Оценка устойчивости проектных контуров внутренних отвалов на разрезе «Богатырь» (Карагандинский угольный бассейн)

П.С. Шпаков, (доктор технических наук, профессор)

М.В. Шпакова, (горный инженер>маркшейдер, Муромский институт Владимирского государственного университета)

В.Н. Долгоносов, (доцент, кандидат технических наук)

Е.В. Долгоносова, (инженер, Карагандинский государственный технический университет, Казахстан)

№ 1-2011

 
Журнал Маркшейдерия и Недропользование

Рекомендуемая перспективным планом развития Богатырского комплекса технология ведения горных работ предусматривает организацию внутреннего отвала вскрышных пород. В настоящее время породы вскрыши комплекса разреза «Богатырь» вывозят железнодорожным транспортом на внешние отвалы – Локальный, Степной и Прибортовой.

На период 2011_2025 гг. проектом, разработанным ТОО «Карагандагипрошахт и К» [1] предусматривается создание внутренних отвалов. Внутреннее отвалообразование обусловлено техническими возможностями существующего железнодорожного транспорта в условиях жесткой ограниченности фронта вскрышных работ. Максимальная отметка горизонта, отрабатываемого железнодорожным транспортом и вывозимая на внешние отвалы, +70,0 м.

С вводом в эксплуатацию внутреннего отвала и его развития действие внешних отвалов Степной и Локальный прекращается к 2015 году и в эксплуатации остается единственный внешний отвал Прибортовой, на который складируются объемы вскрыши с верхних уступов разреза.

В соответствии с планом развития горных работ, начало отсыпки внутреннего отвала предусмотрено в 2011 году. По срокам и направлению развития отвальных работ выделены внутренние отвалы №1 и №2.

Устойчивость внутреннего отвала, в соответствии с «Правилами обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах» [2], будет зависеть от следующих параметров:

  • процентного соотношения во вскрыше отдельных литологических разностей пород;
  • сопротивления сдвигу отвальных пород;
  • прочностных свойств пород основания отвалов, включая характеристики сопротивления сдвигу по контактам отвалов – основание или контактам в породах основания отвалов;
  • технологии отвалообразования.

Внутренний отвал располагается на глубине 270 м от земной поверхности. Основанием отвала будут служить углистые породы почвы пласта 3 и прослоек внутренней вскрыши лежачего бока (нижней части стационарного борта в синклинальной части участка 5 на границе с участком 9).

Физико-механические характеристики вскрышных пород разреза «Богатырь» приведены в табл.1.

Таблица 1

Физико-механические характеристики вскрышных пород

Тип пород

Физико-механические свойства пород

σсж,

МПа

σр,

МПа

γ,

т/м3

kобр/kМ,

МПа

ρ,

град.

Песчаник

114,7

12,0

2,70

9,7 / 0,48

31

Алевролит

92,1

10,4

2,60

11,2 / 0,54

32

Аргиллит

44,1

7,6

2,40

8,0 / 0,37

28

Породы внутренней вскрыши

32,8

4,5

2,10

10,2 / 0,41

31

Средние прочностные

характеристики пород в отвалах

- - -

- - -

1,66

- - - / 0,012

31

Контакт по почве

угольного пласта 3

24,4

1,4

2,09

- - - / 0,010

18

 

С учетом структурных особенностей массива, ВНИМИ рекомендованы следующие средневзвешенные физико-механические характеристики прибортового массива:

  • объемный вес γ = 2,40 т/м3; угол внутреннего трения ρ = 32°; сцепление k= 428,0 кПа [3].

Читать далее

© П.С. Шпаков, М.В. Шпакова, В.Н. Долгоносов, Е.В. Долгоносова, Журнал "Маркшейдерия и недропользование" № 1 - 2011г.