авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 ||

Совершенствование методологии прогноза состояния геотехнических систем и управления их устойчивостью на открытых горных работах

-- [ Страница 7 ] --

- перемещение во внутренний отвал не менее 75 % от объема вскрышных пород;

- от 75 до 50 % включительно;

- от 50 до 25 % включительно;

- менее 25 %

В качестве альтернативного способу селективной выемки и дифференцированного размещения пород с различным содержанием крупных глинистых включений, предложен способ удаления кусков глинистых пород с помощью взрывов из зон их скоплений. Суть альтернативного способа заключается в следующем.

На начальном этапе разработки мощного пологого пласта, когда рост объемов вскрыши опережает рост приемной способности карьера на его отвальной стороне, из смесей с повышенным содержанием крупных глинистых включений экскаваторами формируются отвалы с перекрытием, обеспечивающим минимальную площадь скоплений кусков на их контакте с основанием. При отсыпке таких смесей на плохо фильтрующие основания вершины отвалов располагаются над траншеями, заполненными хорошо фильтрующим материалом и ориентированными по направлению падения подошвы пласта. На заключительном этапе формирования нижнего яруса внутреннего отвала с помощью взрывов на выброс породы с высоким содержанием крупных глинистых включений (породы периферийных объемов нижних ярусов отвалов) перемешиваются с породами, содержащими их в небольшом количестве (породами периферийных объемов верхних ярусов отвалов). Заряды ВВ размещаются в скважинах и производятся взрывы сразу после удаления экскаватора и оборудования для проходки скважин на безопасное расстояние. Схема расположения зарядов, обеспечивающая достаточную степень очистки зоны контакта отвала с основанием от скоплений крупных кусков глинистых пород, представлена на рис. 14.

Рис. 14. Схема размещения зарядов в основании нижнего яруса внутреннего отвала:

1 – дно карьера; 2 и 3 – скопления кусков в уровне дна карьера и выше соответственно; 4 и 5 – контуры отвалов до и после взрыва; 6 – заряды ВВ; 7 – траншеи, заполненные фильтрующим материалом

Этот способ формирования внутреннего отвала, не только повышает его устойчивость, но и обеспечивает снижение объемов земляных работ на стадии перепланировки экскаваторных отвалов за счет выполаживания их откосов при взрывах.

При изучении условий использования бестранспортной системы разработки на сложноструктурных угольных месторождениях и глубоких валунистых россыпях установлено, что по мере увеличения влажности смеси, поступающей из ковша экскаватора, углы откосов экскаваторных отвалов уменьшаются с 45 до 15.

В условиях подводного черпания порции слабых глинистых пород, пролетевшие несколько десятков метров, растекаются в момент удара о поверхность, занимая большие площади. Из пролетевших несколько метров порций в пространстве, ограниченном призмами упора, формируется откос с углом откоса до 10.

В результате сопоставления геометрических параметров отвалов и драглайнов установлено, что в лучших условиях не полностью используется ресурс последних по длине стрелы, в худших по высоте разгрузки ковша, в обоих случаях при существенном отличии угла наклона стрелы от угла откоса отвала его емкость снижается.

Повышение емкости отвалов и снижение коэффициента переэкскавации при разработке таких месторождений возможно обеспечить использованием новых моделей драглайнов с углами наклона стрел, выходящими за рамки диапазонов их изменения, а именно:

- легких экскаваторов и экскаваторов среднего класса с углом наклона стрелы, увеличенным до 38°, при перемещении в отвалы рыхлых супесчаных смесей;

- экскаваторов среднего класса и более тяжелых экскаваторов с углом наклона стрелы, уменьшенным до 30… 25°, при перемещении компактных порций глинистых пород.

Увеличение емкости экскаваторных отвалов слабых пород, возможно при использовании следующих технологических схем, адаптированных к условиям разработки глубоких россыпей.

При разработке глубоких валунистых россыпей на свободных от отвалов участках предлагается формировать первичные отвалы из пород надводной части забоя при первой проходке экскаватора (рис. 15). При второй проходке с опережением извлекать со дна забоя слабые глинистые породы, содержащие крупные валуны, и отсыпать их поверх полотнища из геосетки. Стягивать края полотнища с помощью бульдозера и при максимальном натяжении троса соединять с помощью специальных устройств (замков).

а) б) A - A

2 1 4 3

A A

6 5 4 2 3 1

Рис. 15. Схема формирования устойчивого отвала из пород подводной части забоя:

а – стадия формирования первого отвала и призмы упора; б – стадия формирования второго отвала;

1 – первичный отвал, сформированный из пород надводной части забоя при первой проходке экскаватора;

2 – призма упора, сформированная при второй проходке экскаватора из валунов и слабых глинистых пород,

извлекаемых со дна забоя; 3 – отвал, сформированный при третьей проходке из пород подводной части забоя; 4 – слой слабых глинистых пород, образовавшийся при формировании призмы упора; 5 и 6 – надводная и подводная части забоя соответственно

Динамические нагрузки, передающиеся при этом на переувлажненные породы, будут способствовать ускоренному оттоку воды и выдавливанию мелкодисперсной компоненты смеси, обладающей повышенной подвижностью. Армированная замкнутым контуром призма упора в дальнейшем будет ограничивать подвижность пород, извлекаемых со дна забоя при третьей проходке экскаватора. После заполнения ограниченного пространства вторичный отвал с пологими откосами рекомендуется формировать при минимальной высоте разгрузки ковша экскаватора.

На участках со старыми отвалами, породы из подводной и надводной части забоя следует размещать между первичным отвалом и призмой упора меньшего размера, сформированной аналогичным способом, способной обеспечить устойчивость отвала вскрышных пород.

При отсутствии или недостаточном количестве валунов на дне забоя для отсыпки мощной призмы упора рекомендуется из порций крупных обломков, доставленных с других участков, и кусков более прочной сетки формировать замкнутые объемы, а из них сектора как постоянных, так и временных призм упора.

При транспортировке на соседние участки порции крупнообломочных пород, заключенные в сетки, способны самостоятельно очищаться от глинистых пород, находящихся в пустотах между обломками.

Бульдозерные отвалы увеличенной емкости из слабых пород в стесненных условиях предлагается формировать способом, предусматривающим армирование откосов замкнутыми контурами (пат. № 2233947). Реализующая этот способ технологическая схема изображена на рис. 16.

а)

Предложенные способы армирования пород характеризуются низкой материалоемкостью, многократным использованием вспомогательных элементов и приспособлений для укладки армирующего материала.

Заключение


В результате выполненных исследований, научных обоснований, методических и технологических разработок внесен заметный вклад в решение крупной и актуальной научно-технической проблемы надежного прогнозирования напряженно-деформированного состояния и эффективного управления устойчивостью геотехнических систем, формирующихся при открытой разработке месторождений.

Основные научно-практические результаты выполненных исследований и разработок заключаются в следующем:

1. На основании анализа и обобщения опыта ведения открытых горных работ в сложных горно-геологических условиях и ранее выполненных исследований дана оценка состоянию разработки проблемы прогнозирования и обеспечения устойчивости геотехнических систем, формирующихся при открытой разработке месторождений, установлена необходимость и предложены пути повышения достоверности оценок напряженно-деформированного состояния геотехнических сооружений месторождений.

2. Разработаны методики исследований основных элементов геотехнических систем – породных массивов, подготовки данных для геомеханических расчетов и математического моделирования условий функционирования данных систем, позволяющие повысить надежность оценок их напряженно-деформированного состояния за счет использования: оптимальных схем отбора образцов; усовершенствованных методов их разграничения на квазиоднородные зоны; методик испытаний разрыхленных пород, обработки результатов и представления их в виде зависимостей, описывающих изменение характеристик прочности в пределах исследуемых массивов; решений упругопластических задач, полученных методом конечных элементов в постановке, максимально отвечающей условиям взаимодействия элементов рассматриваемых систем.

3. Разработаны, апробированы и использованы на стадии инженерно-геологических изысканий новые приборы. Создано их методическое обеспечение.

4. Выделены стадии формообразования конусных отвалов в процессе отсыпки смесей песчаных и пылевато-глинистых пород различного состава, отличающиеся по степени и характеру изменения углов откоса. Выявлены закономерности формирования и деформирования экскаваторных отвалов, отражающие цикличность изменения геометрических параметров и уменьшение углов откоса на последней стадии их формирования. Установлено, что характер искривления линии откоса на последней стадии формирования отвального конуса зависит от характера изменения в пределах его верхних слоев показателей прочности, высоты разгрузки ковша, содержания и среднего размера крупных включений в поступающей из него смеси.

5. Выявлен характер развития осадок и кренов в основании баз драглайнов, работающих на свежеотсыпанных песчано-глинистых отвалах. Установлен порядок достижения углами наклона баз и их краевыми осадками значений, превышающих допустимые по условиям эксплуатации шагающих экскаваторов.

6. Создана математическая модель распределения в песчано-глинистых конусных отвалах крупных глинистых включений, описывающая изменение положения, формы и числа квазиоднородных зон, а также среднего процентного содержания в них кусков по мере увеличения высоты отвала и содержания включений в исходной смеси.

7. Разработана методика оценки условий функционирования экскаваторно-отвальных систем. В результате ее реализации шагающие экскаваторы разделены на группы, отличающиеся по степени использования ресурса своих технических характеристик в условиях использования свежеотсыпанных песчано-глинистых отвалов в качестве рабочих площадок; обоснована необходимость изменения технических характеристик драглайнов при создании новых моделей, более адаптированных к условиям открытой разработки сложноструктурных угольных месторождений и глубоко залегающих россыпей.

8. Установлены причины неэффективности традиционных способов управления устойчивостью песчано-глинистых внутренних отвалов. Определены рациональные параметры технологических схем переэкскавации отвалов, позволяющие достичь необходимой степени очистки от крупных глинистых включений смесей, поступающих в нижние ярусы внутренних отвалов.

9. Предложены технологические схемы, обеспечивающие устойчивость песчано-глинистых внутренних отвалов, формируемых на наклонных площадках и увеличение емкости внешних отвалов слабых пород.

10. Обоснована необходимость оценки состояния массивов крупнообломочных пород методами дискретных сред. В рамках развития этого перспективного направления разработана обобщенная модель строения неоднородного массива крупнообломочных пород и численный метод воспроизведения их структур в виде упаковок моделей обломков и систем связей между ними по параметрам распределений значений длин обломков и коэффициентов формы, числа контактов и площадей зон их соприкосновения. Разработан полевой метод определения числа контактов у обломков и измерения площадей зон их соприкосновения. При исследовании крупнообломочных отложений выявлена неоднородность распределения значений площадей контактов, послужившая основанием для классификации контактов по условиям соприкосновения обломков. Определены вероятности, соответствующие каждому из трех выделенных типов контактов.


Основные положения диссертации изложены в работах:

Монографии и учебные пособия

1. Фёдорова Е.А. Теоретические основы вероятностного метода оценки состояния контактных систем / Е.А. Фёдорова. – Чита: ЧитГУ, 2005. – 181 с.

2. Фёдорова Е.А. Статистический анализ инженерно-геологических данных: учебное пособие / Е.А. Фёдорова. – Чита: ЧитГТУ, 2003. – 93 с.

Статьи и доклады

3. Фёдорова Е.А. Напряженно-деформированное состояние нагруженных отвальных массивов / Е.А. Фёдорова // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2001. – № 10. – С. 98 - 101.

4. Фёдорова Е.А. Программный комплекс для разграничения отвальных массивов на квазиоднородные зоны / Е.А. Фёдорова, Д.А. Шайдуров // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2002. – № 11. – С. 130 - 132.

5. Фёдорова Е.А. Оптимизация технологических схем отвалообразования в условиях Уртуйского месторождения флюоритов / Е.А. Фёдорова // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2002. – № 9. – С. 77 - 80.

6. Фёдорова Е.А. Методы защиты от разрушения массива, пораженного карстом при эксплуатационных взрывах / Е.А. Фёдорова // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. – 2006. – № 5. – С. 50 - 53.

7. Фёдорова Е.А. Параметризация технологических схем селективного отвалообразования бестранспортной системы разработки / Е.А. Фёдорова // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2006. – № 10. – C. 239 - 248.

8. Рашкин А.В. Обоснование параметров устойчивых бортов карьера Жирекенского ГОКа / А.В. Рашкин, Е.А. Федорова, П.Б. Авдеев // Горный информационно-аналитический бюллетень. Отдельный выпуск: Забайкалье. – 2007. – № ОВ 4. – C. 111 - 118.

9. Федорова Е.А. Механический стабилометр / Е.А. Федорова// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2008. - № 4. – С. 142 -150.

10. Железняк И. И. Новые методы и техника / И.И. Железняк, А.В. Никифоров, А.В. Перминов, Е.А. Фёдорова // Инженерно-строительные изыскания в Якутской АССР. Материалы III республиканской научно-практической конференции «Повышение технического уровня и качества инженерно-строительных изысканий». - Якутск, 1989. – С. 53.

11. Прегер А.Л. Оценка осадки шагающего экскаватора при работе на предотвале / А.Л. Прегер, Е.А. Фёдорова, А.М. Рыжих // Проблемы горного производства Восточной Сибири. – Новосибирск: Наука, 1991. – C. 21 - 24.

12. Никифоров А.В. Устойчивость технологических элементов при разработке россыпных месторождений/ А.В. Никифоров, Е.А. Фёдорова, Ф.В. Дудинский // Проблемы горного производства Восточной Сибири. – Новосибирск: Наука, 1991. – С. 71 - 77.

13. Фёдорова Е.А. Результаты исследования пещеры Хээтэй / Е.А. Фёдорова // География и экология Забайкалья. Записки Забайкальского филиала географического общества России. – Чита, 1994. – С. 52 - 54.

14. Фёдорова Е.А. Имитационно-вероятностная модель структуры курума/ Е.А. Фёдорова. – М.: ВИНИТИ № 2042-В96, 1996. – 10 с.

15. Ушаков В.В. Оценка напряженно-деформированного состояния карьерных автомобильных дорог / В.В. Ушаков, Е.А. Фёдорова // Вестник НТО строителей. Чита: ЧитГТУ, 1997. – С. 127 - 133.

16. Ушаков В.В. Выбор оптимального варианта усиления жестких дорожных одежд / В.В. Ушаков, Е.А. Фёдорова // Вестник НТО строителей. Сборник научных статей. – Чита: ЧитГТУ, 1998. – С. 214 - 220.

17. Фёдорова Е.А. Особенности выбора отдельных элементов имитационно-вероятностной модели структуры крупнообломочного грунта на примере курума/ Е.А. Фёдорова // Вестник ЧитГТУ. – Чита: ЧитГТУ, 2000. – Вып. 16. – С. 86 - 95.

18. Рашкин А.В. Повышение безопасности драглайнов на Харанорском угольном разрезе/ А.В. Рашкин, Е.А. Федорова // Вестник МАНЭБ. – Санкт-Петербург – Чита, 2001. – № 10. – С. 112 - 117.

19. Фёдорова Е.А. Определение деформационных характеристик грунтов нарушенного строения/ Е.А. Фёдорова // Материалы XV научной конференции молодых ученых и аспирантов МГУ. - М. - Деп. в ВИНИТИ, 1989. – С. 23 - 28.

20. Фёдорова Е.А. Устойчивость осесимметричных отвалов / Е.А. Фёдорова, А.Б. Фадеев // Прогнозная оценка инженерно-геологических условий при открытой разработке месторождений Урала. - Свердловск, 1989. – С. 28.

21. Фёдорова Е.А. Методика стабилометрического определения механических свойств пучинистых грунтов/ Е.А. Фёдорова, И.И. Железняк // Докл. международного научно-технического и коммерческого семинара «Защита инженерных сооружений от морозного пучения». – Якутск: Институт мерзлотоведения, 1993. – С. 23.

22. Шестернев Д.М. Криогипергенез горных пород и вычисление угла наклона борта карьера / Д.М. Шестернев, Г.Е. Ядрищенский, Е.А. Фёдорова // Материалы международного симпозиума «Геокриологические проблемы строительства в восточных районах России и Северного Китая». - Якутск, 1998. – С. 216 - 218.

23. Фёдорова Е.А. Имитационно-вероятностная модель структуры крупнообломочного грунта / Е.А. Фёдорова // Материалы международной конференции «Проблемы прогнозирования в современном мире. – Чита: ЧитГТУ, 1999. – С. 197 - 198.

24. Фёдорова Е.А. К вопросу оптимизации технологических схем отвалообразования на горных предприятиях / Е.А. Фёдорова // Материалы межрегиональной конференции «Проблемы экологической безопасности Восточных рубежей России на рубеже тысячелетий». – Чита: ЧитГТУ, 2000. – С. 94 - 95.

25. Фёдорова Е.А. Разграничение отвальных массивов на квазиоднородные зоны / Е.А. Фёдорова // Материалы региональной конференции «Проблемы освоения и рационального использования природных ресурсов Забайкалья. – Чита: ЧитГТУ, 2000. – С. 65 - 66.

26. Фёдорова Е.А. Оценка степени риска при работе шагающих экскаваторов с временных отвалов / Е.А. Федорова // Материалы международной конференции «Новый век – новые открытия» - Чита: Экспресс-типография ЧП Г.Г. Богданова, 2001. – C. 258 - 261.

27. Фёдорова Е.А. Программный комплекс GRUNT для разграничения техногенных массивов на квазиоднородные зоны / Е.А. Фёдорова, Е.В. Стрельникова // Материалы международной научно-технической конференции «Технические науки, технологии и экономика». – Чита: ЧитГТУ, 2001. – С. 51 - 58.

28. Фёдорова Е.А. Методические аспекты инженерно-геологических изысканий на площадках отвалов Чинейского ГОКа / Е.А. Фёдорова // Материалы II международной конференции «Забайкалье на пути к устойчивому развитию: экология, ресурсы, управление». – Чита: ЧитГТУ, 2001. – C. 82 - 85.

29. А.В. Рашкин. Сохранение пещеры Хээтэй в условиях разработки карьера Усть-Борзинского месторождения известняков / А.В. Рашкин, Е.А. Фёдорова // Материалы II Международной научно-практической конференции «Человек-среда-вселенная». – Иркутск: ИрГТУ, 2001. – С. 76 - 77.

30. А.В. Рашкин. Оценка воздействия разработки Усть-Борзинского месторождения известняков на карстовый комплекс пещеры Хээтэй / А.В. Рашкин, Е.А. Фёдорова // Экологические проблемы и новые технологии переработки минерального сырья. Труды международного совещания. – Чита: ЧитГТУ, 2002. – С. 98 - 104.

31. Фёдорова Е.А. Численная реализация вероятностно

Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.