Способ контроля устойчивости бортов карьера

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1209858 А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АBTOPCKÎMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I лрйт 3 крит. сМиг.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3638474/22-03 (22) 3.09.83 (46) 07.02.86. Бюл. № 5 (71) Московский ордена Трудового Красного

Знамени горный институт (72) В. В. Ржевский, И. М. Иофис и О. В. Овласюк (53) 622.235 (088.8) (56) 1. Мй11ег L. The Rock Slide in the Vaiont

Valley. — Rock Mechanics & Engineering

Geology. 1964, 2, р. 148 — 212.

2. Вялов С. С. Реологические основы механики грунтов. М.: Высшая школа, 1978, с. 286. ц11 4 Е 21 С 39/00, 41/00 (54) (57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ КАРЬЕРОВ, включаюший определение деформаций бортов карьеров и сравнение их с заданными критическими величинами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, производят измерение ускорений деформаций бортов карьера и определяют знаки ускорений, при этом при положительных ускорениях деформаций борта он неустойчив, а при нулевых и отрицательных устойчив.

1209858

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для контроля устойчивости бортов карьеров, откосов> уступов и отвалов.

Известен способ контроля устойчивости бортов карьеров, основанный на измерении скоростей деформаций и сравнении их с заданными, за которые принимаются критические скорости деформаций, соответствующие началу процесса разрушения (!1.

Недостатком способа является низкая точ- !О ность контроля из-за позднего предупреждения о начале разрушения, что снижает безопасность работ в карьере.

Наиболее близким к изобретению является способ контроля устойчивости бортов карьеров, включающии определение деформа-!

5 ций бортов карьеров и сравнение их с заданными критическими величинами (21.

Недостатком способа является низкая точность контроля, обусловленная преждевременным предупреждением об обрушении (деформации уже превысили заданные критические величины, но обрушения не произошло). Это ведет к снижению производительности карьера в связи с принятием дополнительных мер по противооползневым мероприятиям, а также свертыванием работ на аварийном участке, хотя действительной опасности еще нет. Причина этого заключается в том, что достижение деформациями заданных критических величин является необходимым, но не достаточным критерием опасности обрушения борта карьера.

Цель изобретения — повышение точности контроля устойчивости бортов карьеров.

Указанная цель достигается тем, что наряду с определением деформаций бортов карьеров и сравнением их с заданными критическими величинами, производят измерение ускорений деформаций бортов карьера и определяют знаки ускорений, при этом при положительных ускорениях деформаций борта он неустойчив, а при нулевых и от- 4О рицательных устойчив.

На чертеже изображена зависимость межДУ ДЕфОРМаЦИЕй СДВИГа медвит И СИЛОЙ COIIPOтивлениЯ сдвигУ Fconp. Здесь же показана 4

СДВИГаюшаЯ СИЛа т сдвиг, НаПРИМЕР, ЯВЛЯЮЩаЯСЯ ПОСТОЯННОЙ.

Обрушение борта происходит, когда сдвигающие силы превосходят удерживающие (силы сопротивления сдвигу). При превышении деформациями заданных критических 50 укрыт величин силы сопротивления сдвигу начинают уменьшаться. Однако пока сдвигающие силы меньше удерживающих, разрушения не происходит. При дальнейшем росте дефОрмаций (кОгда текущее укрит) сдвигающие силы становятся больше удерживающих и начинается процесс обрушения. При этом появляются положительные ускорения деформаций, так как движение призмы обрушения по поверхности скольжения подчиняется второму закону Ньютона

FcJcsHr — - Fcoop= ffLQ, где т — масса призмы обрушения; а — — ускорение ее движения.

Проведенные исследования показали, что только достижение деформациями заданных критических величин, как и наличие только положительных ускорений деформаций в отдельности не являются опасными для борта карьера. Борт карьера неустойчив только в том случае, когда деформации больше заданных и ускорения положительны.

Способ осуществляют следующим образом.

Вкрест простирания борта устанавливают рабочие репера. При помощи светодальномера и теодолита определяют смещения рабочих реперов относительно опорного репера, который привязывают к геодезической сети.

По ним определяют деформации борта карьера. Лабораторными испытаниями образцов горных пород, слагающих борт карьера, определяют критические деформации. Деформации борта карьера сравнивают с заданными критическими деформациями. Одновременно специальным акселерометром измеряют ускорения деформаций, определяют знаки ускорений. Сопоставляют знаки ускорений с величиной деформации борта. При этом, если деформации превысили или сравнялись с критическими, а ускорение положительно, то борт пришел в неустойчивое состояние, грозящее разрушением. В противном случае борт устойчив. Предлагаемый способ может быть реализован с помощью серийно выпускаемого оборудования.

Например, при применении предложенного способа для анализа оползня «Вайонт» в Италии получены следующие результаты.

Относительные деформации сдвига между репером С и неподвижной точкой, находящейся вне призмы скольжения, вычисленные в соответствии с известным способом, на февраль 1963 г. составили 0,028. Это значение превышает критическую величину, которая составляет 0,02. Таким образом, по известному способу опасное состояние откоса возникло за восемь месяцев до фактического обрушения. На момент обрушения относительные деформации достигли 0,06. Необходимо отметить, что приведенные значения относительных деформаций занижены, так как репер С наблюдался не с самого начала процесса сдвижения.

По предложенному способу откос стал неустойчив лишь в конце августа 1963 г., когда появились положительные ускорения, а деформации сдвига уже превысили критические. Таким образом, обрушение предсказано за два месяца. Следовательно, применение предложенного способа позволило бы обеспечить нормальную эксплуатацию объек1209858

Составитель Л. Березкина

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор С. Патрушева

Заказ 415 41 та в течение шести месяцев, когда по известному способу работа была бы уже прекращена.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность контроля, что дает возможность увеличить производительность карьера за счет обеспечения условий нормальной эксплуатации в течение длительного времени, так как эксплуатация может осуществляться в тот период, когда по известному способу работа была бы уже прекра5 щена; повышает безопасность работ.