Том 333 № 9 (2022)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2022/9/3417

АНАЛИЗ УСЛОВИЙ УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ КАРЬЕРОВ, СЛОЖЕННЫХ ОСАДОЧНЫМИ ПОРОДАМИ

Актуальность. Анализ устойчивости горных пород при решении геомеханических и инженерно-геологических задач сталкивается с рядом трудностей при отображении физико-механических свойств массива горных пород на расчетных моделях. Среди них основными являются: широкий диапазон свойств, структура массива, отсутствие достаточного количества исходных данных. Исходные параметры имеют существенную важность при математическом моделировании, что выражается в принципе GIGO (англ. Garbage In, Garbage Out, «Мусор на входе – мусор на выходе»). 
Целью работы является изучение влияния разброса физико-механических свойств горных пород, слагающих борта карьеров, на их устойчивость. Объектом исследования является верхняя часть массива, сложенная комплексом пород мезо-кайнозойского возраста. Полигоном исследования выступает Соколовское железорудное скарновое месторождение, разрабатываемое одноименным карьером в сложных инженерно-геологических условиях. 
Методы. Исследование проводилось в рамках гипотезы предельного равновесия с помощью расчетных методов Филлениуса, Спенсера, Бишопа. Изучалась чувствительность модели борта карьера к прочностным параметрам горных пород: сцеплению и углу внутреннего трения. Анализ чувствительности осуществлялся с помощью перебора значений параметров в пределах диапазона свойств, полученных в ходе испытаний. 
Результаты и выводы. Результаты исследований позволили установить зависимости коэффициента устойчивости бортов карьера от изменчивости физико-механических свойств мезо-кайнозойских отложений. Для инженерно-геологических условий Соколовского карьера выявлены породы, представляющие наибольшие риски с точки зрения устойчивости бортов. Применяемый подход является разновидностью сценарного прогнозирования и наряду с решением обратных задач, необходимых для калибровки моделей, является подходящим методом для оценки геомеханических условий.

Ключевые слова:

Анализ устойчивости бортов, борт карьера, гипотеза предельного равновесия, инженерно-геологические условия, осадочные породы, горный массив, коэффициент устойчивости бортов карьера

Авторы:

Евгений Юрьевич Ефремов

Полина Игоревна Обогрелова

Скачать pdf