Оценка инженерно-геологических условий бортов карьера золоторудного месторождения для обоснования инженерной защиты (Томпонский район, Республика Саха)
Введение 3
1. Общие сведения 5
1.1 Геологическое строение 5
1.2 Структурно-тектонические особенности и геоморфологические условия 13
1.3 Гидрогеологические условия месторождения 17
1.4. Геокриологические условия 18
2 Исследования горных пород месторождения 20
2.1 Мерзлые породы 20
2.2 Скальные породы 28
2.3 Рыхлые четвертичные отложения 32
2.4 Обоснование физико-механических свойств горных пород для расчетов устойчивости бортов
и уступов карьера 34
2.4.1 Скальные породы 36
2.4.2 Анализ для обоснования устойчивости всех горных пород 41
3. Расчет устойчивости элементов карьера 46
3.1 Расчет устойчивости бортов карьера и его участков 46
3.2 Расчет устойчивости откосов уступов 52
3.2.1 Расчет устойчивости откосов уступов, формируемых в скальных породах 52
3.2.2 Расчет устойчивости откосов уступов, формируемых в четвертичных отложениях 54
4. Инженерная защита 55
Заключение 66
Список использованной литературы 68
Приложение А - Карта распространения многолетнемёрзлых грунтов 73
Приложение Б - Физико-механические свойства четвертичных отложений на месторождении «Звезда» 74
Приложение В - Результаты испытаний физико-механических свойств пород в образцах месторождения «Звезда» 76
Приложение Г - Результаты лабораторных испытаний грунтов месторождения «Звезда» 78
Приложение Д - Результаты поверочных расчетов устойчивости бортов карьера №1 80
Месторождения «Звезда»
Актуальность. Экономическое и социальное развитие страны связано с эффективным вовлечением в освоение минерально-сырьевых ресурсов, и прежде всего - золоторудных. В наше время технологии и технические решения в горнопромышленной отрасли стремительно развиваются, так как условия и глубина залегания полезных ископаемых требует более точных исследований для их разработки. Соответственно работа на карьере становится более сложной, от стадии проектирования до рекультивации карьера. Экономический расчет также немаловажен, т. к. на сегодняшний день существует большое разнообразие видов инженерной защиты, но каждая из которых не везде подойдет по разным параметрам, а также экономически может быть не выгоден.
В настоящее время остро стоит вопрос импортзамещения, поэтому нужно использовать и находить технические решения российских производителей. На горнопромышленных объектах всегда наблюдаются деформации бортов, изменение устойчивости уступов, что ведет к снижению безопасности ведения горных работ, что также является экономически нерентабельно. В изучаемом районе это весьма актуальная тема, т.к. в пределах этой территории расположено большое количество полезных ископаемых и ценного сырья.
Объектом данного исследования является карьеры месторождения "Звезда" Томпонского района, Республика Саха.
Предметом изучения являются контур карьеров, физико-механические свойства грунтов карьера, условия расположения.
Методы проведения работы: оценка инженерно-геологических условий, выбор физико-механических свойств горных пород, слагающих прибортовой массив, расчёт устойчивости бортов и уступов карьеров в конечном положении, технико-экономически расчет инженерной защиты.
Практический вклад. Полученная информация будет полезна при выборе инженерной зашиты на карьерах, схожих по строению и физико-механическим свойствам в подобных условиях, а в нашей стране таких месторождений много. Также данные об устойчивости бортов карьера необходимы для прогноза изменения и угроз безопасности при работе на объекте.
Научная значимость заключается в разработке инженерной защиты, исследовав инженерно-геологические условия и оценив геотехническое состояние устойчивости откосов отвалов при их проектном положении.
Степень разработанности проблемы: различным аспектам технических решений в горнопромышленной области посвящены работы таких ученых, как К.Терцаги, Н.Н.Маслов, Н.В.Попов, П.С.Шпаков, Ю.Л.Юнаков, Ю.И.Анистратов, A.Bishop, E.A.Spencer, R.E.Goodman, R.John, J.P.Yang.
Разработка месторождений полезных ископаемых относится к одной и наиболее опасных сфер деятельности человека. Одним из главных факторов аварий на горных предприятиях является потеря устойчивости горных выработок в результате проявления различных опасных геологических процессов. Средством повышения эффективности разработки месторождений является формирование конструктивных элементов карьера на его конечном контуре и внедрение инженерно-технических средств защиты откосов. В данной работе были проанализированы инженерно-геологические условия месторождения «Звезда» в Томпонском районе Якутии и приведены два варианта инженерной защиты. В связи со сложной экономической ситуацией в нашей стране касаемо доставки зарубежного оборудования, материалов и т.д. было сделано сравнение с отечественными материалами и производством.
Одно из наиболее часто упоминаемых проблем импортозамещения - это отсутствие для некоторых зарубежных решений полноценных отечественных аналогов. В данной работе было установлено, что есть аналоги зарубежной инженерной защиты, полностью соответствующие техническим характеристикам, и даже лучше.
Был проведен анализ рисков участков склона месторождения и предложена для каждого инженерная защита. Наиболее вероятный неблагоприятный вариант развития опасных процессов был установлен на участке I т.к. возможен вывал крупных блоков. Для участка II такой вариант событий не так вероятен, но не исключен. На остальных 4-х участках возможны в основном оползневые процессы и осыпи.
В качестве инженерной защиты склонов были предложены продукты зарубежной компании Geobrugg - камнеулавливающие барьеры и дополнительное крепление с применением системы TECCO, аттенюаторы на основании сети TECCO, системы вида нагель+сеть. Также, как аналог был рассмотрен вариант немного иного для разных участков инженерного решения российской компании Maccaferi. Инженерной защитой в этом случае может послужить высокопрочная стальная сеть с анкерным креплением и применением гибких противокамнепадных барьеров, кампеулавливающие гибкие барьеры с другим видом сетки и амортизирующими элементами и сетчатые НЕА-панели или гибридные барьеры. По техническим характеристикам инженерная защита отечественного производителя ничем не уступает зарубежной.
Таким образом был сделан вывод, что подходы к рациональному выбору типовых решений применительно к разрабатываем карьерам должен основываться на дифференцированном выборе инженерно-технических средств с целью обеспечения геодинамической безопасности и технико-экономических оснований, учитывая нынешние экономические в стране обстоятельства.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
