Прогнозирование инженерно-геологических условий разработки и устойчивости бортов карьеров сложнодислоцированных месторождений

2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
В в е д е н и е ............................................. 4
1. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОЩ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРИ разведке и.разработке сложнодис-
ЛОВДРОВАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ................................. II
1.1. Современное состояние проблемы инженерно-геологического прогнозирования условий разработки месторождений ................................................. II
1.2. Особенности прогнозирования инженерно-геологических условий на различных стадиях разведки и освоения месторождений .................................... 17
1.3. Взаимосвязь инженерно-геологических прогнозов с
горноэксплуатационными работами ...................... 21
1.4. Методологические основы и практические рекомендации по прогнозированию инженерно-геологических условий сложнодислоцированных месторождений ............... 22
2. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СЛОЖНОДИСЛОЦИРОВАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
КУЗБАССА................................................... 29
2.1. Особенности геологического строения и обводненности сложнодислоцированных месторождений 29
2.2. Влияние генетических особенностей покровных отложений на их физико-механические свойства .................. 56
2.3. Влияние условий осадконакопления и катагенетических . преобразований на формирование физико-механических свойств горных пород .............................. 62
2.4. Влияние тектонических процессов на формирование инженерно-геологических условий сложнодислоцированных месторождений ...................................... 85
2.5. Роль гипергенных процессов в современном формировании свойств горных пород и образование осыпей в бортах карьеров ........................................... 97
3
2.6. Влияние горно-технических факторов на состояние и устойчивость горных пород в бортах карьеров ................. III
2.7. Инженерно-геологическая классификация горных пород сложнодислоцироваиных месторождений.......................... 123
3. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ТИПИЗАЦИЯ
СЛОЖНОДИСЛОЦИРОВАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ........................... 136
3Л. Принципы инженерно-геологического районирования и
типизации сложнодислоцированных месторождений .......... 136
3.2* Инженерно-геологическое районирование Бачатского
месторождения........................................... 145
3*3. Типизация инженерно-геологических условий сложно-
дислоцированных месторождений........................... 153
4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И
УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ КАРЬЕРОВ СЛОЖНОДИСЛОЦИРОВАННЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ................................................. 162
4Л. Обоснование расчетных схем применительно к выделенным типам инженерно-геологических условий.................... 162
4.2* Выбор расчетных показателей физико-механических
свойств горных пород ................................... 167
4.3. Прогнозирование устойчивости бортов карьеров Бачатского месторождения..................................... 173
4.4. Использование сейсмоакустических методов для прогнозирования устойчивости бортов карьеров ................... 182
3 а к л ю ч е н и е........................................... 203
Л и т е р а т у р а ........................................... 207
22
личных карьерах страны институтами ВНИЖ [213], ИГД им.Скочинского [64] , показали, что на состояние пород, их физико-механические свойства и устойчивость в откосах большое воздействие оказывают буровзрывные работы, карьерное оборудование и транспорт. Поэтому при прогнозировании условий разработки месторождений необходимо учитывать типы горнодобывающего и транспортного оборудования, их возможное распределение в пределах карьерного поля и те неблагоприятные воздействия, которые будут испытывать горные породы в пределах конкретного стратиграфо-генетического комплекса. Кроме того, отмеченное имеет большое значение для установления конфигурации бортов и уступов карьеров в горизонтальном и вертикальном направлениях. Так, например, использование гидромониторных установок при вскрыше рыхлых пород определяет вогнуто-выпуклый профиль верхних уступов и верхней горизонтальной линии борта, а применение драглайнов - прямолинейно-ступенчатые контуры.
Как видно из изложенного, инженерно-геологические прогнозы условий разработки месторождений находятся в тесной взаимосвязи с горно-эксплуатационными работами, определяющими целевое назначение и пространственно-временные координаты прогнозируемых событий.
1.4. Методологические основы и практические рекомендации по прогнозированию инженерно-геологических условий сложнодислоцированных месторождений
Анализ состояния проблемы инженерно-геологического прогнозирования условий разработки месторождений [22,148,157,188,191] показал, что эти вопросы для сложнодислоцированных месторождений практически не решены. С месторождениями этого типа в СССР связано 20 % балансовых запасов и II % добываемого угля [40]. Инженерногеологическое прогнозирование выполняется с целью предсказания устойчивости горных пород в бортах_карьеров. При общей постановке
23
вопроса прогнозный угол откоса представляет собой функцию зависящую от многих переменныхо( = £ ( Н, С, С'? У, Ъ, И, К п, р, t, 1,1), Переменными характеристиками в данном случае являются: мощность угленосной толщи ( Н ), литологический состав пород ( Кп ), угол наклона слоев ( ]3 ), физико-механические свойства пород ( С, Ч’, С1 Ч)| ^ ), время ( t ), а также другие характеристики: обводненность, трещиноватость и т.д. Для различных инженерно-геологических условий состояние, состав, условия залегания и физико-механические свой.« ства будут постоянно меняться. Это вызывает необходимость их изучения и последующего прогнозирования. Для каждого отдельно взятого показателя, входящего в расчетную схему, составляется частный прогноз или определяется его диагностическая характеристика. Включая прогнозные или диагностические характеристики переменных в определенную последовательность (например, расчетную схему), получают в виде конечного результата генеральное значение (генеральный прогноз) какого-либо события. В нашем случае таким генеральным прогнозом является угол наклона борта карьера в заданном сечении. Целевое назначение генерального или частного прогноза определяет методику инженерно-геологических исследований, качество и количество получаемой информации, ее разнообразие и направленность. Логическое обоснование схемы прогнозирования основывается на знании законов и закономерностей развития геологической среды, структуры и степени сложности конкретного события, существующих методах прогнозирования, установлении граничных условий и обосновании процедуры построения прогноза. Методология прогнозирования инженерыо-геслогических условий сложнодислоцированных месторождений основывается на изучении и анализе геологических условий, тектонического строения, обводненности, состава, состояния и свойств горных пород, выявлении закономерностей изменчивости устойчивости горных пород в откосах, учете