Файл: Фисенко, Г. Л. Укрепление откосов в карьерах.pdf

торой эти частицы уже fie могут удерживаться на поверхности от­ косов, теряют с ним связь и скатываются к основанию.

Всилу того, что процесс физического выветривания проникает

ивнутрь каждого элементарного блока горной породы, прочность каждого элементарного блока также снижается, как и прочность поверхностного слоя массива. Прочность пород, при которой на­

гической разности определяется на поверхности нескольких осы­ пающихся откосов с различными углами заоткоски, превышаю­ щими угол естественного откоса (предпочтительнее при а>45°). По этим данным строится график изменения критической прочно­ сти пород в зависимости от угла откоса (рис. 1.12).

График изменения прочности пород с течением времени уста­ навливают путем их периодического опробования. Исходя из зна­ чений угла а и прочности пород R в данный период, определяют время U, когда прочность пород в откосе снизится до критической величины; к этому времени и начинаются укрепительные работы.

Например, если угол откоса уступа равен щ, то критическая

ления, осуществляются путем периодической инструментальной съемки положения реперов, закрепленных на бермах. Для удобст­ ва съемки смещений реперов наблюдательные станции компо­ нуются из двух-трех профильных линий реперов, закладываемых в створе параллельно бровкам откосов. Смещения реперов в гори-

ния. Частота наблюдений должна составлять 1—2 раза в квартал. Точность определения смещения в вертикальной плоскости не должна быть ниже 5 мм, а в горизонтальной— 10 мм. Постоянное нарастание смещений до 20 мм в вертикальной плоскости и до 30 мм в горизонтальной свидетельствует о том, что равновесие откоса близко к предельному и его укрепление стало необходи­ мым. Такие наблюдения проводятся при втором и третьем клас­ сах первичной устойчивости откосов, подсеченных относительно пологими поверхностями ослабления (20—30°). При падении по­ верхностей ослабления под углом более 30° откосы обычно отно­ сятся к четвертому и пятому классам устойчивости и их необходи­ мо укреплять или до заоткоски, или непосредственно после за-

откоски уступов в их предельном положении.

Изучение инженерно-геологических условий для составления паспортов на заоткоску уступов и их укрепление осуществляется в полосе шириной 80—100 м у предельного контура каждого усту­ па. При инженерно-геологическом районировании карьерного по­ ля по условиям устойчивости откосов, выполняемом на стадии проектирования карьера по материалам детальной разведки ме­ сторождения, трещиноватость массива горных пород обычно бы­ вает изучена недостаточно. В связи с этим более детальное изу­ чение трещиноватости производится по мере вскрытия новых го­

к предельному контуру, способ заоткоски, необходимость и спо­ соб укрепления откоса.

укреплении поверхности откосов уступов набрызгбетоном по ме­ таллической сетке, укрепляемой на штангах. Однако такое укреп­ ление откосов не всегда является экономически целесообразным. При слабой интенсивности выветривания и осыпания пород в откосах или при пологих откосах укрепление их поверхности не требуется, но возникает необходимость по мере накопления осы­ пи на бермах производить их очистку. Очистка берм сопровож­ дается оборкой поверхности откосов от нависающих блоков.

Укрепленные набрызгбетоном откосы необходимо периодически

ществляться без разворота погрузочного агрегата, так как раз­ ворот на узкой берме вблизи расположенного выше откоса будет

34

Глава II

СПОСОБЫ УКРЕПЛЕНИЯ ОТКОСОВ И УСЛОВИЯ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

§ 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СПОСОБОВ УКРЕПЛЕНИЯ

По принципу воздействия на укрепляемый массив способы укрепления откосов на карьерах, в гидротехническом и специаль­

нерные или механические);

2)направленные на улучшение физико-механических свойств горных пород (упрочнение пород);

3)обеспечивающие надежную изоляцию пород поверхности откоса от воздействия внешних факторов (изоляция пород);

4)комбинированные.

Рис. II.1. Механические способы укрепления откосов:

36

Т а б л и ц а II.I

Принцип укрепления неустойчивых откосов механическими спо­ собами (рис. II.1) основан на перераспределении напряжений в массиве горных пород. Воспринимая давление призмы обрушения, укрепительные конструкции и сооружения передают его устойчи­ вой части массива, находящейся вне зоны сдвига. Необходимым условием применения механических способов укрепления откосов является наличие прочного, устойчивого массива за поверхностью (или зоной) скольжения или же в основании откоса.

В качестве средств механического укрепления откосов приме­ няют одиночные конструкции (сваи, шпоны, штанги, тросовые

37

тяжи) и сплошные сооружения (подпорные и защитные стенки, контрфорсы). Первые находят преимущественное применение при

Упрочнение массива горных пород осуществляют для восста­ новления нарушенных структурных связей в трещиноватых горных породах или же для создания новых дополнительных связей в рыхлых породах.

Способы упрочнения пород, приведенные в табл. II.1, получи­ ли довольно широкое распространение в строительстве. В прак­ тике открытых горных работ они находят пока ограниченное при­ менение. Более других освоен способ цементации трещиноватых скальных пород. Но и он применяется в сочетании с механиче­ скими способами укрепления сваями или штангами.

Покрытие поверхности откосов изолирующими материалами осуществляется при условии интенсивной выветриваемости горных пород в откосах после их обнажения. Конструкция покрытий обыч­ но не рассчитывается на нагрузки, основное ее назначение — изолировать горные породы от воздействия внешней среды.

В сложных инженерно-геологических условиях, когда один спо­ соб укрепления не обеспечивает длительной устойчивости ослаб­ ленного массива, производится комплексное укрепление.

§ 2. МЕХАНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ УКРЕПЛЕНИЯ ОТКОСОВ

Ш т а н г и и г и б к и е т р о с о в ы е т я ж и . Штанговая крепь применяется для крепления горных выработок при подзем­ ной разработке месторождений полезных ископаемых. На откры­ тых горных работах ее целесообразно применять для укрепления откосов маловыветрелых твердых горных пород крупноблочной, слоистой или сланцеватой структуры. Достоинствами этого вида крепи являются простота ее возведения, низкая себестоимость, высокая надежность и эффективность в работе, широкий диапа­ зон условий, в которых она применима.

Необходимая длина штанг определяется мощностью ослаблен­ ной зоны, требующей укрепления, и ограничивается технологиче­ скими возможностями их установки. Максимальная длина жест­ ких штанг, рекомендуемая к применению на карьерах, составляет 4—5 м. Применение штанг большей длины значительно услож­ няет производство работ по их установке.

Ввиду того что в условиях открытой разработки основным на­ значением штанговой крепи является обеспечение устойчивости блока породы, подсеченного поверхностью ослабления, эффектив­ ность укрепления обуславливается состоянием массива в месте закрепления замков штанг. Поэтому, если бурение показывает, что массив нарушен на глубине 5—6 м и более, то породы замковой зоны подвергаются частичной цементации или в качестве укреп­

58