Способ формирования уступов в рыхлых отложениях

 

Использование: формирование уступов с искусственным укреплением при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Сущность изобретения: способ включает отработку рыхлых отложений нижнего уступа за устойчивый контур карьера до сдваивания его с вышележащим уступом и последующую отсыпку контрфорса из скальных пород. Отсыпку контрфорса ведут на высоту нижнего уступа с созданием рабочей площадки, бурят скважины с указанной площадки в породы контрфорса, пропитывают породу контрфорса вяжущим твердеющим раствором нагнетанием последнего в пробуренные скважины на высоту, определяемую из приведенного в описании выражения. После затвердевания раствора срабатывается непропитанная часть пород контрфорса. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способу формирования уступов с искусственным укреплением.

Известен способ формирования уступа [1] , включающий частичную выемку рыхлых пород и замену их скальными, т. е. уступ формируется с созданием контрфорса, выполняющего роль подпорной стенки. Данный способ позволяет предотвратить деформации массива, но характеризуется низкой эффективностью из-за необходимости оставления значительной площади бермы под породы контрфорса, располагающиеся под углом естественного откоса.

Известен также способ укрепления откосов рыхлых отложений [2] , включающий отработку рыхлых отложений нижнего уступа за устойчивый контур карьера до сдваивания его с вышележащим уступом и последующую отсыпку контрфорса из скальных пород.

Дополнительное пространство под породы контрфорса за счет отработки рыхлых отложений нижнего уступа за устойчивый контур карьера до его сдваивания с вышележащим уступом позволяет уменьшить площадь бермы, занимаемую контрфорсом, однако существенного повышения эффективности укрепления не достигается из-за того, что угол откоса сдвоенного уступа не превышает угла естественного откоса скальных пород контрфорса.

Целью изобретения является повышение эффективности укрепления рыхлых отложений на границе со скальными породами при формировании уступов на предельном контуре карьера за счет уменьшения площади контрфорса при сохранении его несущей способности.

Указанная цель достигается тем , что в известном способе укрепления откосов рыхлых отложений, включающем отработку рыхлых отложений нижнего уступа за устойчивый контур карьера до сдваивания его с вышележащим уступом и последующую отсыпку контрфорса из скальных пород, отсыпку контрфорса ведут на высоту нижнего уступа с созданием рабочей площадки, бурят скважины с указанной площадки в породы контрфорса, пропитывают породу контрфорса вяжущим твердеющим раствором нагнетанием последнего в пробуренные скважины на высоту, определяемую из выражения h_c= , , где h_с - высота нагнетания раствора от уровня нижнего горизонта, м; h_у - высота нижнего уступа, м; α_o- угол естественного откоса пород контрфорса, град; α_y - необходимый угол погашения нижнего уступа, град; α_c - угол откоса укрепляемой зоны уступа, град, после затвердевания раствора срабатывают непропитанную часть пород контрфорса.

Применение изобретения позволяет повысить эффективность укрепления уступа благодаря уменьшению площади контрфорса при сохранении его несущей способности.

На фиг. 1 в плане показана последовательность формирования укрепляемого уступа; на фиг. 2 и 3 - поперечные разрезы, поясняющие технологию нагнетания вяжущего и формирования откоса укрепленного уступа.

Нижний уступ рыхлых отложений 1 (песчано-глинистые, глинистые, дезинтегрированные породы на участках западения кровли скальных пород, зон тектонических нарушений, карста), граничащий со скальными породами 2, отрабатывают за устойчивый контур карьера до сдваивания его с вышележащим уступом. Вслед за выемкой рыхлых отложений пространство за предельным контуром заполняется скальными породами с созданием рабочей площадки. С рабочей площадки бурят скважины 4, через которые в породы контрфорса 3 нагнетают вяжущий твердеющий раствор. В вышеотмеченных инженерно-геологических условиях укрепляемому участку борта достаточно придать угол откоса, равный углу откосов смежных по простиранию скальных участков борта, не подлежащих укреплению. Необходимый угол откоса укpепляемого уступа однозначно определяет высоту нагнетания раствора, которая определятся по формуле h_c= , .

Радиус нагнетания вяжущего твердеющего раствора однозначно определяется шириной подпорной стенки (укрепляемой части контфорса), определяемой расчетом ее на устойчивость. По данным геометрических параметров пород контрфорса, трещиной пустотности, коэффициента фильтрации определяются реологические параметры раствора, удовлетворяющие прочности стенки. Нагнетание раствора в породы контрфорса производится известными способами. После набора раствором расчетной прочности отрабатывают непропитанную часть пород контрфорса 3 до укрепленной зоны уступа 5, при этом неукрепляемая верхняя часть уступа мощностью h_у-h_с формируетсся под углом естественного откоса α_oпород контрфорса.

Формула изобретения

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ УСТУПОВ В РЫХЛЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ, включающий отработку рыхлых отложений нижнего уступа за устойчивый контур карьера до сдваивания его с вышележащим уступом и последующую отсыпку контрфорса из скальных пород, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности укрепления рыхлых отложений на границе со скальными породами при формировании уступов на предельном контуре карьера за счет уменьшения площади контрфорса при сохранении его несущей способности, отсыпку контрфорса ведут на высоту нижнего уступа с созданием рабочей площадки и бурят скважины с площадки в породы контрфорса, затем пропитывают породу контрфорса вяжущим твердеющим раствором нагнетанием последнего в пробуренные скважины на высоту, определяемую из выражения h_c= , , где h_с - высота нагнетания раствора от уровня нижнего горизонта, м;
h_у - высота нижнего уступа, м;
α₀ - угол естественного откоса пород контрфорса, град;
α_у - необходимый угол погашения нижнего уступа, град;
α_c - угол откоса укрепляемой зоны уступа, град,
а после затвердевания раствора срабатывают непропитанную часть пород контрфорса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3