Разработка метода определения коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов

Твердов, Андрей Александрович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Разработка метода определения коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов
ВАК РФ 25.00.16, Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

Автореферат диссертации по теме "Разработка метода определения коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов"

На правах рукописи УДК 622.271; 622.1:528.5

Твердое Андрей Александрович

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА 11РИ РАСЧЕТАХ УСТОЙЧИВОСТИ КАРЬЕРНЫХ ОТКОСОВ

Специальность 25.00.16 - «Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2006

Работа выполнена в Московском государственном горном университете

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Несмеянов Борис Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Гальперин Анатолий Моисеевич кандидат технических наук Столчнев Владимир Георгиевич

Ведущее предприятие - Российский государственный геологоразведочный университет им. С. Орджоникидзе.

Зашита диссертации состоится « июня 2006 г. в «13» час. на заседании диссертационного совета Д-212.128.04. в Московском государственном горном университете по адресу: 119991, ГСП-1, Москва, В-49, Ленинский проспект, д. 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан « 28» мая 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор Бубис Ю. В.

- ^ /,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время одна из главных статей дохода государственного бюджета России формируется поступлениями от горнодобывающей отрасли. На долю минерально-сырьевого сектора экономики приходиться 33 % валового внутреннего продукта страны. Значимость данного сектора экономики становится еще более ощутимой, если учесть, что он также является поставщиком сырья, необходимого для эффективного протекания производственных процессов ряда других отраслей страны. Следовательно, обеспечение бесперебойного и рационального процесса функционирования добывающей отрасли является стратегической задачей, определяющей благополучие и безопасность страны в целом.

Одним из наиболее распространенных способов как по частоте применения, так и по объему валовой добычи полезного ископаемого является открытый способ разработки месторождений полезных ископаемых, на его долю приходится более 80 % всех извлекаемых из недр твердых полезных ископаемых России. При этом ряд практических и научных вопросов ведения открытых горных работ относятся к приоритетным направлениям развития науки, технологии и техники, а также к критическим технологиям, определенным президен-юм России 30 марта 2002 г.

К таковым направлениям с полным правом можно отнести проблему обеспечения устойчивости бортов карьеров важнейшей составляющей, которой является задача определения коэффициента запаса устойчивости (КЗУ). Успешное решение данной задачи благоприятно отразится на всех стадиях ведения открытых горных работ, повысив безопасность, общую экономическую и технологическую эффективность разработки месторождений.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С.-Петербург

03 20С^актЬОЗ

Учитывая, что до настоящего времени мши ие вопросы этой задачи требуют доработки и совершенствования, адресация внимания методу определения величины КЗУ более чем оправданна.

Цель работы заключается в повышении эффективности и безопасности процесса недропользования путем разработки метода определения рациональной величины коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов.

Идея работы заключается в расчете коэффициента запаса устойчивости карьерных откосов на основе комплексного анализа факторов, влияющих на устойчивость бортов, с оптимизацией итоговой величины путем оценки производственно-технологического риска и экономической эффективности реализации принятого решения.

Научные положения, разработанные лично соискателем:

• для установления рациональной величины коэффициента запаса устойчивости необходимо минимизировать и учитывать грубые, систематические и случайные погрешности физико-механических свойств пород, графических построений, расчетных методов и расчетов, при этом погрешности переменных уравнения равновесия могут варьироваться в широком диапазоне, поэтому их абсолютные значения следует определять индивидуально для рассматриваемых условий получения первичной информации и последующих расчетных процессов;

• повышение точности определения конструктивных параметров карьерных откосов может быть достигнуто расширением комплекса силовых воздействий, природных и горнотехнических факторов, подлежащих количественной и качественной оценке и учету в виде составляющих напряженно-деформированного состояния прибортовых массивов;

• рациональная величина коэффициента запаса устойчивости в конкретных природных и горнотехнических условиях эксплуатации бортов карьеров долж-

на определяться комплексной и последовательной оценкой различных силовых воздействий и факторов, с учетом производственно-технологического риска и экономической эффективности.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: применением апробированных методов математической статистики и теории вероятностей; соответствием используемых в исследовании подходов законам и положениям, инженерной геологии, физике, геометрии и математике; соответствием результатов исследований материалам практического решения отдельных задач устойчивости бортов карьеров.

Научная новизна результатов работы заключается в следующем:

♦ установлено, что погрешности как переменных уравнения равновесия, так и величины КЗУ карьерных откосов формируются целым комплексом причин. строго определенным для каждого конкретного случая;

♦ впервые дана количественная и качественная оценка ряда «малых» силовых воздействий, природных и горнотехнических факторов, обусловливающих напряженно-деформированное состояние прибортовых массивов;

♦ установлено, что отдельные «малые» силовые воздействия и факторы очень незначительны по абсолютной величине, тогда как другие вносят вполне существенный вклад в формирование удерживающих и сдвигаюгцих сил;

♦ установлено, что в отдельных случаях экономически целесообразная величина КЗУ характеризуется большим риском обрушения борта.

Научное значение работы заключается в развитии существующих представлений о геомеханических процессах в прибортовых массивах, путем комплексного анализа и учета силовых воздействий и факторов, определяющих устойчивость карьерных откосов.

Практическое значение работы состоит в разработке метода определения коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов, позволяющего рассчитывать конструктивные параметры бортов карьеров, более точно' отвечающие конкретным природным и горнотехническим условиям ведения горных работ, что обеспечивает безопасную и эффективную разработку месторождений открытым способом.

Реализация выводов и результатов работы. Разработанный метод определения КЗУ используется в учебном процессе кафедры маркшейдерского дела и геодезии (МГГУ) по дисциплине «Управление устойчивостью бортов карьеров» и принят к использованию при реконструкции бортов карьера СП «Эрдэнэт».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях МТТУ - «Неделе горняка» (Москва, 2005-2006 пг.) и на заседаниях кафедры МД и Г (МГГУ) в 2005, 2006 гг.

Публикации. Содержание диссертационной работы достаточно полно отраженно в 5 опубликованных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, 3 приложений, содержит 33 рисунка, 32 таблицы, список использованной литературы из 125 наименований.

I I

Автор выражает благодарность научному руководителю проф., д.т.н Б.В. < Несмеянову за консультации, советы, практическую помощь в период работы над диссертацией, проф., д.т.н. В.Н. Попову за ценные советы и рекомендации в период завершения работы, сотрудникам кафедры МД и Г и других кафедр МГГУ за советы в написании отдельных глав диссертации и поддержку в решении практических вопросов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В работе освещено современное состояние вопроса определения величины коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов. Отмечено, что пути решения вышеозначенной задачи непрерывно развивались и совершенствовались. Ее решению в разное время были посвящены исследования: Скемптона, Бернатовского, ГЛ. Фисенко, С.И. Попова, М.А. Ревазова, В.Н. Попова, В.М. Гудкова, М.Е. Певзнера, Ю.И. Туринцева, Б.В. Несмеянова, Э.Л. Галустьяна, А. И. Арсентьева, Н.К. Звонарева, Ю.А. Малярова, ВА. Гордеева, В.И. Зобнина, , В.Е. Коновалова, Л.Е.Радионова, М.А.Резникова, С.Г.Христова, В.Е. Коновалова, А.К. Мартынова, Т.К. Пустовойтовой, A.M. Мочалова, А.Н. Турина и др.

В рамках решения этой задачи в диссертационной работе рассмотрена природа погрешностей. Указанно, что КЗУ включает в себя ряд погрешностей, обусловленных как точностью расчетного метода определения конструктивных параметров борта, так и точностью определения переменных, входящих в уравнение равновесия призмы возможного обрушения. Более того, погрешности КЗУ имеют различную природу и описываются различными свойствами, поэтому оценены и учтены они должны быть по-разному.

Грубые ошибки могут и должны быть исключены должной организацией сбора геологической информации, лабораторных испытаний образцов пород, полученных в ходе геологических изысканий и расчетных процессов, порядок которых рассмотрен в работе.

Систематические погрешности могут быть следствием недостаточно точного учета силовых воздействий и факторов, оказывающих влияние на призму возможного обрушения, а также постоянных по знаку ошибок в определении физико-механических свойств горных пород. Так, если не включить в уравнение равновесия какую-либо из малых величин силовых составляющих, значе-

ние КЗУ (п) изменится пропорционально значению этой дополнительной удерживающей или сдвигающей силы.

Среди причин проявления систематической погрешности КЗУ также можно назвать то обстоятельство, что все методы и расчетные схемы для определения устойчивости бортов карьеров основаны на определенных допущениях приводящих к отклонениям аналитической модели откоса от действительного распределения сдвигающих и удерживающих усилий. При известном значении погрешности расчетного метода КЗУ корректируется с учетом ее знака и абсолютной величины. Но знак и величина данной погрешности в ряде случаев неизвестны, поэтому есть основания рассматривать ее как систематическую, равную 5 % (согласно данным ВНИМИ). Тогда общую величину КЗУ можно откорректировать согласно выражению

Питр = И "1,05. (1)

Близки по своим свойствам к систематическим погрешностям и теоретически могут быть устранены искажения по фактору срока службы борта, а также несоответствия расчетных характеристик свойств пород их действительным значениям в прибортовом массиве.

Например, величина дополнительного сомножителя к КЗУ, обусловленного снижением прочностных свойств пород с течением времени, може; быть определенна по известной зависимости проф. С.И. Попова или по иным зависимостям, дающим удовлетворительные результаты для рассматриваемых природных условий эксплуатации борта карьера. При этом наиболее приемлемы зависимости, учитывающие геологические условия прибортового массива, а также позволяющие получать дифференцированные значения для самого широкого диапазона срока службы бортов.

Более разнообразны составляющие случайной (среднеквад-ратической) погрешности КЗУ. Для ее отыскания и дальнейшей оптимизации величины КЗУ было проанализировано известное

. , ч Рисунок 1. - Схема' к определению КЗУ

выражение (рисунок 1) по

где ¿Туд 1 -сумма удерживающих сил, кН; £РСЛ, - сумма сдвигающих сил, кН; Si - площадь элементарного блока, м2; у, - плотность пород, слагающих элементарный блок, т/м3; ср, - угол наклона поверхности скольжения в пределах элементарного блока, градус; р, - угол внутреннего трения пород, слагающих элементарный блок, градус; С, - сцепление пород, по поверхности скольжения в пределах элементарного блока, МПа; ¿, - длина поверхности скольжения, в пределах элементарного блока, м.

В результате выполненных исследований были получены зависимости, позволяющие дифференцированно по геомеханическим условиям прибортового массива определять абсолютные значения среднеквадратической погрешности КЗУ. Аналитические выражения для определения величины КЗУ и среднеквад-ратических погрешностей приведены в таблице 1.

Проведенный анализ показал, что погрешности переменных уравнения равновесия, являющиеся основой для расчета погрешности самого КЗУ, формируются целым комплексом причин, и в каждом конкретном случае как факторы, определяющие их величины, так и их абсолютные значения будут иметь самую широкую вариацию. Поэтому будет предпочтительней определять их абсолютное значение индивидуально для каждого случая или, по крайней

Таблица 1

- элементарный блок

дополнительные сдвигающие и удерживающие силы отсутствуют

- элементарный блок

- присутствуют дополнительные сдвигающие и удерживающие силы

- средневзвешенное значение погрешности КЗУ племен-гарных блоков

Условия применения формул

Выражения для определения величины КЗУ« условия их применения и методы расчета средиеквадратически погрешностей

- призма обрушения

• дополнительные сдвигающие н удерживающие силы отсутствуют -п=1

•призма обрушения - присутствуют дополнительные сдвигающие и удерживающие силы П-1

Уравнение определения КЗУ

= 8, т.-соц», + »Ьнр,

п соаф, +С,1[ + А.

' в, У, 81Вф,+В,

7,-соаф, 18р, + УС,11 !

И =------;-—-= 1

¿А - г, '">ф,

п Хд т. • 'ЯР. * > 1Л ,

Выражения отыскания среднеквадратических погрешностей КЗУ

Погрешности переменных формулы

„ ш<ч СЛ . " м;-«¡яф,

I М, мч3я>.

N Vй-«

к т^ I +• т; + т,^ +

М, 8Щф, созф, ] т^ -3600 206265

М, »1пр,

3600

йи'р, 206265

= N + т'|

соаф, «ЕР, - (С,|, + А,)

(м, йп ф, + в,)1

С,

(м, »¡Вф,+ В.)

М, С05ф;

"(М, »¡«фч-в,) ео»'р, 206265

(М, 5ШФ+В,)

м м| ' в, мп <р, + (С,1, + Л,) С«ф, | % 3600

(м, Ф, ■ В,)' 1

т.., =

206265

3600

т.«.!

' (М, 5№ф, + В.) *' РИФ, >а»| + (С,!, + А,) (М, »¡«Ф. +В.У_

г««)

га,« +В1. 4 т_ +тв

N ^ ____

•■"о)* ' тч = '

т ,•Э600 / %

М, —2- (зю<р| + N со!ф()

^ГМ, со$д>| 3600

М сот'р, 206165

+ <+< +т1л

«вколется аналогично пу нкту 4

гаш У*'

юы» жтл» га^>та» т!.1>-

определяются с учетом анизотропии массива, точности лабораторных испытаний и особенностей графо-аналитической обработки материала

Условные обозначения

5, - площадь элементарного б; юга; у, - плотность пород, слагают их этементарный блок, М, - вес пород, слагакниих элементарный б ток (5, у,), ф - угол наклона поверхности скольжения в пределах элементарного блока, р, - у! ол внутреннего трения пород, в пределах элементарного блока; С, - сцепление пород по поверхности скольжения элементарного блока, N - допол-ннтсчьный КЗУ, I., - длина поверхности скольжения, в пределах элементарного блока: А,- дополнительные удерживающие силы на участке элементарного блока, В,- дополнительные сдвигающие силы на участке элементарного блока, - сдвигающие силы на участке элементарного блока, ^- сдвигающие силы призмы обрушения

в^1т5лтт»'т»1'тсд'в,и»п,^>в,А4»гав.( -погрешности определения переменных уравнения равновесия

Продолжение таблицы 1

№ п\п 7 Услош» применения | у ие опведелен1М кзу формул ! г Выражения отыскания среднсквадратических погрешностей КЗУ Погрешности переменных формулы

• призма обрушения - дополнительные сдвигающие и удерживающие силы отсутствуют -п=1 -ф иэико-м еханические свойства пород постоянны (усреднены) вдоль поверхности скольжения *8Р-7 2в,<«4),+С 1 у »¡Пф, 1/£|СОЭЧ>1<ЕР-> $1П<Р|) тг,111с,т,,1Пи, тм,ти, - определяются с учетом анизотропии массива, точности лабораторных испытаний и особенностей гра-фо-аналитической обработки материала шт ,тс,тр,-сопз1

8 - призма обрушения • присутствуют дополнительные сдвигающие и удерживающие силы •физико-механические свойства пород постоянны (усреднена) адоль поверхности скольжения т„л,т„Т ,т„, .т.,.т,с,п|„л - находятся аналогично пункту 7

9 Условные обозначения. Б, - площадь элементарного блока; 7 плотность пород, слагающих призму возможного обрушения, Ф - угол наклона поверхности скольжения в пределах элементарно! о блока, р - угол внутреннего трения пород, слагающих призму возможного обрушения. С - сцепление пород, по поверхности скольжения; Ь, - длина поверхности скольжения на участке элементарного блока, A,- дополнительные удерживающие силы на участке элементарного блока, B,- дополнительные сдвигающие силы на участке элементарного блока; N - дополнительный КЗУ. £ сдвигающие силы призмы обрушения, ' м ^ - среднекаадрахкческке погрешности определения переменных $„ у, С, р, Ц, А„ В,

мере, относительно конкретных условий сбора и обработки первичной информации.

Например, погрешность определения угла наклона поверхности скольжения в пределах элементарного блока может быть обусловлена действием нескольких составляющих:

• погрешностью определения угла наклона естественной поверхности ослабления (т^);

• графической погрешностью построения поверхности скольжения (т91);

• погрешностью измерений с профиля откоса (то2).

' В частности, погрешность угла наклона поверхности скольжения в пределах элементарного блока, обусловленная неточностью положения центра радиуса круглоцилиндрической поверхности скольжения, составит

где т„ - погрешность положения центра радиуса линии скольжения;

Я - радиус линии скольжения.

Таким образом, величина данной составляющей пофешности угла наклона поверхности скольжения напрямую зависит как от точности графических пострйений, так и от масштаба построения профиля откоса (в среднем колеблется ог деся!ых градуса до 1,5 и более градуса).

Общая же погрешность по группе рассмотренных факторов угла наклона поверхности скольжения в пределах элементарного блока определится из выражения

Многоэтапный характер формирования имеют и погрешности иных переменных уравнения равновесия, таких как: у, , Б,, р,, С( Д . В резулыаге выполненных исследований были разработаны методы определения означенных

(3)

(4)

погрешностей и предложен комплекс мер, позволяющий их минимизировать, а в ряде случаев и устранить.

В диссертации проведен анализ «малых» силовых воздействий и дополнительных факюров, обусловливающих устойчивость карьерных откосов. Обычно при выполнении таких расчетов учитывают влияние ограниченного числа силовых составляющих напряженного состояния прибортового массива. Как правило, это силы давления призмы возможного обрушения, силы трения и сцепления по поверхности скольжения. Однако в процессе эксплуатации карьера на отдельные участки уступов и бортов карьера действуют как перманентно, так и периодически и другие силы. При эчом одни из них оказывают воздействие на весь борт карьера, тогда как другие локализованы на определенных участках карьера. По своему воздействию дополнительные силовые нагрузки могут 'к^к исключительно снижать устойчивость откоса, так и изменять общую картину напряженного состояния прибортового массива, одновременно внося вклад и в удерживающие, и в сдвигающие силы. Также на породный массив оказывают воздействие различные факторы, изменяющие характеристики прочностных свойств горных пород.

Несмотря на то, что при определенных условиях эти силовые воздействия могут изменить баланс удерживающих и сдвигающих сил в гу или иную сторону, в большинстве свосм они ранее не учитывались. Это во многом было обусловлено значительным усложнением расчетов при расширении числа факторов, влияющих на устойчивость прибортовых массивов. В настоящее время данная проблема в значительной степени упрощена автоматизацией вычислительных операций, что позволяет принять во внимание ранее опускаемые силовые составляющие и тем самым повысить точность и объективность выполняемых расчетов. Из всего многообразия возможных факторов, которые имеют место на конкретном карьере в работе были рассмотрены те из них, которые на данный момент не только выявлены, но и хотя бы частично могут быть учтены

К существенным силовым нагрузкам стоит отнести давление, оказываемое на поверхности уступов и бортов карьера транспортными средствами, техникой и строениями. Учитывая, что на карьерах часто эксплуатируется большегрузный транспорт, можно утверждать, что адресация внимания данному виду нагрузок более чем оправдана. Наибольшее давление от транспортного средства испытывает участок поверхности скольжения находящийся ближе всего к дневной поверхности, а также в зоне перекрытия давления от двух транспортных средств. Поэтому при анализе воздействия транспортной нагрузки на поверхность скольжения наибольшее внимание следует уделять участкам с наименьшими значениями угла внутреннего трения и сцепления, особенно находящимся в наиболее загруженной от транспортного давления зоне. Нагрузки, создаваемые временными строениями имеют свое отличие в четкой локализации относительно борта карьера в виду стационарности строений, а также в отсутствие динамического воздействия, поэтому их учет еще более прост.

Ряд месторождений располагается в зонах с повышенной сейсмической активностью. При этом различные районы ведения горных работ отличаются не только силой возможных землетрясений, но и периодичностью их возникновения, что также немаловажно. Если дополнительное негативное воздействие, вызванное техногенной сейсмичностью в результате проведения взрывных рабог, можно и нужно уменьшать, частично предотвращать и учитывать, то естественную сейсмичность можно лишь учесть в качестве дополнительного фактора, оказывающего влияние на устойчивость карьерных откосов. Так, сейсмическую инерционную нагрузку (Рс), обусловленную изменением веса породного массива в результате колебаний, предлагается учитывать умножением вер шкальной нагрузки от массы отдельных элементарных блоков призмы обрушения (т) на коэффициент сейсмичности - Кс:

' I ,

где % - ускорение свободного падения, м/с .

Для районов с высокой балльностью землетрясений коэффициент сейсмичности имеет существенную величину, например, при землетрясении в восемь баллов изменение вертикальной нагрузки может достигать более 20%.

Следует отметить, что непосредственный учет полученных величин, возможен при условии сопоставимости значений: продолжительности службы борта карьера и периодичности возникновения землетрясений, расчетной силы. В противном случае, когда период предполагаемой эксплуатации борта суще-ствёнйо отличается от периодичности землетрясений, необходимо учитывать вероятность землетрясения в период эксплуатации борта, которая может быть найдена из соотношения

* = (6)

где X - время эксплуатации борта, лет;

Т - периодичность возникновения землетрясений расчетной балльности, лет

Более того, динамическое воздействие сейсмической волны оказывает влияние и на физико-механические свойства породного массива, уменьшая сопротивление пород сдвигу под действием колебательных процессов. Наиболее чувствительны к колебаниям (сотрясению) рыхлые недоуплотненные породы, тогда как скальные породы менее чувсшительны к вибрационному воздействию.

Часто горно-геологические условия эксплуатации карьеров осложнены неблагоприятным действием грунтовых и поверхностных вод, а также атмосферных осадков. В ряде случаев отдельные негативные моменты, вызванные гидрогеологическими условиями, можно учесть при расчетах устойчивости. По замечании? проф. Фисенко Г.Л., учет сил гидростатического взвешивания и гидростатического давления не вносит существенного осложнения в расчетные схемы.

Очень значимым для оценки устойчивости бортов карьеров может быть снижение прочностных и деформационных свойств пород в результате их увлажнения (снижаясь на 200-300% от первоначального значения). Этому явлению в первую очередь подвержены породы, залегающие на небольшой глубине относительно поверхности, которые в большей степени подвержены воздействию атмосферных осадков. Поэтому при наличии вышеуказанных негативных факторов и данных по изменению свойств увлажненных пород расчет устойчивости следует проводить на основе физико-механических свойств горных пород в увлажненном состоянии, принимая во внимание скорость инфильтрации, пористость пород и наибольшее количество атмосферных осадков, выпадающих в данной местности в ограниченный период времени.

Следует отметить, что атмосферные осадки, выпадающие в твердой фазе (в виде снега), скапливаясь на поверхности уступа, не изменяя физико-механических свойств пород, тем не менее создают дополнительный при-груз к массе призмы возможного обрушения (рисунок 2), который особенно ощутим для устойчивости невысоких откосов с прибортовыми массивами, сложенными породами с низкими прочностными характеристиками.

Рисунок 2. - Схема действия дополнительного пригруза от осадков в твердой фазе

Такой пригруз осадки создают только в случае, когда они не успевают растаять и инфильтроваться в породный массив, то есть в период года со среднесуточной температурой ниже 0 °С.

Учитывая приблизительную равномерность распределения осадков, приходящихся на единицу площади поверхности уступа, дополнительная нагрузка,

J J

приходящаяся на один метр бермы по фронту карьера, может быть найдена из выражения

F»»=8th.y,, (7)

где t - количество дней со среднесуточной температурой < О °С; h - количество осадков, выпадающих в вышеуказанный период, м; у„ - плотность воды, т/м3;

Помимо вышеописанного влияния атмосферных осадков на устойчивость откосов имеются и другие климатические факторы, оказывающие воздействие на свойства пород, а значит, и на устойчивость уступов и бортов карьеров. К таковым относится температурный режим эксплуатации карьера. H.A. Цытови-чем, С.С. Вяловым и Н.К. Пекарской установлена зависимость сопротивления мерзлых скальных пород разрушению, которая показывает, что каждому диапазону температур свойственны определенные прочностные показатели. Поэтому испытания многолетнемерзлых пород должны проводится в различных диапазонах температур, им характерных, а за расчетные значения следует принимать наиболее неблагоприятные.

Для правильного и корректного выражения нагрузки, создаваемой призмой обрушения, необходимо, чтобы масса тела была помножена на величину ускорения свободного падения. Таким образом, масса как характеристика количества вещества станет весом, то есть характеристикой силового воздействия гела на поверхность скольжения. Общая формула для определения ускорения силы тяжести на широте ф и на высоте h будет выглядеть следующим образом:

g„„ = 9,78030 • (1 + 0,005302 sraJ<p - 0,000007 • sin22<р) - 3,086 10"6 h, (8)

где h-высота над уровнем моря, м;

go,f- ускорение силы тяжести на уровне моря и географической широте ф, м/с2.

Необходимо отметить, что математические операции для нахождения более точно соответствующего данной местности ускорения свободного падения не сложны. При этом единожды рассчитанное значение может быть использовано в период всей службы карьера.

На борт карьера, как и на любой земной объект, оказывают влияние и гравитационные силы внешних, а 5

в данном случае космических, объектов. Наиболее сильное { С\ \ ) влияние оказывает луна (рису- ^

нок 3). Рисунок 3. - Гравитационное воздействие

луны на призму обрушения

Точный учет гравитационных сил луны сложен, и поэтому расчет может быть выполнен по упрощенной схеме, при допущении, что максимальные сдвигающие силы, вызванные лунной гравитацией, равны (то есть совпадают по направлению) собственно силам гравитации между лунной и призмой обрушения. С учетом сказанного дополнительные сдвигающие усилия, вызванные гравитационным взаимодействием луны и призмы возможного обрушения, предлагается определять из выражения

Р ® ш пр«мы • 3,319 • 10"5 Н. (9)

Для нахождения максимальных сдвигающих усилий, вызванных гравитационным взаимодействием луны и призмы возможного обрушения, остается найти массу призмы возможного обрушения, что само по себе не является ско^ь-нибудь сложным.

Таким образом, по величине отдельные «малые» силовые воздействия являются малыми только по отношению к основным сдвигающим и удерживающим силам прибортового массива, другие же дополнительные силовые воздействия, напротив, не столь значимы по своей абсолютной величине. Однако и их

учет повышает степень соответствия отображаемой в расчетах устойчивости карьерных откосов, картины напряженного состояния прибортового массива ее действительному значению, освобождая эти расчеты от систематических погрешностей и, как уже было отмечено выше, в ряде случаев не сопряжен со скойь-нибудь значимым усложнением этих расчетов. Более подробные рекомендации по учету различных «малых» силовых воздействий и факторов устойчивого состояния прибортового массива приведены в диссертации.

Отдельно в работе рассмотрено нахождение оптимальной величины КЗУ по фактору случайной погрешности его определения Необходимость отдельного рассмотрения означенной задачи оптимизации КЗУ обусловлена вероятностным характером случайной погрешности. Таким образом, наиболее рациональное значение КЗУ по фактору случайных погрешностей должно быть получено путем, анализа конкурентоспособных решений по величине конструктивных параметров борта. То есть путем сопоставления затрат на оформление борта карьера с гипотетическими потерями при его обрушении, характеризующими величину производственно-технологического риска.

Величина дополнительного сомножителя в КЗУ по фактору случайной погрешности его определения составит

(Ю)

где Апслуч - дополнительная величина запаса устойчивости, обусловленная на-

I 1

личием случайных погрешностей.

В свою очередь, вероятность того, что при данной величине среднеквад-рагической погрешности - т„ и дополнительной величине запаса устойчивости, обусловленной наличием случайных погрешностей (ДПсЛуч), будет нарушено соотношение равновесия удерживающих и сдвигающих сил борта и произойдет обрушение в период его эксплуатации, соответствует риску обрушения

11 = 0,5-

01)

где Ф - функция Лапласа.

В качестве критерия оптимизации величины КЗУ по факторам случайных погрешностей принято условие выражающее интегральный экономический эффект от реализации выбранного решения по величине получ:

■ Определение наиболее рациональной дополнительной величины запаса устойчивости, обусловленной наличием случайных погрешностей, предлагается вести методом последовательных приближений, итерацией Дпш,г до наиболее оптимального значения, характеризуемого выражением (12).

Для решения уравнения (12) в работе рассмотрено формирование эксплуатационных и капитальных затрат на первичное оформление борта и гипотетических потерь в случае его обрушения. Они могут быть обусловлены работами по заоткоске борта и экскавации горной массы; принятием дополнительных мер по укреплению; транспортировкой и складированием горной массы; рекультивацией земель дополнительно отчуждаемых под складирование горной массы, подлежащей вскрыше; вынужденным простоем предприятия или отдельного его участка на время ликвидации последствий деформации откоса и

На основе комплексного рассмотрения причин, формирующих величину КЗУ, разработан метод определения ее рационального значения для конкре!-ных условий разработки карьера или его участка, дающий наиболее приемле-

Э „Го5-ФГ±АПму-

~ ' I ш.

■ Потерь Затрат -> тт. (12)

Т.д.

чые, с точки зрения технологии и экономики ведения горных работ, значения конструктивных параметров борта карьера.

, (Учитывая, что величина КЗУ является функцией многих переменных, численные значения которых определенны с некоторой с гепенью точности, она требует коррекции. Таким образом, конечная величина КЗУ отлична от единицы и может быть представлена как произведение частных коррелирующих коэффициентов:

гУо6щ=Пв'Ир,с,.'Пс.стПглуч, (13)

где па - КЗУ, обусловленный фактором времени (сроком службы борта); пр<1(,ч -КЗУ, обусловленный погрешностью расчетных методов; псисг- КЗУ, компенсирующий систематические погрешности обусловленные несоответствием расчетной нагрузки на борт с фактической; псл>ч - КЗУ, обусловленный случайными погрешностями определения переменных уравнения равновесия и частных корректирующих коэффициентов.

Принимая во внимание, что отклонения величины КЗУ от «истинного» значения имеют разную природу и описываются различными свойствами, расчет ее рационального значения следует проводить в определенной последовательности, позволяющей учесть особенности часшых корректирующих коэффициентов. На первом этапе предлагается максимально устранить влияние отклонений КЗУ от его «истинной» величины, имеющих неслучайный характер,

> I

откорректировав расчетные значения физико-механических свойств пород и учтя действие различного рода дополнительных сдвигающих и удерживающих сил призмы возможного обрушения. И лишь затем производить оценку средне-квадратических погрешностей КЗУ и его оптимизацию по фактору случайных погрешностей. В работе изложены этапы данной последовательности с описанием расчетов, их сопровождающих. В общем виде данный алгоритм определения рациональной величины КЗУ представлен на рисунке 4.

Рисунок 4. - Алгоритм определения рациональной величины КЗУ

В заключение работы приведен пример вычисления рациональной величины КЗУ по предлагаемому методу и сравнение полученных результатов с экономическими показателями, характеризующими применение иных методов и рекомендаций.

Сравнение показало, что в отдельных случаях рассчитанная по предлагаемому методу величина КЗУ может характеризоваться большим риском об-

г 1

рушения борта, чем при использовании других методов и рекомендаций. Однако данная величина производственно-технологического риска является наиболее приемлемой с точки зрения оценки перспектив инвестиций в обеспечение устойчивости борта карьера, характеризуясь меньшей величиной суммы ожидаемых затрат и потерь, а следовательно, и большей величиной прибыли.

Таким образом, обеспечение наименьшего риска обрушения борта карьера не следует рассматривать в качестве единственного и главного критерия оптимизации конструктивных параметров борта.

> I

Заключение

В диссертации дано новое решение актуальной задачи разработки метода определения коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов, имеющей важное значение для повышения безопасности и технико-экономической эффективности ведения горных работ открытым способом

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

1. Одним из основных путей повышения точности КЗУ является увеличение числа силовых составляющих, подлежащих анализу при оценке устойчивости прибортового массива. Для решения этой задачи разработаны методы учета ряда «малых» силовых воздействий и факторов, оказывающих влияние на устойчивость уступов и бортов карьеров в период их эксплуатации.

2. В формировании общей величины КЗУ большую роль играет дополнительная величина, обусловленная погрешностью его определения 11ри этом погрешности имеют разную природу возникновения, соответственно, порядок их

г I

определения и учета имеет свои особенности. Предложены методы определения, учета и минимизации грубых, систематических и случайных отклонений КЗУ от его «истинной» величины.

' I

3. Установлено, что погрешности переменных уравнения равновесия имеют величины, варьирующиеся в широком диапазоне. В работе даны рекомендации и разработаны методики по определению, минимизации, а в ряде случаев и исключению из расчетного процесса грубых, систематических и случайных погрешностей переменных уравнения равновесия.

4. Для получения рациональной величины КЗУ по фактору случайных погрешностей следует проводить анализ экономической эффективности конкурентоспособных решений по принимаемой величине дополнительного запаса устойчивости. При этом экономическая эффективность характеризуется затратами на противодеформационные мероприятия, а также затратами, возникающими в результате гипотетического обрушения рассматриваемого борта, с учетом вероятности реализации данного события.

5. Общая величина КЗУ примет наиболее рациональное значение при комплексном и последовательном учете всех составляющих, ее формирующих. Эго определяется: максимальной подробностью учета силовых воздействий и факторов, оказывающих влияние на устойчивость прибортового массива, обусловленных природными и горнотехническими особенностями рассматриваемого объекта; учетом систематических и случайных погрешностей КЗУ.

6. Разработанный метод определения рациональной величины КЗУ принят к использованию при реконструкции бортов карьера СП «Эрдэнэт». Отдельные рекомендации и решения, предлагаемые в данной работе, представляют ценность для решения общих задач устойчивости и могут быть использованы самостоятельно и независимо от рассматриваемого метода определения КЗУ карьерных откосов.

Основные положения и научные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Несмеянов. Б.В., Твердое A.A. Состояние вопроса выбора коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов [Текст] // Маркшейдерия и недропользование. - 2005. - №6. - С.55-58.

2. Твердов A.A. Определение погрешностей исходных данных при расчетах устойчивости карьерных откосов [Текст] // Маркшейдерия и недропользование. - 2006. - №1.- С.50-53.

3. Несмеянов. Б.В., Твердов A.A. «Малые» силовые воздействия и их учет при расчетах устойчивости карьерных откосов [Текст] // Маркшейдерия и

г i

недропользование. - 2006. - № 2. - С.59-62.

4. Твердов A.A., Несмеянов. Б.В. К вопросу определения коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов [Текст]. - М.: МГТ'У, ГИАБ, - 2006. - №4. - С.87-92.

5. Несмеянов Б.В., Твердов A.A. Учет риска обрушения в расчетах устойчивости бортов карьеров [Текст] // Маркшейдерский вестник. - 2006. - № 2. -С. 32-34.

Подписано в печать 24.05 2006 г Формат 60x90/16

Объем 1,0 п.л._Тираж 100 экз._Заказ № МВ

Типография Московского государственного горно! о университета, Москва, Ленинский проспект, б

»15072

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Твердов, Андрей Александрович

ВВЕДЕНИЕ. 5

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСОВ ТЕОРИИ

• И ПРАКТИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ЗАПАСА ПРИ РАСЧЕТАХ УСТОЙЧИВОСТИ КАРЬЕРНЫХ ОТКОСОВ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ. 9

1.1. Анализ методов, методик и рекомендаций по выбору коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов.

1.2. Цель задачи и методы исследований.

Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

БАЗОВЫХ РАСЧЕТНЫХ ВЕЛИЧИН И МЕТОДОВ

ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ КАРЬЕРНЫХ ОТКОСОВ. 27

2.1. Природа возникновения и порядок учета влияния грубых погрешностей.

2.2. Природа возникновения и порядок учета влияния погрешностей, носящих систематический характер ф 2.3. Разработка метода определения среднеквадратической погрешности коэффициента запаса устойчивости.

2.4. Случайные погрешности расчетных величин.

2.5. Оценка точности соответствия физико-механических свойств пород в образце и массиве.

2.6. Оценка точности расчетных методов.

2.7. Срок службы бортов карьеров и учет временного фактора при расчетах их устойчивости. Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. МАЛЫЕ СИЛОВЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ, ИХ ВЛИЯНИЕ И УЧЕТ ПРИ ОБОСНОВАНИИ ВЕЛИЧИНЫ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА УСТОЙЧИВОСТИ.86 3.1. Временная нагрузка транспортных средств.

3.2. Нагрузка от временных строений и объектов в зоне призмы обрушения.

3.3. Нагрузки от гидростатических и гидродина- ^ мических сил.

3.4. Климатические факторы.

3.5. Сейсмические нагрузки.

3.6 Гравитационное воздействие луны.^ ф 3.7. Архимедова сила атмосферы земли.t по

3.8. Гравитационные силы.

Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ, ИХ ВЛИЯНИЕ И УЧЕТ ПРИ ОПТИМИЗАЦИИ ВЕЛИЧИНЫ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА УСТОЙЧИВОСТИ 113-149 4.1. Разработка критерия оптимизации величины коэффициента запаса устойчивости по фактору случайных погрешностей. ИЗ ф 4.2. Экономическая оценка затрат на формирование борта и потерь в результате его обрушения.

4.3. Экономическая оценка ущерба сторонних организаций и государственной инфраструктуры в результате обрушения бортов.

4.4. Экономическая оценка последствий повышения производственного травматизма в результате гипотетического обрушения. 4.5. Оптимизация величины коэффициента запаса устойчивости, обусловленной случайными погрешностями, с точки зрения соблюдения максимальной экономической эффективности.

4.6. Обоснование величины точности округления для коэффициента запаса устойчивости и основных конструктивных параметров.

Выводы к главе 4.

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА ПРИ РАСЧЕТАХ УСТОЙЧИВОСТИ КАРЬЕРНЫХ ОТКОСОВ.150ф 5.1 Составление алгоритма обоснования рациональной величины коэффициента запаса устойчивости.

5.2 Технико-экономическое сравнение вариантов.

Выводы к главе 5.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка метода определения коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов"

В настоящее время одна из главных статей дохода государственного бюджета России формируется поступлениями от горнодобывающей отрасли. На долю минерально-сырьевого сектора экономики приходиться 33 % валового внутреннего продукта страны (данные на 2002 год [42]). Значимость данного сектора экономики становится еще более ощутимой, если учесть, что он также является поставщиком сырья, необходимого для эффективного протекания производственных процессов ряда других отраслей страны. Следовательно, обеспечение бесперебойного и рационального процесса функционирования добывающей отрасли является стратегической задачей, определяющей благополучие и безопасность страны в целом.

Одним из наиболее распространенных способов как по частоте применения, так и по объему валовой добычи полезного ископаемого является открытый способ разработки месторождений полезных ископаемых, на его долю приходится более 80 % всех извлекаемых из недр твердых полезных ископаемых России [73]. При этом ряд практических и научных вопросов ведения открытых горных работ относятся к приоритетным направлениям развития науки, технологии и техники, а также к критическим технологиям, определенным президентом России 30 марта 2002 г. (ПР-577, 578).

Учитывая, что до настоящего времени многие вопросы этой задачи требуют доработки и совершенствования, адресация внимания методу определения величины КЗУ более чем оправданна.

Научные положения, разработанные лично соискателем:

• рациональная величина коэффициента запаса устойчивости в конкретных природных и горнотехнических условиях эксплуатации бортов карьеров должна определяться комплексной и последовательной оценкой различных силовых воздействий и факторов, с учетом производственно-технологического риска и экономической эффективности.

Научная новизна результатов работы заключается в следующем: установлено, что погрешности как переменных уравнения равновесия, так и величины КЗУ карьерных откосов формируются целым комплексом при

I чин, строго определенным для каждого конкретного случая; впервые дана количественная и качественная оценка ряда «малых» силовых воздействий, природных и горнотехнических факторов, обусловливающих напряженно-деформированное состояние прибортовых массивов; установлено, что отдельные «малые» силовые воздействия и факторы очень незначительны по абсолютной величине, тогда как другие вносят вполне существенный вклад в формирование удерживающих и сдвигающих сил; установлено, что в отдельных случаях экономически целесообразная величина КЗУ характеризуется большим риском обрушения борта.

Научное значение работы заключается в развитии существующих представлений о геомеханических процессах в прибортовых массивах путем комплексного анализа и учета силовых воздействий и факторов, определяющих устойчивость карьерных откосов.

Практическое значение работы состоит в разработке метода определения коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов, позволяющего рассчитывать конструктивные параметры бортов карьеров, более точно отвечающие конкретным природным и горнотехническим условиям ведения горных работ, что обеспечивает безопасную и эффективную разработку месторождений открытым способом.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях МГГУ - «Неделе горняка» (Москва, 2005-2006 гг.) и на заседаниях кафедры МД и Г (МГГУ) в 2005, 2006 гг.

Публикации. Содержание диссертационной работы достаточно полно отраженно в 5 опубликованных работах.

Заключение Диссертация по теме "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр", Твердов, Андрей Александрович

Выводы к главе 5

1. Величина КЗУ является функцией многих переменных, при этом частные корректирующие коэффициенты имеют особенности определения и учета. Данное обстоятельство налагает требования по комплексному и поэтапному определению рациональной величины КЗУ.

2. Правильным следует считать последовательность расчета величины КЗУ, когда вначале определяются частные корректирующие коэффициенты обусловленные неслучайными отклонениями (по факторам срока службы борта, систематических погрешностей, неточности расчетных методов). Определение КЗУ по фактору случайных погрешностей, следует отнести к заключительному этапу расчетных работ.

3. Обеспечение наименьшего риска обрушения борта карьера не следует рассматривать в качестве единственного и главного критерия оптимизации конструктивных параметров борта карьера. В ряде случаев повышение надежности сохранением бортом устойчивого состояния, может сопровождаться неприемлемо высоким уровнем затрат на ее обеспечение.

4. Предлагаемый метод определения рациональной величины КЗУ, может быть реализован на карьерах расположенных в различных регионах страны, характеризуемых самими разными природными и горнотехническими условиями эксплуатации.

5. Отдельные составляющие предлагаемого метода определения рациональной величины КЗУ, имеют самостоятельную ценность и могут быть использованы в решении некоторых инженерно-практических задач оценки устойчивости карьерных откосов автономно от метода в целом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

2. В формировании общей величины КЗУ большую роль играет дополнительная величина, обусловленная погрешностью его определения. При этом погрешности имеют разную природу возникновения, соответственно, порядок их определения и учета имеет свои особенности. Предложены методы определения, учета и минимизации грубых, систематических и случайных отклонений КЗУ от его «истинной» величины.

5. Общая величина КЗУ примет наиболее рациональное значение при комплексном и последовательном учете всех составляющих, ее формирующих. Это определяется: максимальной подробностью учета силовых воздействий и факторов, оказывающих влияние на устойчивость прибортового массива, обусловленных природными и горнотехническими особенностями рассматриваемого объекта; учетом систематических и случайных погрешностей КЗУ.

Основные положения и научные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Несмеянов. Б.В., Твердов А.А. Состояние вопроса выбора коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов [Текст] // Маркшейдерия и недропользование. - 2005. - №6. - С.55-58.

2. Твердов А.А. Определение погрешностей исходных данных при расчетах устойчивости карьерных откосов [Текст] // Маркшейдерия и недропользование. - 2006. - №1.- С.50-53.

3. Несмеянов. Б.В., Твердов А.А. «Малые» силовые воздействия и их учет при расчетах устойчивости карьерных откосов [Текст] // Маркшейдерия и недропользование. - 2006. - № 2. - С.59-62.

4. Твердов А.А., Несмеянов. Б.В. К вопросу определения коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов [Текст]. - М.: МГГУ //ГИАБ, - 2006 - №4. - С.87-92.

5. Несмеянов Б.В., Твердов А.А. Учет риска обрушения в расчетах устойчивости бортов карьеров [Текст] // Маркшейдерский вестник. - 2006. - № 2. - С. 32-34.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Твердов, Андрей Александрович, Москва

1. Агальцова Т.А., Горностаева А.В., Зайцева Е.А., и др. Оценки эффективности инвестиционных проектов Текст. Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет, 2002.

2. Арсентьев А.И. Вскрытие и система разработки карьерных полей Текст. М.: Недра, 1981. - С.7-13, 264-265.

3. Баклашов И.В. Картозия Б.А. Механические процессы в породных массивах Текст. М.: Недра, 1986. - 272 с.

4. Берон А.И. Характеристики трения горных пород Текст. М.: Наука, 1967.- 208 с.

5. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести Текст. М.: Высшая школа, 1968. - 512 с.

6. Беккенбах Э.Ф. Современная математика для инженеров Текст.- М.: Иностранная литература, 1958, с. 250-254.

7. Борщ-Компониец В.И. Геодезия и маркшейдерское дело Текст.- М.: Недра, 1989. С. 64-65, 487.

8. Борщ-Компониец В.И. Механика горных пород, массивов и горное давление Текст. М.: Недра, 1986. - 272 с.

9. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов Текст. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1955. - 536 с.

10. Букринский В.А. Задания и методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «геометрия недр». Раздел 3 Текст.- М.: МГГУ, 1996.

11. Булат С.А. Оценка эффективности технологических процессов при проектировании карьеров Текст. Орел: Труд, 2002. - 143 с.

12. Ведомственные строительные нормы и правила по охране природной среды при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог ВСН 8-89 Текст.: утв. Минавтодором РСФСР от 04.10.89. per. № НА-17/315 М.: МИНАВТОДОР РСФСР, 1989.

13. Виницкий К.Е. Оптимизация технологических процессов на открытых разработках Текст. М.: Недра, 1976. - 280 с.

14. Всемирного тяготения закон Текст. // Советский энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1988. - С. 253.

15. Галустьян Э.Л. Исследования в области контроля устойчивости бортов карьеров Текст. // Горный журнал. 1997. - №1.

16. Галустьян Э.Л., Веретельник И.П. Предупреждение крупномасштабных разрушений бортов карьеров путём поэтапной оценки их устойчивости Текст. // Горный журнал. -1999. № 2.

17. Галустьян Э.Л. Управление геомеханическими процессами в карьерах Текст. -М.: Недра, 1980. С.63-65, 97-99.

18. Глозман Г.Р., Ермаков И.И., Печенин Ю.И. Устойчивость бортов карьеров в условиях многолетней мерзлоты Текст. М.: Цветметинформа-ция, 1975.- 54 с.

19. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике Текст. : Учебное пособие [для вузов]. -М.: Высшая школа, 1979.-400 с.

20. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика Текст.: Учебное пособие [для вузов].- М.: Высшая школа, 1977. 479 с.

21. Гравитационная постоянная Текст. // Советский энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1988. - С. 333.

22. Гудков В.М., Радионов JI.E. К вопросу об определении коэффициента запаса устойчивости при расчетах оптимальных углов наклона бортов карьера Текст. // Сб. науч. тр. «Маркшейдерское дело и геодезия». М.: ВЗПИ, 1970.-выпуск 58.

23. Турин А.Н., Цевелев П.А. Оценка условий локальных деформаций высоких уступов при крутопадающих поверхностях ослабления Текст. // "Записки Горного института".- 2001.-том 146.

24. Дьяков Б.Н. Геодезия. Общий курс Текст.: Учебное пособие [для вузов]. Новосибирск: ЦИТ СГГА, 2002.

25. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом Текст.: утв. Госгортехнадзором России 09.09.02. Зарегистрировано в Минюсте РФ 21.11.02. Per. N 3938.

26. Звонарев Н.К. Обоснование величины коэффициента запаса при расчетах устойчивости бортов карьеров Текст.: Дис. канд. . техн. наук. -Л.: ЛГИ, 1964.- 165 с.

27. Зобнин В.И. О коэффициенте запаса при оценке устойчивости бортов карьеров. Сборник научных трудов «Совершенствование технологии добычи и обогащения руд цветных металлов» Текст. Свердловск: 1983. -С. 32-36.

28. Зотеев В.Г. Зависимость прочности массива скальных пород от его трещиноватости Текст. // Тр. ИГД МЧМ СССР- М.: 1966. вып. 12.- С. 40-47.

29. Зотеев В.Г. Теоретические основы обеспечения устойчивости и формирования скальных откосов глубоких карьеров. Автореф. дис. . докт. техн. наук Текст. Свердловск: СГИ, 1982.

30. Иванников Д.А., Фомичев Е.Н. Основы метрологии и организации метрологического контроля Текст. Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет, 2001.

31. Ильин А.И., Гальперин A.M., Стрельцов В.И. Управление долговременной устойчивостью откосов на карьерах Текст. М.: Недра, 1985. -415 с.

32. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов Текст.: СНиП 2.01.15-90 / утв. постановлением Госстроя РФ 29.12.90. Дата введения 01.01.92. Доступно с сайта. -http://www.msfin.rU/sniphtml.php/2.01.15-90.html

33. Интенсификация горных работ в карьерах Текст. // Под общ. ред. А.И. Арсентьева и др. М.: Недра, 1965. - 278 с.

34. Кагермазова С.В. некоторые результаты изучения выветривания горных пород на карьерах // Сб. науч. тр./ ВНИМИ 1968. -№ 64. - С.242-248.

35. Капутин Ю.Е. Горные компьютерные технологии и геостатистика Текст. С.-Пб.: Недра, 2002. - 400 с.

36. Картозия Б.А., Борисов В.Н. Инженерные задачи механики подземных сооружений. Расчет крепей и обделок Текст. М.: МГГУ, 1997. - С. 22-26.

37. Каспарьян Э.В., Блазнина Д.Н. Определение прочностных характеристик скальных пород Текст. // Инженерная геология 1982. - № 4. - С. 72-81.

38. Ким Д.Н. Исследование влияния структуры на прочность массиваи параметры бортов карьеров Текст.: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -М: МГИ, 1970.

39. Козловский Е.А., Малютин Е.С. Минерально-сырьевые ресурсы России Текст. // Маркшейдерия и недропользование. 2002. - №2 (4). - С.8.

40. Конституция Российской федерации Текст. -М.: Ось-89, 1998.48 с.

41. Коробкин В.И., Передельский JI.B. Инженерная геология и охрана природной среды Текст. Ростов-на-Дону: Изд-во Рост. Ун-та, 1992. - С. 43-49, 95-97, 259.

42. Краткий технический справочник. Под общей редакцией Зиновьева. В.А. Текст. М.: Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1952. -С. 132, 135, 137.

43. Куваев Н.Н. Влияние трещиноватости на устойчивость бортов карьеров Текст.: Автореф. дис. канд. техн. наук. Л.: ЛГИ, 1958.

44. Кузнецов Г.Н. Предельное состояние твердых горных пород с учетом пространственной ориентировки естественных поверхностей ослабления Текст. // Сб. науч. тр./ В НИМИ 1962. - Вып. 13. - С.198-221.

45. Кузнецов Н.Н. Исследование и разработка технологических способов управления устойчивостью бортов карьеров (на примере меднорудного карьера «Объединенный») Текст.: Дис. . канд. техн. наук: 05.15.03- М.: МГМИ, 1980.- 184 с.

46. Ломтадзе В.Д. Физико-механические свойства горных пород Текст. Л.: Недра, 1990. - 328 с.

47. Луна Текст. // Советский энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1988. - С. 730.

48. Любимов Н.И. Носенко Л.И. Справочник по физико-механическим параметрам горных пород рудных районов Текст. М.: Недра, 1978. -285 с.

49. Макаров И.М., Виноградская Т.М., и др. Теория выбора и принятия решения Текст. -М.: Наука, 1982.

50. Маковский J1.B. Городские подземные транспортные сооружения Текст.-М.: Стройиздат, 1985. С. 163, 167-170.

51. Маляров Ю.А. Технико-экономические аспекты управления состоянием бортов карьеров в скальных и полускальных породах Текст.: Дис. . канд. техн. наук: 08.00.05. М.: МГИ, 1973. - 156 с.

52. Маркшейдерские работы на карьерах и приисках: справочник Текст. / В.Н. Попов, К.С. Ворковостов, Столчнев В.Г. и др. // М.: Недра, 1989.-425 с.

53. Мельников Н.В. Теория и практика открытых разработок Текст. -М.: Недра, 1973.- 635 с.

54. Месчян С.Р. Механические свойства грунтов и лабораторные методы их определения Текст. М.: Недра, 1974. - 191 с.

55. Методические указания по определению углов наклона бортов, откосов уступов и отвалов строящихся и эксплуатируемых карьеров Текст. -JL: ВНИМИ, 1972.- 165 с.

56. Моссаковский Я. В. Оценка эффективности капитальных вложений в горной промышленности Текст. М.: МГГУ, 1995. - С. 20-25.

57. Мочалов A.M. Расчет устойчивости высоких отвалов несвязанных и песчано-глинистых пород Текст. / Маркшейдерский вестник. 2001. -№ 3 (37). - С. 49-55.

58. Мочалов A.M., Пустовойтова Т.К., Макаров Б.Л., и др. Опыт стабилизации крупного оползня внешнего отвала скальных пород рудника «Медвежий ручей» ОАО «Норильский ГМК им. А.П. Завенягина» Текст. // Горный журнал -1999. №10.

59. Несмеянов Б.В. Исследование и совершенствование метода расчета устойчиво конструктивных параметров нерабочих бортов карьеров, сложенных скальными трещиноватыми породами Текст.: Дис. . канд. техн. наук: 05.15.01. - М.: МГРИ, 1978. - С. 9, 64-74, 71-72.

60. Несмеянов Б.В. Обеспечение сейсмобезопасности при производстве массовых взрывов в карьерах Текст. // Цветная металлургия. 1993. -№4. - С. 1-3.

61. Несмеянов Б.В. Теоретические основы, методы и средства обеспечения устойчивости карьерных откосов Текст.: Дис. . д-ра техн. наук: 05.15.01. и 05.15.11. М.: МГГУ, 2000.-455 с.

62. Несмеянов Б.В., Городничев Г.Н., Королев И.О., Чачкис А.Б. Определение прочностных свойств слоистых и трещиноватых пород для оценки устойчивости горных выработок Текст. -М.: ЦНИИцветмет, 1990. С. 2-5.

63. Несмеянов Б.В., Попова О.В. Новые способы и средства определения исходных данных для расчетов устойчивости откосов в слоистых и трещиноватых породах Текст. М.: ГИАБ, - №4, 1996.

64. Несмеянов. Б.В., Твердов А.А. «Малые» силовые воздействия и их учет при расчетах устойчивости карьерных откосов Текст. // Маркшейдерия и недропользование. 2006. - № 2 - С.59-62.

65. Несмеянов. Б.В., Твердов А.А. Состояние вопроса выбора коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов Текст. // Маркшейдерия и недропользование. 2005. - №6 - С.55-58.

66. Оглоблин Д.Н., Герасименко Г.И., Акимов А.Г. и др. Маркшейдерское дело Текст. М.: Недра, 1981. - С. 243.

67. В.А., Лезгинцев Г.М., Несмеянов Б.В., и др. № гос. per. 75017834.

68. Падуков В.А. Прогнозирование устойчивости бортов карьеров Текст.-Л.: ЛГИ, 1981.

69. Панфилов Е.И., Мартьянов Г.А. Об основах экологической безопасности недр и недропользования Текст. // Маркшейдерия и недропользование. 2002. - №2 (4) - С.44.

70. Певзнер М.Е. Борьба с деформациями на карьерах Текст. М.: Недра, 1978.-255 с.

71. Певзнер М.Е. Деформации горных пород на карьерах Текст. -М.: Недра, 1992.-235 с.

72. Петраковский С.Я. Разработка методики автоматизированного производства маркшейдерских работ на золоторудных комбинатах крайнего севера Текст.: Автореф. Дис. канд. техн. наук. М.: МГГУ, 2002.

73. Попов В.Н. Исследование устойчивости бортов карьеров в трещиноватых породах Текст.: Дис. . д-ра техн. наук: 05.15.01.- М., МГИ, 1980.- 545 с.

74. Попов В.Н., Ильин А.И. Устойчивость бортов карьеров Текст. -М.-.МГИ, 1991.- 109 с.

75. Попов В.Н., Зобнин В.И., Несмеянов Б.В. Обеспечение устойчивости бортов карьеров цветной металлургии Текст. // Сер. «Горное дело» -М.: Цветметинформация, 1987.

76. Попов В.Н., Несмеянов Б.В. Об устойчивости карьерных откосов и контроле их состояния Текст. / Маркшейдерский вестник. 1993. - № 1(3). -С. 40-43.

77. Попов В.Н., Несмеянов Б.В., Попова О.В. Конструкции нерабочих бортов карьеров Текст. М.: НИА-Природа, 1999. - 148 с.

78. Попов В.Н, Несмеянов Б.В., Чачкис А.Б, Бекзантеев Р.Ш. Контроль деформаций горных пород на карьерах Текст. // Сер. «Горное дело» -М.: Цветметинформация, 1989. Вып. 6. - 59 с.

79. Попов И.И., Окатов Р.П. Борьба с оползнями на карьерах Текст. -М.: Недра, 1980.-239 с.

80. Попов С.И. Устойчивость бортов карьеров Текст.: Дис. . д-ра техн. наук. Магнитогорск: МГМИ, 1960.

81. Попов С.И., Дудушкина К.И. Влияние времени на устойчивость уступов бортов рудных карьеров Текст. // Горный журнал. 1962. - №4.

82. Породы горные. Метод построения паспорта прочности Текст.: ГОСТ 21153.4-75 / Государственный комитет стандартов совета министров СССР М.: Издательство стандартов, 1975.

83. Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном сжатии Текст.: ГОСТ 21153.2-84 / Государственный комитет стандартов совета министров СССР. М.: Издательство стандартов, 1984.

84. Породы горные. Методы определения предела прочности при одноосном растяжении Текст.: ГОСТ 21153.3-85 / Государственный комитет стандартов совета министров СССР М.: Издательство стандартов, 1985.

85. Правила безопасности при разработке угольных месторождений открытым способом Текст.: утв. Госгортехнадзором России 30.05.2003. Зарегистрировано в Минюсте РФ 16.06.2003. Per. N 4694.

86. Проектирование карьеров/В.С. Хохряков, А.И.Шелест, Г.П. Мол-тусов и др. Текст. М.: Недра, 1969 - 216 с.

87. Пузыревский Н.П. Фундаменты Текст. М.: Госстройиздат,1934.

88. Пустовойтова Т.К. Определение необходимого числа испытаний на сдвиг многослойной толщи при расчетах устойчивости бортов карьеров Текст. // Сб. науч. тр./ ВНИМИ 1964. - Вып. LII.

89. Пустовойтова Т.К., Мочалов A.M., Гурин А.Н. Совершенствование методов расчета устойчивости Текст. // Сб. науч. тр./ "70 лет ВНИМИ"— СПб.: ВНИМИ, 1999.

90. Ревазов М.А. Инженерные и экономические основы управления состоянием бортов карьеров в скальных и полускальных породах Текст.: Дис. . д-ра техн. наук: 05.15.03. М.: МГИ, 1975.-379 с.

91. Ржевский В.В., Анистратов Ю.И., Ильин С.А. Открытые горные работы в сложных условиях Текст. М.: Недра, 1964. с. 251-253.

92. Рыльникова М. Проектирование горнотехнических систем Текст. // Промышленность Казахстана. 2004. - №4 (25).

93. Руководство по определению оптимальных углов наклона бортов карьеров и откосов карьеров Текст. JI.: ВНИМИ, 1969.

94. Стрелецкий Н.С. Основы статистического учета коэффициента запаса прочности сооружений Текст.-М.: Стройиздат, 1947.- 95 с.

95. Сулейманов Р.Н. Методические указания к выполнению вводной лабораторной работы по курсу «Основы механики» Текст.: : Учебное пособие [для вузов]. Октябрьский: Октябрьский филиал УГНТУ, 1999. - 19 с.

96. Твердов А.А., Несмеянов. Б.В. К вопросу определения коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов Текст. М.:

97. ГИАБ, №4, 2006. - С.87-92.

98. Твердов А.А. Определение погрешностей исходных данных при расчетах устойчивости карьерных откосов Текст. // Маркшейдерия и недропользование. 2006. - №1- С.50-53.

99. Несмеянов Б.В., Твердов А.А. Учет риска обрушения в расчетах устойчивости бортов карьеров Текст. / Маркшейдерский вестник. 2006. -№2 - С.32-34.

100. Туринцев Ю.И. Разработка, исследование и внедрение инженерных методов управления и способов контроля устойчивости меднорудных карьеров Текст.: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. — JL: ЛГИ, 1975.

101. Туринцев Ю.И., Половов Б.Д., Гордеев В.А., и др. Геомеханические процессы на открытых горных работах Текст. Свердловск: «Полиграфист», 1984. - 53 с.

102. Турчанинов И.А., Иофис М.А., Каспарьян Э.В. Основы механики горных пород Текст. Л.: Недра, 1989. - 488 с.

103. Упрощенный метод определения поверхности скольжения и коэффициента запаса устойчивости в изотропной среде/Р.П.Окатов, И.И.Попов, А.В. Шабурников и др. Текст. // Горный журнал. 1974. -№1.

104. Фадеев А.Б. Дробящее и сейсмическое действие взрывов на карьерах Текст. М.: Недра, 1972.

105. Фадеев А.Б., Карташов Ю.М. и др. Прочность и деформируемость горных пород Текст. М.: Недра, 1979. - 267 с.

106. Фельдман В.Д., Михелев Д.Ш. Основы инженерной геодезии Текст. М.: Высшая школа, 1999. - 300 с.

107. Фисенко Г.Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов Текст. -М.: Недра, 1965.-380 с.

108. Фисенко Г.Л. Устойчивость бортов угольных карьеров Текст. -М.: Углетехиздат, 1956.-С. 197-198.

109. Форсюк А.А. Охрана труда Текст. М.: МГГУ, 1994. С. 33-34,85.87, 296-298.

110. Храпов В.Г., Демешко Е.А., Наумов С.Н. Тоннели и метрополитены Текст. М.: 1989. - С. 25-26, 199-200, 321-325.

111. Христов С.Г. Вероятностный подход к оценке устойчивости откосов с учетом степени риска Текст. / Рефераты докладов VII международного конгресса по маркшейдерскому делу. Л.: 1988. - С.138.

112. Чаповский Е.Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов Текст. М.: Недра, 1975. - С. 256, 264-265.

113. Чирков С.Е., Попов В.Н., Мирзоян А.А. Определение прочностных характеристик трещиноватых пород в массиве Текст. ФТРПИ, 1979. -№5.-С. 31-5.

114. Юркова Т.И. Экономика цветной металлургии Текст. Красноярск: ГАЦМиЗ, 2004. Доступно также с сайта. -http://yurkovs.narod.ru/Ecotr/intro.htm

115. Biernatowski К. Okserlanie bespechzogo uspolezyunke statecse sloczy Text. / Archivum hudrotecniczny. -1962. № 9.

116. Hoek E., Brown E.T. Rock Slope Engineering Text. London: Institution of Mining and Metallurgy, 1981 - 358 p.

117. Skemton A.W. Soil Mechanics into book of Blyth. E.G. H.A. Geology for engineers Text. London, 1952.

118. Syoberg J. Analysis of Large Rock Slopes Text.: Thesis Summary. -Lulea University of Technology. Division of Rock Mechanics, 1999.

119. Syoberg J. Report on how to estimate rock mass strength using the Hoek-Brown failure criterion and rock mass classification Text. Lulea University of Technology, 1997.

Информация о работе

Твердов, Андрей Александрович
кандидата технических наук
Москва, 2006
ВАК 25.00.16

Диссертация

Разработка метода определения коэффициента запаса при расчетах устойчивости карьерных откосов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы