Устойчивость отвалов

Вопросы устойчивости откосов отвалов на разрезе Красногорский подробно рассмотрены Сибирским филиалом ВНИМИ в следующих научно-исследовательских работах:

1. Рекомендации №45 по отсыпке внешних отвалов «Верхний» и «Нижний» высотой до 75м и обеспечению их устойчивости (СФ ВНИМИ, Прокопьевск, 1989 г.);

2. Отчет о научно-исследовательской работе «Обоснование величины бермы безопасности при размещении горного оборудования на внешних и внутренних отвалах» (СФ ВНИМИ Инженерный центр «Открытчик», Прокопьевск, 1995 г.);

3. Заключение №58 по параметрам устойчивых откосов и противооползневым мероприятиям внутренних бульдозерных отвалов, отсыпаемых автотранспортом сверху бестранспортных отвалов участков №№ 2, 3, 4, 5. (Инженерный центр СФ ВНИМИ «Открытчик», Прокопьевск, 1998г).

В отчете 1995 г. изложена горно-геологическая характеристика условий внутреннего отвалообразования на разрезе Сибиргинский, имевшие место деформации отвалов на этом разрезе, условия их возникновения, физико-механические свойства пород отвалов и их оснований.

Основным видом деформаций отвалов разреза Сибиргинский в прошедшие годы эксплуатации были контактные оползни, обусловленные наличием в подошве отвалов или на некоторой глубине пород и слоев с низкими показателями сопротивления сдвигу – чередование тонких (мощностью от 0,05 м до 0,4 м) слоев угля, углистого аргиллита, алевролита слоистого.

Основным условием устойчивости откосов отвалов является превышение суммарных сил сопротивления сдвигу над сдвигающими силами, действующими от веса пород по наиболее напряженной поверхности скольжения.

Во внутренние транспортные отвалы отсыпаются полускальные, достаточно прочные породы (рассредоточенное размещение в рассматриваемые отвалы до 20-25% рыхлых отложений не скажется на суммарной прочности отвальных пород).

Основание отвалов представлено алевролитами и песчаниками с достаточно высокими показателями сопротивления сдвигу: углом внутреннего трения 23-33°, сцеплением до 2 т/м².

Допустимые по условиям устойчивости общие высоты комбинированных отвалов одного или нескольких ярусов при различных результирующих углах их откосов, приведены в таблице 2.3.

На графике и в таблице высотой отвалов считается разница высотных отметок между нижней и верхней бровками откоса отвала независимо от его профиля.

Таблица 2.3 - Допустимые по условиям устойчивости общие высоты комбинированных отвалов одного или нескольких ярусов при различныхрезультирующих углах их откосов

Примечание: 1. В числителе приведены высоты отвалов, основание которых представлено алевролитом или песчаником, а в знаменателе – аргиллитом.Прочерк означает, что общая высота отвала превышает 350 м.

При высоте комбинированного отвала до 150м (если его основание будет представлено алевролитом или песчаником) отвалообразование верхнего яруса (транспортного) может вестись с непосредственной разгрузкой автосамосвалов вблизи откоса на всю высоту.

В это время не могут производиться работы вблизи нижней бровки такого отвала.

В отчете 1995 г. на основании замеров фактических параметров отвалов было установлено, что у отвала, отсыпаемого на прочное основание полускальными породами одним ярусом высотой более 100 м, результирующий угол не превышает 30-32° при следующем распределении углов по высоте:

¾ в нижней части высотой 20-25 м – 15-20°;

¾ в средней части высотой 60-70 м – 25-28°;

¾ в верхней части – 37-38°.

Приведенные в таблице параметры относятся к приоткосной части комбинированных отвалов, то есть для случая, когда возможная деформация отвала будет связана с основанием отвала, представленным слоистой толщей пород почвы отработанного угольного пласта.

Ярус отвала, отсыпаемого сверху бестранспортного на значительном расстоянии от его бровки полускальными коренными породами при углах естественного откоса (34-38°), будет устойчив практически при неограниченной высоте, так как у таких отвалов (на устойчивом основании) оползневые деформации исключены.