патент № 2365753 CI (PU), МКИ Е 21 С 41/00. Способ выемки полезного ископаемого из целиков / В.Н.Попов, Б.В. Несмеянов, А.Б. Макаров, А. Б. Несмеянова (Россия), № 2008104822/03; Заявл. 12.02.2008. Опубл. 27.08.2009 , Бюл. № 24.

121. Barton N. Choubey V. The shear stanch of rock Joints in theory and practice.-Rock Mechanics, 1977, Vol. 10. p.p. 1-54.

122. Petterson K.E. Die Kaimauerrufschung in Gothenburg. Tehnisk Tidskrift, 1916.

123. Terzaghi K. Stability of Steep Slopes Hard Unweathered Rock, Geotechnigue, 12, № 4, 1962, p. 251-270.

Информация о работе

Несмеянова, Юлия Борисовна
кандидата технических наук
Москва, 2009
ВАК 25.00.16

Диссертация

Обоснование методов управления устойчивостью бортов карьеров при повторной разработке месторождений открытым способом - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Обоснование методов управления устойчивостью бортов карьеров при повторной разработке месторождений открытым способом - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы