Методические указания по определению углов наклона бортов откосов уступов

Методические указания по определению углов наклона бортов откосов уступов

• Новости
• Каталог
  • Журналы
  • Горный журнал
  • Обогащение руд
  • Цветные металлы
  • Черные металлы
  • Eurasian mining
  • Non-ferrous Мetals
  • CIS Iron and Steel Review
  • MPT
  • Музеи
  • Ore & Metals Weekly
  • Архив журналов
  • Книги
• Реклама
• Подписки

Научный центр геомеханики и проблем горного производства Санкт-Петербургского горного университета, Санкт-Петербург, Россия:

Цирель С. В., главный научный сотрудник, д-р техн. наук, tsirel58@mail.ru
Павлович А. А., зав. лабораторией, канд. техн. наук

Проанализированы методы расчета устойчивости бортов карьеров. Рассматриваются методы выбора коэффициента запаса устойчивости на основе оценки допустимого риска для людей и оборудования. Обсуждается необходимость разработки и содержание нового нормативного документа по определению углов наклона бортов, откосов уступов и отвалов проектируемых и действующих карьеров.

1. Ericsson M., Larsson V. E&MJ’s annual survey of global mining investment // Engineering & Mining Journal. 2013. Vol. 214. No. 1. P. 28–33.
2. Ильин С. А., Коваленко В. С., Пастихин Д. В. Открытый способ разработки месторождений: возможности и пути совершенствования // Горный журнал. 2012. № 2. С. 37–40.
3. Методические указания по определению углов наклона бортов, откосов уступов и отвалов строящихся и эксплуатируемых карьеров. – Л. : ВНИМИ. 1972. – 166 с.
4. Правила обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах. – СПб. : ВНИМИ, 1998. – 208 с.
5. Зотеев В. Г., Зотеев О. В. О необходимости совершенствования нормативно-методической базы по геомеханическому обеспечению открытых горных работ // Горный журнал. 2010. № 1. С. 66–68.
6. Пустовойтова Т. К., Мочалов А. М., Гурин А. Н. Совершенствование методов расчета устойчивости откосов // Сборник научных трудов «70 лет ВНИМИ». – СПб. : ВНИМИ, 1999. С. 187–194.
7. Мочалов А. М., Морозов К. В., Норватов Ю. А., Ильин М. Д., Гуин К., Огородников С., Браун М., Маккракен А. Сопоставление российских и международных практик анализа устойчивости откосов бортов карьера // Матер. Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием «Глубокие карьеры». – Апатиты : ГоИ КНЦ РАН, 2012. С. 340–352.
8. Мочалов А. М., Ишутин С. А., Павлович А. А., Сапачёв Р. Ю. Оценка устойчивости бортов карьеров с использованием отечественного и зарубежного программного обеспечения // Записки Горного института. 2012. Т. 199. С. 219–226.
9. Tonderai Chiwaye H. A comparison of the limit equilibrium and numerical modeling approaches to risk analysis for open pit mine slopes : Dissertation for to degree of Master of Science in Engineering. – Johannesburg : University of the Witwatersrand, 2010. – 145 p.
10. Галустьян Э. Л. Геомеханика открытых горных работ : справ. пособие. – М. : Недра, 1992. – 272 с.
11. Сапожников В. Т., Ким Д. Н., Афанасьев Б. Г. Характер деформирования бортов уральских разрезов в околопредельном состоянии // Cб. трудов ВНИМИ. 1986. С. 64–71.
12. Фисенко Г. Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. – М. : Недра, 1965. – 378 с.
13. Кочарян Г. Г., Спивак А. А. Иерархия структурных и геодинамических характеристик земной коры // Геология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2002. № 6. С. 537–550.
14. Лукк А. А., Дещеревский А. В., Сидорин А. Я., Сидорин И. А. Вариации геофизических полей как проявление детерминированного хаоса во фрактальной среде. – М. : ОИФЗ РАН, 1996. – 200 c.
15. Sainoki A. Dynamic Modelling оf Mining-Induced Fault-Slip : A thesis … of Doctor of Philosophy in Mining Engineering. – Montreal : McGill University, 2014. – 238 p.
16. Read J., Stacey P. Guidelines for open pit slope design. – Australia : CSIRО, 2009. – 496 p.
17. Кожуховский А. В., Завьялов А. А., Козырев А. А., Серый С. С., Дунаев В. А. Инновационные технологии мониторинга и прогнозирования устойчивости бортов глубокого карьера // Горный журнал. 2012. № 10. С. 29–35.
18. Мочалов А. М. Расчет устойчивости откосов плоского профиля в однородной среде // Сб. трудов ВНИМИ. 1976. № 100. С. 116–128.
19. Hoek E., Caranza-Torres C., Corcum B. Hoek–Brown failure criterion // Proceedings of the North American Rock Mechanics Society. Mining Innovation and Technology. – Toronto, 2002. P. 267–273.
20. Bieniawski Z. T. Engineering rock mass classifi cations. – New York : Wiley, 1989.
21. Временные методические указания по управлению устойчивостью бортов карьеров цветной металлургии. – М. : Унипромедь, 1989. – 128 с.
22. Мочалов А. М. Оценка устойчивости бортов карьеров по наблюдаемым деформациям // Совершенствование методов расчета сдвижений и деформаций горных пород, сооружений и бортов разрезов при разработке угольных пластов в сложных горно-геологических условиях. – СПб. : ВНИМИ, 1985. С. 42–52.
23. Hormazabal E., Rovira F., Walker M., Carranza-Torres C. Analysis and design of slopes for Rajo Sur, an open pit mine next to the subsidence crater of El Teniente mine in Chile // Proceedings of Slope Stability 2009, November 9–11. – Santiago : Universidad de los Andes, 2009.
24. Taseko mines limited new prosperity gold-copper project. Preliminary pit slope design. – Knight Piesold Сonsulting, 2012. – 78 p.
25. Рыбин В. В., Жиров Д. В., Мелихова Г. С., Климов С. А. Комплексная методика инженерно-структурных исследований и мониторинга геомеханического состояния массива пород в целях проектирования и эксплуатации глубоких карьеров // Современная тектонофизика. Методы и результаты. – М. : ИФЗ, 2011. С. 100–109.

26. Tsirel S. V., Zuev B. Yu., Pavlovich А. А. The influence of earthquakes on open-pit slope stability // International Journal of Geosciences. 2012. Vol. 3. P. 799–808.
27. Инструкция по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости ; утв. Госгортехнадзором СССР 21.07.1970. – Л. : ВНИМИ, 1971. – 236 с.
28. Методические указания по наблюдениям за деформациями бортов разрезов и отвалов, интерпретации их результатов и прогнозу устойчивости / под ред. Г. Л. Фисенко. – Л. : ВНИМИ, 1987. – 116 с.
29. Кантемиров Ю. И. Космический радарный мониторинг смещений и деформаций земной поверхности и сооружений. Опыт компании «СОВЗОНД» // Вестник СибГАУ. 2003. № 5. С. 52–54.
30. Гальперин А. М., Кутепов Ю. И., Круподеров В. С., Киянец А. В. Гидрогеомеханический мониторинг и освоение техногенных массивов на горных предприятиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2012. Отдельный выпуск № 1. Труды Международного научного симпозиума «Неделя горняка-2012». С. 44–57.
31. Маловичко Д. А., Линч Р. Э. Микросейсмический мониторинг бортов карьеров // Горное Эхо. 2006. № 2 (24). С. 21–30.

Методические указания по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости

по государственному контролю

за чрезвычайными ситуациями и промышленной безопасностью

от «22» сентября 2008 года

Методические указания по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости

Глава 1. Общие положения
1. Предотвращение оползней и обрушений откосов на карьерах, а также разработка мероприятий, снижающих вредное воздействие деформаций уступов, бортов, отвалов и территорий, прилегающих к карьеру, является необходимым условием бесперебойной работы горного предприятия.

2. Целью комплекса работ, предусматриваемых «Методическими указаниями по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости», является:

1) изучение деформаций бортов карьеров, уступов и отвалов и выявление причин их возникновения;

2) установление оптимальных параметров откосов участков горных работ;

3) предупреждение оползней и обрушений откосов на карьерах, разработка и применение мер, исключающих проявление деформаций, опасных для жизни людей и влекущих за собой снижение экономической эффективности горных разработок.

3. Для достижения этих целей на карьерах следует проводить систематические инструментальные наблюдения за деформациями откосов, изучение физико-механических свойств горных пород, а также геологических и гидрогеологических условий месторождения.

4. Для разработки противодеформационных мероприятий, предотвращающих опасное проявление деформаций откосов на карьерах, выполняются следующие виды работ:

1) проведение систематических глазомерных наблюдений за состоянием откосов в карьере и на отвалах; изучение геологических и гидрогеологических условий месторождений; изучение условий залегания породных слоев, структуры массива полезного ископаемого, налегающих и вмещающих пород основания отвалов;

2) выявление зон и участков возможного проявления разрушающих деформаций откосов на карьерах и организация на этих участках стационарных инструментальных наблюдений;

3) проведение инструментальных наблюдений за деформациями бортов уступов и откосов отвалов;

4) изучение возникающих нарушений устойчивости, установление их характера, степени опасности и причин возникновения, их документация;

5) составление проектов искусственного укрепления ослабленных зон и участков, контрфорсов, пригрузок откосов, специальной технологии горных работ и других мероприятий по борьбе с разрушениями откосов на карьерах;

6) систематический контроль состояния противодеформационных сооружений и выполнения мероприятий, предотвращающих развитие нарушений устойчивости откосов;

7) контроль соблюдения проектных параметров откосов уступов, отвалов и бортов карьеров; корректировка углов откосов рабочих уступов и отдельных участков рабочих бортов х) .

5. В зависимости от горно-геологических и гидрогеологических условий разрабатываемых месторождений, срока службы карьеров, глубины разработок, горнотехнических условий и применяемого горного оборудования и механизмов на карьерах, выполняется весь комплекс работ, предусмотренный настоящей Инструкцией, или часть его.

Объем работ, подлежащих выполнению на каждом карьере, определяется техническим руководством предприятия и после согласования с местными органами Комитета по государственному конторолю за чрезвычайными ситуациями и промышленной безопасностью (Комитет) утверждается вышестоящей организацией.

6. Общее руководство за своевременным и качественным выполнением работ по наблюдениям за деформациями откосов и оперативному решению вопросов по обеспечению устойчивости бортов карьеров, откосов уступов и отвалов возлагается на главного инженера предприятия.

Работы, предусмотренные настоящими Методическими указаниями, рекомендуется выполнять инженерами и техниками маркшейдерской и геологической специальности, для чего в геолого-маркшейдерской службе горных предприятий предусматриваются соответствующие штаты.

7. На карьерах со сложными инженерно-геологическими условиями по усмотрению главного инженера предприятия в составе отделов геолого-маркшейдерской службы предприятия образуется специальная группа по обеспечению устойчивости бортов карьеров, состоящая из специалистов: технолога, маркшейдера и геолога.

Корректировка общих углов наклона бортов осуществляется проектной организацией на основе данных наблюдений.

Для выполнения специализированных работ, рекомендуемых Методических указаний, привлекаются научно-исследовательские, проектные, учебные и производственные организации соответствующего профиля. Привлечение специализированных организаций не освобождает от необходимости горного предприятия правильно и своевременно выполнять весь комплекс работ, необходимых для обеспечения устойчивости бортов уступов и отвалов.

8. На карьерах различают следующие виды нарушения устойчивости уступов, бортов и отвалов: осыпи, обрушения, оползни, просадки, оплывины и фильтрационные деформации:

1) осыпи характерны для всех видов горных пород и затрагивают, как правило, приповерхностную часть крутых откосов. Формируются они в течение значительного периода времени (несколько лет). Способствуют выполаживанию общего угла наклона борта карьера за счет уменьшения площадок (берм) уступов. Иногда осыпи являются источником образования более крупных нарушений устойчивости (оплывин, оползней);

2) обрушения (пункт 31 приложения 1) захватывают значительные части массивов горных пород и возникают при углах откосов, превышающих 25 – 35°; активная стадия обрушений протекает практически мгновенно. Обрушения представляют наибольшую опасность для людей и механизмов, работающих на нижележащих уступах;

3) оползни (пункт 35 приложения 1) — наиболее распространенный вид нарушения устойчивости откосов, связанный с наличием в толще пород пластичных прослоек, слоев и слабых контактов; они происходят при углах наклона бортов и откосов уступов положе 25 – 35°; активная стадия оползней протекает в течение значительного времени (от нескольких часов до нескольких месяцев). Оползни вовлекают в движение значительные массы горных пород — от сотен до нескольких млн. м 3 ; в ряде случаев оползни приводят к полному прекращению работ в карьере;

4) просадки (пункт 47 приложения 1) связаны с уплотнением рыхлых высокопористых отложений и отвальных пород под влиянием внешних пригрузок, увлажнения атмосферными осадками и способностью к консолидации. Обычно это наименее опасный вид нарушения устойчивости, однако в определенных условиях может служить причиной серьезных нарушений режима работы, аварий и травм;

5) оплывины (пункт 34 приложения 1) характеризуются перемещением в виде потока насыщенных водой до текучего состояния некоторых разновидностей песчано-глинистых пород нарушенной структуры — пылеватых песков и глин, а также лессовидных суглинков и лессов. Оплывины захватывают значительные объемы пород, развиваются интенсивно, часто приобретая катастрофический характер;

6) фильтрационные деформации, вызываемые подземными водами, разделяются на оплывание, выпор, механическую суффозию и фильтрационный вынос вдоль трещин;

7) оплывание связано с переносом и переотложением грунтовых частиц подземными водами, вытекающими на откос в пределах промежутка высачивания; наибольшее развитие процесс получает в песчаных грунтах (рисунок 1). Процесс оплывания песков идет относительно равномерно в том случае, когда перед откосом имеется площадка для размещения оплывающих масс песка (рисунок 1). При «подрезанном водоупоре» (рисунок 1, б)) оплывание характеризуется резко выраженной неравномерностью, что приводит к образованию промоин, а при устойчивых сводах — к возникновению пещер.

Оплывание является причиной деформаций вышележащих пород (рисунок 1, в)).

Фильтрационный выпор-нарушение устойчивости частично подтопленных песчаных откосов, при котором приходит в движение некоторый его объем; выпор происходит под влиянием сил тяжести и гидродинамического давления, которое играет в этом процессе основную роль.

— первоначальное положение откоса

а- схема оплывающего откоса; б – схема оплывающего

откоса при «подрезанном водоупоре»; в- схема образования

Угол затопленной части откоса, устойчивого на выполнение, определяется условием:

Изучение условий отработки месторождений

Формирование практических и теоретических знаний по инженерно-геологическому, гидрогеологическому изучению месторождений полезных ископаемых с целью обеспечения технико-экономического обоснования кондиций и подсчета запасов полезного ископаемого началось ещё в 80-х годах 20 века на кафедре Гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии Уральского государственного горного университета. Абатурова И.В. и Афанасиади Э.И. выполняли изучение инженерно-геологических и гидрогеологических условий Светлинского и Воронцовского месторождений, позже исследованиями были охвачены хромитовые и золоторудные месторождения Полярного Урала.

С 2006 года после организации ООО «ГИНГЕО» работы были продолжены уже составом сегодняшнего ООО «ГИНГЕО». К настоящему времени география изученных месторождений довольно широка – Карелия, Колыма, Якутия, Забайкальский край, Хабаровский край, Западная и Центральная Сибирь, Урал, Кавказ, Свердловская область.
Основными задачами, которые решает компания при изучении инженерно-геологических и гидрогеологических условий месторождений полезных ископаемых являются:

• анализ геологических, геокриологических, гидрогеологических, гидрологических и инженерно-геологических материалов по изучаемому району;
• установлениеразвития опасных геологических и инженерно-геологических процессов и явлений;
• оценка физико-механических свойств пород, установление закономерностей их развития;
• оценка степени и характера трещиноватости массива скальных пород, а также ее качественных и количественных параметров;
• оценка степени закарстованности массива скальных пород;
• установление наличия многолетнемерзлых пород, закономерностей их распространения, характера температурного поля, мощности и свойств;
• при наличии таликовых зон, изучение их характера, границ и фильтрационных особенностей;
• оценка химического и бактериологического состава подземных и поверхностных вод, агрессивности по отношению к бетону и металлоконструкциям;
• оценка гидродинамического режима, оценка устойчивости бортов карьеров;
• прогноз развития современных инженерно-геологических процессов, влияющих на условия разработки месторождения, прогноз экзогенных геологических процессов;
• проведение схематического инженерно-геологического районирования территории месторождения по устойчивости массива пород к условиям отработки;
• изучение водоносных комплексов (горизонтов) и фильтрационных характеристик пород месторождения, откачка воды из скважин;
• изучение элювиальных образований, образующихся на разнообразных по составу материнских породах;
• изучение мерзлотно-гидрогеологических условий;
• расчет прогнозных водопритоков в выработки подземных и дождевых вод.

Работы по изучению инженерно-геологических и гидрогеологических условий выполнены с соблюдением требований методической литературы:

• Изучение гидрогеологических и инженерно-геологических условий месторождений твердых полезных ископаемых. ВСЕГИНГЕО. М.: Недра, 1986, 171с.
• Инженерно-геологические, гидрогеологические и геоэкологические исследования при разведке и эксплуатации рудных месторождений (методические рекомендации), РИЦ ВИМС, М., 2002.
• Инструкция по изучению инженерно-геологических условий месторождений твердых полезных ископаемых при их разведке. ВСЕГИНГЕО, одобрена экспертной комиссией секции гидрогеологии и инженерной геологии НТС Министерства геологии СССР. М.: Недра, 1975, 49 с.
• Кашковский Г.Н. и др. Изучение гидрогеологических и инженерно-геологических условий месторождений твердых полезных ископаемых. М.: Недра, 1986. 175 с.
• Классификация запасов и прогнозных ресурсов подземных вод. М., (ГКЗ), 2007.
• Методические рекомендации по составу и правилам оформления представляемых на государственную экспертизу материалов по подсчету запасов металлических и неметаллических полезных ископаемых, ФГУ «ГКЗ», утверждено МПР России, М., 2007.
• Методические рекомендации по технико-экономическому обоснованию кондиций для подсчета запасов месторождений твердых полезных ископаемых (кроме углей и горючих сланцев), ФГУ «ГКЗ», утверждено МПР, М., 2007.
• Методические указания по определению углов наклона бортов, откосов, уступов и отвалов строящихся и эксплуатируемых карьеров. Л.:ВНИМИ, 1972, 163 с.
• Методические указания по производству наблюдений за режимом температуры подземных вод, ВСЕГИНГЕО, М., 1982 г.
• Методическое руководство по изучению инженерно-геологических условий рудных месторождений при их разведке, РИЦ ВИМСа, М., 2001 г.
• Методическое руководство по изучению инженерно-геологических условий рудных месторождений при их разведке, Кузькин В.И., и др., одобрено Департаментом геологии и использования недр Министерства природных ресурсов РФ, 2000 г.
• Приказ Минприроды России от 23 мая 2011 г. № 378. Требования к составу и правилам оформления представляемых на государственную экспертизу материалов по подсчету запасов твердых полезных ископаемых.
• Рекомендации по инженерно-геологическим изысканиям для подземного гражданского и промышленного строительства. М., 1987.
• Рекомендации по определению механических свойств трещиноватого массива. С-Петербург, 1992

Способ укрепления откосов уступов

Патент 2239062

Способ укрепления откосов уступов

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является повышение безопасности работ при отгрузке горной массы и производстве укрепительных работ и увеличение запаса устойчивости укрепляемого уступа. Способ включает бурение скважин на верхней и нижней площадках уступа, укладку каната на откос, анкерование концов канатов в скважинах, натяжение канатов. При этом дополнительно производят укрепление подуступов, для чего концы канатов при укреплении подуступов анкеруют в скважинах, пробуренных на верхней площадке уступа и в откос уступа с нижних площадок подуступов. 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождении полезных ископаемых.

Известен способ укрепления откосов уступов, включающий бурение скважин на верхней и нижней площадках уступа, укладку канатов, фиксацию их концов в скважинах и натяжение канатов, причем скважины на верхней и нижней площадках бурят в шахматном порядке, и каждую скважину соединяют канатами с двумя смежными с ней скважинами нижней бровки [1].

Недостатком способа являются дорогостоящие работы по обеспечению безопасных условий работ при укреплении откоса, монтаж канатов производят после полного обнажения откоса, что приводит к его деформированию до окончания укрепительных работ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ укрепления откосов, включающий бурение скважин на верхней и нижней площадках уступа, укладку канатов с анкеровкой их концов и натяжение канатов [2 — прототип].

Недостатком способа является недостаточная безопасность работ при обнажении откоса при отгрузке горной массы и производстве укрепительных работ.

Заявляемое изобретение позволит достичь технического результата, выраженного в повышении безопасности работ и увеличении устойчивости откосов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе укрепления откосов уступов, включающем бурение скважин на верхней и нижней площадках уступа, укладку каната на откос, анкерование концов канатов в скважинах и натяжение канатов, дополнительно производят укрепление подуступов, для чего концы канатов при укреплении подуступов анкеруют в скважинах, пробуренных на верхней площадке уступа и в откос уступа с нижних площадок подуступов, причем при укреплении последующих подуступов канаты располагают между канатами, укрепляющими предыдущие подуступы; количество подуступов определяют по формуле:

где Н_п и Н_у высоты подуступа и укрепляемого уступа соответственно, высоту подуступа определяют известными методами в зависимости от физико-механических свойств горных пород и коэффициента запаса устойчивости, гарантирующего устойчивое состояние подуступа, длину скважин, пробуренных с нижних площадок подуступов, а соответственно и длину концов канатов принимают такой, чтобы анкер, например железобетонный, пересекал потенциальную поверхность скольжения уступа; натяжение канатов производят попарно при укреплении каждого подуступа известными способами, например, механическим захватным устройством.

Новые признаки в предлагаемом способе:

— взорванную горную массу отгружают подуступами, с нижних площадок которых бурят скважины, устанавливают и бетонируют в них нижние концы канатов;

— количество подуступов определяют по предложенной зависимости;

— крепление производят последовательно для каждого подуступа;

— бурение скважин с подуступа и армировку их канатами производят таким образом чтобы анкер, например железобетонный, пересекал потенциальную поверхность скольжения в уступе;

— высоту подуступа определяют в зависимости от физико-механических свойств породы (руды) при запасе устойчивости, гарантирующем его устойчивое состояние.

Преимущества предложенного способа:

— повышение безопасности работ при отгрузке горной массы и креплении откоса, так как отгрузка горной массы и производство работ по укреплению на первом подуступе производится при запасе устойчивости, исключающем деформацию подуступа, а на последующих подступах при укрепленных предыдущих;

— наибольшие дополнительные удерживающие усилия при применении предлагаемого способа получает верхняя часть уступа (призма активного давления), которая наиболее подвержена деформированию, следовательно повышается запас устойчивости уступа.

На фиг.1 изображен план укрепляемого участка; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 — разрез В-В на фиг.1.

Способ осуществляется следующим образом.

Бурят скважины для зарядов отрезной щели 1 и зарядов рыхления 2, заряжают скважины ВВ и взрывают скважинные заряды.

Определяют высоту подуступов по известным формулам в зависимости от физико-механических характеристик и величины запаса устойчивости, гарантирующего их устойчивое состояние.

Количество подуступов определяют по формуле:

где Н_п и Н_у — высоты подуступа и укрепляемого уступа соответственно. На верхней площадке укрепляемого уступа 3 бурят скважины 4, в которые устанавливают и бетонируют верхние концы 5 канатов 6. Отгружают взорванную горную массу первого подуступа 7 и с нижней его площадки 8 бурят скважины 9 в откосе, устанавливают в них нижние концы 10 канатов 6, бетонируют их, причем скважины располагают таким образом, чтобы анкер, например железобетонный, пересек потенциальную поверхность скольжения 11 при деформировании уступа, производят натяжение канатов известным способом, например механическим захватным устройством 12. Затем отгружают горную массу второго подуступа 13 и с нижней его площадки 14 бурят скважины 15, в которые устанавливают нижние концы канатов 16, а верхние устанавливают в скважины 4 на верхней площадке укрепляемого уступа, бетонируют скважины 4 и 15 и производят натяжение канатов.

При наличии более двух подуступов для каждого из них производят аналогичные операции.

С целью полного раскрытия технической сущности и преимуществ предлагаемого изобретения приведен пример, где приняты следующие сходные данные: породы скальные интенсивно трещиноватые, сцепление — 15 т/м 2 , угол внутреннего трения — 26, плотность — 2,5 т/м 3 , высота уступа — 36 м, угол наклона уступа 65.

По известным формулам [3] производят оценку устойчивости уступов различной высоты, результаты приведены в таблице.

Принимаем высоту подуступа 18 м. Тогда количество подуступов 36_18=2. На верхней площадке бурят скважины отрезной щели, скважины для зарядов рыхления, скважины для бетонирования концов канатов. Скважины отрезной щели и скважины для зарядов рыхления заряжают ВВ и взрывают скважинные заряды. Бетонируют верхние концы канатов в скважинах. Отгружают горную массу первого подуступа и транспортируют ее, например, по временному съезду (на чертежах не показан) или перелопачивают на нижнюю площадку уступа, затем отгружают совместно с горной массой второго подуступа. С нижней площадки первого подуступа бурят скважины в откос уступа, устанавливают и бетонируют в них нижние концы канатов первого подуступа, производят натяжение канатов, например механическим захватным устройством.

Отгружают горную массу второго подуступа и с нижней его площадки бурят скважины в откос уступа, в которые устанавливают нижние концы канатов второго подуступа, а верхние концы устанавливают в скважины на верхней площадке уступа, бетонируют скважины и производят натяжение канатов.

Выполнение работ по отгрузке горной массы и производства укрепительных работ первого подуступа производят при запасе устойчивости 2,0, который гарантирует устойчивое состояние подуступа.

Выполнение работ по отгрузке горной массы и производства укрепительных работ второго подуступа производят при укрепленном первом подуступе, что повышает запас устойчивости уступа с 1,3 до 1,6. Это гарантирует устойчивое состояние уступа при его кратковременном стоянии. Укрепление второго подуступа повышает запас устойчивости уступа с 1,6 до 2,0, что гарантирует устойчивое состояние уступа при долговременном стоянии [3].

Таким образом, изложеннные сведения свидетельствуют, что заявленный способ может быть использован в горной промышленности при укреплении откосов уступов. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

При применении предлагаемого способа исключаются недостатки существующих решений и обеспечиваются новые положительные свойства: повышение безопасности при производстве укрепительных работ на откосах уступов, повышение устойчивости откосов уступов.

Анализ известных решений показал, что сущность заявляемого решения в них не раскрыта, предлагаемый способ характеризуется новой совокупностью признаков, что позволяет считать его соответствующим критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

1. Авторское свидетельство СССР №626203, МПК Е 21 С 41/02, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР №535390, Е 02 D 3/08, 1976.

3. Методические указания по определению углов наклона бортов откосов и отвалов строящихся и эксплуатируемых карьеров. Л.: ВНИМИ, 1972, с.14.

1. Способ укрепления откосов уступов, включающий бурение скважин на верхней и нижней площадках уступа, укладку каната на откос, анкерование концов канатов в скважинах, натяжение канатов, отличающийся тем, что дополнительно производят укрепление подуступов, для чего концы канатов при укреплении подуступов анкеруют в скважинах, пробуренных на верхней площадке уступа и в откос уступа с нижних площадок подуступов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при укреплении последующих подуступов канаты располагают между канатами, укрепляющими предыдущие подуступы.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, количество подуступов определяют по формуле

где H_п и H_у высоты подуступа и укрепляемого уступа соответственно.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что высоту подуступа определяют в зависимости от физико-механических характеристик пород при запасе устойчивости, гарантирующем устойчивое его состояние.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что бурение скважин с подуступов, армировку их канатами с последующей цементацией производят таким образом, чтобы анкер, например, железобетонный, пересекал потенциальную поверхность скольжения в уступе.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что натяжение канатов производят попарно при укреплении каждого подуступа.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4