MENU
Главная » Файлы » Научные статьи » 11.00.00 Географические науки

Анализ влияния гравитационных процессов и трещиноватости скальных пород на условия проходки глубоких карьеров
30.08.2019, 22:17
Гравитационные геологические процессы, как результат хозяйственной деятельности человека, входят в состав большой группы процессов, именуемых как склоновые геологические процессы. Суть склоновых процессов состоит в том, что под действием силы тяжести – с помощью воды или без нее, иногда при участии мерзлотных процессов – породы, слагающие склон, сносятся с его верхней части к подножию, где и отлагаются. Снос может носить как медленный (слабоустойчивый оползень), так и мгновенный (обвал, камнепад) характер.

Обвалы возникают в ослабленных массивах скальных грунтов при определенной значительной крутизне склонов. Поэтому на основе анализа литолого-петрографических и геоморфологических факторов на начальной стадии исследований удается относительно легко выявить потенциально обвальные участки. К техногенным факторам формирования или активизации рассматриваемых обвалов и обвальных явлений относятся: искусственная активизация выветривания массива; подрезка склонов; взрывы (динамические воздействия на массив); сельскохозяйственная деятельность, снижающая устойчивость склонов и т.п.

Учет техногенных факторов обвальной опасности особенно необходим в горных областях при строительстве различных инженерных сооружений: прокладке дорог, трубопроводов, строительстве высокогорных плотин, промышленных и жилых зданий и др. Особенно большая опасность возникновения техногенных обвальных явлений существует при строительстве и разработке глубоких карьеров. В последнем случае, разработка и добыча полезных ископаемых в открытых карьерах ведется с учетом постоянной оценки устойчивости обвалоопасных склонов, выдерживания допустимых углов откоса в бортах карьера и т.п. [1]

Совокупность трещин, разбивающих массивы пород, называют трещиноватостью горных пород. Степень трещиноватости пород вместе с другими тектоническими нарушениями характеризует структуру массива горных пород, ее пространственную неоднородность и анизотропность свойств. Она влияет на прочность и устойчивость пород: деформируемость, водопроницаемость, влагоемкость, буримость и другие характеристики.

Количественная оценка трещиноватости, даже приближенная, представляет значительный интерес. Критерием количественной оценки степени трещиноватости выбирают показатели, учитывающие размеры и густоту трещин.

Различают три вида показателей: линейные (количество и размеры трещин на единицу длины обнажения, горной выработки, скважины); распределенные по площади (количество, размеры и раскрытость трещин на единицу площади); объемные (количество, площадь стенок и объем трещин на единицу объема породы).

Укрупнённая оценка трещиноватости горных пород даётся С помощью диаграмм трещиноватости, отражающих преимущественную ориентацию систем трещин, среднее их раскрытие, шероховатость и др.

Для оценки влияния нетектонической трещиноватости на механические свойства массива пород имеется несколько приближенных способов. На показатели прочности и деформируемости по-разному влияют ширина и степень трещиноватости, заполнитель, шероховатость стенок и режим обводненности трещин.[2]

Исследование влияния трещиноватости пород и гравитационных процессов на условия проходки проводились ОАО «Мурманская геологоразведочная экспедиция» (ОАО «МГРЭ») на руднике «Железный» Ковдорский ГОК, Мурманская область, г. Ковдор. Обвально-осыпные явления на юго-восточном борту карьера рудника «Железный», с которой столкнулось руководство ГОКа «Ковдорский», являлась следствием в большей своей части именно нетектонической трещиноватости. Многочисленные взрывные работы привели к появлению трещин в массиве горных пород, а экзогенный процесс в виде выветривания в сочетании с первым стали основным катализатором дестабилизации прибортового массива пород юго-восточного борта карьера рудника «Железный».

Для юго-восточного борта карьера, сложенного фенитами, как и в целом для породного массива Ковдорского месторождения, характерна очень сложная по своему строению решетка трещиноватости. Анализ диаграмм показал, что на рассматриваемом участке карьерного поля достаточно четко проявлены элементы радиально-кольцевой решетки трещиноватости, а именно радиальная и две кольцевых (центриклинальная и периклинальная) системы трещин. Наиболее опасны с точки зрения устойчивости уступов карьера трещины центриклинальной системы, поскольку они достаточно полого падают в сторону выемки и простираются вдоль уступов или под острым углом к ним. На обнаженных в уступах карьера плоскостях таких трещин обычно наблюдаются корки слюдитового материала, реже карбонатита. Инженерно-геологические условия юго-восточного борта определяются структурно-тектоническим строением. Анализ результатов исследований, проведенных ОАО «МГРЭ» в 2006-2011 гг, в которых автор принимал участие при прохождении производственной практики в 2010-2011 гг. показывает, что формирование и развитие трещиноватости и анизотропности скального массива разнообразно по генезису и многостадийно. Следствием этого является преимущественно комбинаторно- наложенный мотив проявления трещиноватости и других структурных неоднородностей. Именно этим объясняется сложная инженерно-геологическая обстановка на юго-восточном фланге карьера.[2]

Исходя из вышесказанного, наиболее экономически выгодной и необходимой мерой защиты будет являться инъекция массива малоглинистым цементным раствором его наиболее проявленных систем трещин. Закачку раствора проводить под давлением. Желательно применение совместно с цементацией и органических соединений в виде специальных смол и их смесей, более вязких по консистенции.

Литература:
1. Ломтадзе В. Д. Инженерная геология. Инженерная геодинамика/ В. Д. Ломтадзе. - Л.: Недра, 1977. - 479 с.
2. Отчет о результатах доизучения инженерно-геологических и гидрогеологических условий прибортового массива пород юго-восточного борта карьера рудника «Железный» ОАО «Ковдорский ГОК» в отметках (+10) - (+238) м. за 2006-2009 гг.

Курбанов А.И.
Категория: 11.00.00 Географические науки | Добавил: GOD
Просмотров: 21 | Загрузок: 0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]