Противооползневые мероприятия на карьерах.

Ведущую роль в борьбе с оползнями следует отвести профилактическим мероприятиям, так как предотвратить оползень значительно легче, безопаснее и дешевле, чем бороться с ним, когда он возникнет. К числу профилактических мероприятий следует отнести:

а) тщательное изучение геологических и гидрологических условий залегания горных пород, их прочности, структурных и других особенностей участка месторождения;

б) максимально полный учет условий залегания, свойств пород и особенностей месторождения при расчете устойчивости бортов карьеров и составлении проекта горных работ,

в) четкое осуществление проекта в натуре, особенно в части запроектированных параметров карьера (углов откоса бортов и уступов и пр.);

г) качественное и своевременное выполнение дренажных работ, в том числе глубинного дренирования пород, слагающих откосы, дренирования земной поверхности в окрестностях карьера и поверхности его бортов;

д) организацию систематических маркшейдерских и гидрогеологических наблюдений, регулярный отбор проб и их испытания, уточнение местонахождения структурных поверхностей ослабления массива, анализ полученных данных и оперативную корректировку принятых в проекте параметров карьера, технологии и порядка ведения горных работ.

При выполнении указанных мероприятий, как правило, удается предотвратить оползни или свести к минимуму их вредные последствия.

Для борьбы с оползнями предложены разнообразные механические и химические способы закрепления земляных масс, способы замораживания и цементации их. Но в практике горного дела они широкого применения пока не нашли в силу дороговизны и недостаточно высокой эффективности. Опыт показывает, что эффективность борьбы с оползнями во многом зависит от того, насколько надежно установлены причины возникновения оползней и насколько своевременно начаты работы по их ликвидации.

Поскольку наиболее часто причинами нарушения устойчивости откосов на карьерах, сложенных глинистыми и песчано-глинистыми породами, являются обводнение этих пород и снижение их прочностных характеристик, основные меры борьбы с оползнями в этих условиях состоят в эффективном дренаже, обеспечении стока поверхностных вод, пригрузке фильтрующих участков.

Для обеспечения устойчивости откосов на карьерах, сложенных скальными и полускальными породами, применяют:

а) соответствующую технологию ведения буровзрывных работ в приконтурных зонах (микрозамедленное взрывание скважин в блоке и др.);

б) специальную заоткоску уступов (предварительное щелеобразование, гладкое взрывание);

в) искусственное укрепление ослабленных участков.

Основным источником обводнения разрабатываемых полезных ископаемых и пород вскрыши во многих случаях являются атмосферные осадки. Для обеспечения стока воды с земной поверхности производят планировку поверхности, придавая ей уклон в сторону дренажных канав, защищающих карьер от ливневых вод. Для стока дождевых и талых вод с площадки уступов проводят продольные и поперечные канавки, а площадке уступа придают соответствующий уклон (не менее 5°/оо).

Глубинный дренаж предохраняет откосы от больших оползней, возникающих при пологом и наклонном залегании слабых и средней прочности пород вследствие высоких напоров воды в лежачем боку залежи. Осуществляют глубинный дренаж водопонизительными скважинами, подземными выработками со сквозными и забивными фильтрами, наклонными или горизонтальными самоизливающимися скважинами и иногда поглощающими скважинами.

Открытый дренаж применяют: при вскрытии водообильных месторождений, сложенных слабыми породами, если толща водоносных пород представляет собой один водоносный горизонт или если водоносный горизонт залегает в подошве разрабатываемого слоя полезного ископаемого; при дренировании слабообводненных горизонтально залегающих водоносных горизонтов и трещиноватых крепких пород.

Для обеспечения устойчивости скальных и полускальных пород часто требуется уменьшить сейсмическое влияние массовых взрывов на дробление горных пород за предельным контуром отработки уступов. Уменьшения этого влияния достигают применением микрозамедленного взрывания скважин начиная с расстояния 30—40 м от предельного контура каждого уступа.

Эффективной мерой, обеспечивающей длительную устойчивость нерабочих бортов или участков в предельном положении, является их заоткоска под углами, соответствующими свойствам пород и характеру их трещиноватости (см. табл. 22.1). Заоткоску уступов в скальных и полускальных породах осуществляют наклонными взрывными скважинами диаметром 80 — 100 мм, которые бурят под углами откоса уступа на расстоянии друг от друга не более 3 м.

При неблагоприятно ориентированной трещиноватости для заоткоски уступов применяют методы контурного взрывания. Заряды контурного ряда взрывают либо после основных зарядов дробления, либо раньше их (предварительное щелеобразование).

Искусственное укрепление откосов уступов, сложенных скальными и полускальными породами, применяют обычно в тех случаях, когда надо удержать от сползания или обрушения отдельные участки откосов уступа, ослабленные интенсивной трещиноватостью, неблагоприятно расположенными трещинами, дизъюнктивными нарушениями, слабыми контактами между слоями пород и пр. Укрепление осуществляют путем механического удержания призмы обрушения с помощью штанговой крепи, шпунтов, железобетонных свай и гибких тросовых тяжей, путем инъекций в массив укрепляющих растворов (преимущественно цементного состава), путем изоляции пород, склонных к интенсивному выветриванию, выщелачиванию или дефляции, с помощью устойчивых покрытий (набрызгбетона, битума, эпоксидных и других смол). Иногда для укрепления призмы обрушения применяют подпорные, защитные и контрфорсные стенки.

Механические способы укрепления слабых участков откосов часто применяют в комплексе. На рис. 22.5 приведена схема укрепления бермы штангами и железобетонными сваями на участке слабого контакта, по которому возможно сползание.

Рис. 22.5. Берма откоса, укрепленная штангой и железобетонной сваей.

1 — слабый контакт, по которому возможно сползание; 2 — железобетонная свая; 3 — штанга.

Для борьбы с оползнями в карьерах применяют и такие способы, как снятие нагрузки с откоса, отгрузка очага оползня, оставление целиков и др.

Снятие нагрузки применяют в зоне действующих глубинных оползней, когда массив можно разделить на призму упора и призму активного давления. В этом случае вес призмы активного давления снижают путем срезки верхней части откоса, а все призмы упора наращивают путем отсыпки дамб в нижней части.

Отгрузку очага оползня производят на участках лежачего бока при падении слоев более 18—20° и при возможности подрезки контактов или поверхностей ослабления, т. е. когда появляется угроза скольжения по ним горных пород. При отгрузке оползающих пород применяют меры по предотвращению оползания и обрушения верхних уступов.

Целики на карьерах оставляют в целях предотвращения и остановки оползания насыщенных водой рыхлых пород. Однако это весьма неэкономичный и недостаточно эффективный метод. Его следует применять только при соответствующем технико-экономическом обосновании, преимущественно при борьбе с местными оползнями, не распространяющимися на другие уступы.

Для предотвращения опасных деформаций отвалов производят дренирование основания отвалов, планировку поверхности отвалов и другие работы, препятствующие дополнительному увлажнению пород в них.

Устойчивость отвалов рыхлых пород на прочном основании повышают путем первоочередной отсыпки предотвала и последующего заполнения пазухи между предотвалом и основным отвалом (в пониженных местах предотвал прерывают для пропуска дождевых и талых вод).

В случае угрозы оползания больших участков отвалов их высоту или общий угол разгона ярусов отвалов уменьшают до значений, при которых соотношение удерживающих и сдвигающих сил, действующих по поверхности скольжения, повысится на 10—15% по сравнению с отношением, при котором начались первые деформации.

При невозможности предотвратить развитие оползня отвалов оконтуривают призму возможного оползания (с помощью инструментальных наблюдений) и дальнейшие работы по отвалообразованию ведут с учетом оползания этой призмы.