Спосіб відвалоутворення

Спосіб відвалоутворення, який включає підготовку основи, проходку гірничих виробок в породах слабкої основи уздовж нижньої брівки відвалу, засипку їх розкривними скельними породами, наступну відсипку відвалу і його нарощування, який відрізняється тим, що проходку гірничих виробок в породах слабкої основи з водоносним горизонтом уздовж нижньої брівки відвалу здійснюють послідовним бурінням вертикальних дренажних свердловин в шаховому порядку по рядам діаметром не менш 500мм до розкриття рівня ґрунтових вод водоносного горизонту на відстані а від першого ряду свердловин до нижньої брівки раніш відсипаного порушеного відвалу, яку визначають за виразом a = m -СЩ45" , де cp т с р - середня потужність слабкої основи з водоср всій площині носним горизонтом на відвалоутворення, м, Ф - кут внутрішнього тертя порід слабкої основи, град, при цьому відстані bt між свердловинами в ряду і між рядами свердловин приймають рівними і визначають емпірично за формулою b, = 1,5-R,, де R, - радіус розсіяння надмірного порового тиску вертикальною дренажною свердловиною, м, який визначають емпірично за виразом R, =е 2лК ф т 0 ,(Р и /у 0 +И с т ) | | п Д + П 2 Q, є - основа натурального логарифму, Кф - коефіцієнт фільтрації порід водоносного горизонту, м/сут, ты - потужність водоносного горизонту слабкої основи в кожному ряду свердловин, м, Рш, - величина надмірного порового тиску в слабкій основі, МПа, 3 v - ЩІЛЬНІСТЬ води, кг/м , ь hem - величина надмірного гідростатичного напору водоносного горизонту, м, Q, - витрата порової води при водовбиранні і розсіянні надмірних порового тиску і гідростатичного напору вертикальною дренажною свердловиною, м3/добу, In— - натуральний логарифм радіуса вертикальної дренажної свердловини, м, причому засипку кожної вертикальної дренажної свердловини в рядах розкривними скельними породами виконують після буріння її до розкриття рівня ґрунтових вод водоносного горизонту крупністю кусків не більш 70мм, переважно крупним гравієм, а відсипку відвалу виконують спочатку першим ярусом після засипки свердловин першого ряду з одночасним бурінням свердловин другого ряду і їх засипкою при повному розсіянні надмірних парового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту, які заміряються датчиками, при цьому виконують буріння свердловин третього ряду і їх засипку при ВІДСИПЦІ відвалу в напрямку другого ряду свердловин при повному розсіянні надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту, потім подальшу відсипку відвалу в напрямку кожного наступного ряду свердловин до проектного контуру відвалу виконують аналогічно попередньому циклу - буріння свердловин в шаховому порядку по рядах, засипку їх, відсипку відвалу після повного розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту, а нарощування відвалу виконують відсипкою другим, третім і наступним ярусами з використанням автотранспорту, до граничної висоти відвалу Н г р , визначеної емпірично за виразом С , Де у-К С - зчеплення порід в слабкій основі з водоносним горизонтом, МПа, у - ЩІЛЬНІСТЬ порід слабкої основи в природному заляганні, кг/м3, Нгр 00 о со о ю 50308 К - коефіцієнт, який ураховує напружений стан слабкої основи і визначається відомим шляхом, і посуванням ярусів відвалу в горизонтальному напрямку періодично до меж запобіжних берм, які залишають між верхньою брівкою одного ярусу і нижньою брівкою наступного ярусу, який відсипають шириною d b яку визначають за виразом d, > n ( h , + m c p ) , де п - нормативний коефіцієнт відвалу, hi, - висота і-го ярусу відвалу, м, запасу СТІЙКОСТІ Винахід відноситься до гірничої промисловості і може бути застосованим при складуванні розкривних порід у ЗОВНІШНІ відвали Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним у якості прототипу являється спосіб відвалоутворення, який включає підготовку основи, проходку гірничих виробок в породах слабої основи уздовж брівки відвалу, засипку їх розкривними скельними породами, наступну відсипку відвалу і його нарощування Проходку гірничих виробок в породах слабкої основи здійснюють контурною траншеєю в межах порід слабкої основи уздовж нижньої брівки сформованого відвалу Виїмку порід слабкої основи уздовж нижньої брівки сформованого відвалу на ширину і глибину роблять заходками Після проходки ДІЛЬНИЦІ траншеї визначеної довжини на глибину не менш заглиблення поверхні ковзання, траншею засипають розкривними скельними породами на таку ж саму глибину Відсипку розкривними скельними породами роблять спочатку на поверхню засипаної траншеї, потім на відкоси раніш сформованого відвалу з його нарощуванням відсипкою на берми раніш сформованого відвалу і одночасною проходкою траншеї на наступній ДІЛЬНИЦІ, її засипкою і так дальше При цьому збільшується кут відкосу реконструйованого відвалу і одержують додаткову ємність складування розкривних скельних порід на слабкій основі (Патент РФ № 2007570 Сі, МПК 5 Е 21 С 41/26, 1994) Недоліками відомого способу являється неможливість його застосування для існуючого відвалу на слабкій основі з водоносним горизонтом, так як не забезпечується СТІЙКІСТЬ відвалу і безпечне ведення гірничих робіт із збереженням проектної прийомної спроможності, що приведе до значних затрат на підготовку основи відвалу, а це не дасть можливості створити умови для формування природного ландшафту і ВІДПОВІДНО покращення екології навколишнього середовища Недоліки визвані тим, що наявність водоносного горизонту в слабкій основі приведе до порушення СТІЙКОСТІ раніш сформованого відвалу при проходці контурної траншеї на глибину заглиблення поверхні ковзання за рахунок випору слабкої основи, який не дозволить зробити засипку розкритої частини траншеї на розрахункову глибину і відсипку розкривних скельних порід на відкоси, і Шор - середня потужність слабкої основи з водоносним горизонтом на всій площині відвалоутворення, м, при контролюванні датчиками надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту до повного їх розсіяння, причому періодичність посування кожного ярусу забезпечують від моменту завершення розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту до їх появи нарощування відвалу відсипкою на його берми При цьому відбудеться порушення безпечного ведення гірничих робіт діючого гірничотранспортного устаткування і обслуговуючого персоналу Крім того, для розміщення порід слабкої основи, які вибирають потрібно буде вилучення додаткових площин землі, що погіршить екологію навколишнього середовища Причинами, що перешкоджають одержанню технічного результату винаходу, який заявляється, прототипом є проходка гірничих виробок контурними траншеями уздовж нижньої брівки раніш сформованого відвалу в породах слабкої основи при наявності водоносного горизонту на глибину формування поверхні ковзання з радіусом R, вшиватиме обвалювання ВІДКОСІВ траншеї і сформованого відвалу з випором слабкої основи і заповнення траншеї зсувними масами і грунтовою водою, що не дасть можливості зробити засипку траншеї, відсипку на поверхню траншеї і відкоси відвалу, і ВІДПОВІДНО нарощування сформованого відвалу, а це приведе до порушення СТІЙКОСТІ відвалу на слабкій основі при наявності водоносного горизонту і безпечного ведення гірничих робіт без збереження проектної прийомної спроможності відвалу і до значних затрат на підготовку основи відвалу, що не забезпечить створення умов для формування природного ландшафту для подальшого використання Завданням виноходу являється розробка способу відвалоутворення, в якому шляхом створення умов при ВІДСИПЦІ відвалу на слабкій основі з водоносним горизонтом прискореного розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту за рахунок управління змінюванням напруженого стану слабкої основи з водоносним горизонтом, досягають забезпечення СТІЙКОСТІ відвалу на слабкій основі з водоносним горизонтом і безпечного ведення гірничих робіт із збереженням проектної прийомної спроможності відвалу та скорочення затрат на підготовку його основи і за рахунок цього забезпечуються умови для створення природного ландшафту і покращується екологія навколишнього середовища Поставлене завдання вирішується тим, що у відомому способі відвалоутворення, який включає підготовку основи, проходку гірничих виробок в породах слабкої основи уздовж нижньої брівки відвалу, засипку їх розкривними скельними поро 50308 дами, наступну відсипку відвалу і його нарощування, згідно з винаходом, проходку гірничих виробок в породах слабкої основи з водоносним горизонтом уздовж брівки відвалу здійснюють послідовним бурінням вертикальних дренажних свердловин в шаховому порядку по рядам діаметром не менш 500мм до розкриття рівня ґрунтових вод водоносного горизонту на відстані а від першого ряду свердловин до нижньої брівки раніш відсипаного порушеного відвалу, яку визначають за виразом fl = m c p - c t g ( 4 5 ° - v / 2 ) 5 д е Шор - середня потужність слабкої основи з водоносним горизонтом на всій площині відвалоутворення, м, Ф - кут внутрішнього тертя порід слабкої основи, град , при цьому відстань в, між свердловинами в ряду і між рядами свердловин приймають рівними і визначають емпірично за формулою в, = 1,5 R,, де R, - радіус розсіяння надмірного порового тиску вертикальною дренажною свердловиною, м, який визначають емпірично за виразом Q 2 R, =e де є - основа натурального логарифму, Кф - коефіцієнт фільтрації порід водоносного горизонту, м/добу, Шві, - потужність водоносного горизонту слабкої основи в кожному ряду свердловин, м, Рф - величина надмірного порового типу в слабкій основі, МПа, ув - ЩІЛЬНІСТЬ води, кг/м3, hem - величина надмірного гідростатичного напору водоносного горизонту, м, Q, - розхід порової води при водовбиранні і розсіянні надмірних порового тиску і гідростатичного напору вертикальною дренажною свердловиною, м3/добу, In— натуральний логарифм радіусу вертикальної дренажної свердловини, м, причому засипку кожної свердловини в рядах розкривними скельними породами роблять після буріння її до розкриття рівня ґрунтових вод водоносного горизонту крупністю кусків не більш 70мм, переважно крупним гравієм, а відсипку відвалу роблять спочатку першим ярусом після засипки свердловин першого ряду з одночасним бурінням свердловин другого ряду і їх засипкою при ровному розсіянні надмірних порового тиску та гідростатичного напору водоносного горизонту, які заміряють датчиками, при цьому роблять буріння свердловин третього ряду і їх засипку при ВІДСИПЦІ відвалу в напрямку другого ряду свердловин при повному розсіянні надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту, потім подальшу відсипку відвалу в напрямку кожного наступного ряду свердловин до проектного контуру відвалу роблять аналогічно попередньому циклу - буріння свердловин в шаховому порядку по радам, засипку їх, відсипку відвалу після повного розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту, а нарощуван ня відвалу роблять відсипкою другим, третім і наступним ярусами з використанням автотранспорту, до граничної висоти відвалу Н г р , визначеної емпірично за виразом £ ДЄ С - зчеплення порід в слабкій основі з водоносним горизонтом, МПа, у - ЩІЛЬНІСТЬ порід слабкої основи в природно3 му заляганні, кг/м , К - коефіцієнт, який ураховує напружений стан слабкої основи і визначається відомим шляхом, і посуванням ярусів відвалу в горизонтальному напрямку періодично до меж запобіжних берм, які залишають між верхньою брівкою одного ярусу і нижньою брівкою наступного ярусу, який відсипають шириною d b яку визначають за виразом п - нормативний коефіцієнт запасу СТІЙКОСТІ відвалу, hi, - висота і-го ярусу відвалу, м, тер - середня потужність слабкої основи з водоносним горизонтом на всій площині відвалоутворення, м при контролюванні датчиками надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту до повного їх розсіяння, причому періодичність посування кожного ярусу роблять від моменту завершення розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту до їх появлення Суттєвими ознаками винаходу, який заявляється, є підготовка основи, проходка гірничих виробок слабкої основи уздовж нижньої брівки відвалу, засипку гірничих виробок розкривними скельними породами, наступна відсипка відвалу, нарощування відвалу, здійснення проходки гірничих виробок в породах слабкої основи з водоносним горизонтом уздовж нижньої брівки відвалу послідовним бурінням вертикальних дренажних свердловин в шаховому порядку по рядам діаметром не менш 500мм до розкриття рівня ґрунтових вод водоносного горизонту на відстані а від першого ряду свердловин до нижньої брівки раніш відсипаного порушеного відвалу, визначеної за виразом a = m t ; F -ctg(45 o - n(h, + mCp), де n - нормативний коефіцієнт запасу СТІЙКОСТІ відвалу, hi, - висота і-го ярусу відвалу, м, т с р - середня потужність слабкої основи з водоносним горизонтом на всій площині відвалоутворення, м при контролюванні датчиками надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту до повного їх розсіяння, виконання періодичності посування кожного ярусу від моменту завершення розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту до їх появлення Новим суттєвими ознаками винаходу, який заявляється, є здійснення проходки гірничих виро 50308 8 бок в породах слабкої основи з водоносним горизонтом уздовж нижньої брівки відвалу послідовним бурінням вертикальних дренажних свердловин в шаховому порядку по рядам діаметром не менш 500мм до розкриття рівня ґрунтових вод водоносного горизонту на відстані а від першого ряду свердловин до нижньої брівки раніш відсипаного порушеного відвалу, визначеної за виразом де тер - середня потужність слабкої основи з водоносним горизонтом на всій площині відвалоутворення, м, ф - кут внутрішнього тертя порід слабкої основи, град , приймання відстанні в,, між свердловинами в ряду і між рядами свердловин рівними, визначення відстані в, емпірично за формулою в, = 1,5 R,, де R, - радіус розсіяння надмірного порового тиску вертикальною дренажною свердловиною, м, визначення R, емпірично за виразом +ІП 2 де є - основа натурального логарифму, Кф коефіцієнт фільтрації порід водоносного горизонту, м/сут, Шві - потужність водоносного горизонту слабкої основи в кожному ряду свердловин, м, Рф величина надмірного порового тиску в слабкій основі, МПа, ув - ЩІЛЬНІСТЬ води, кг/м3, h c m , - величина надмірного гідростатичного напору водоносного горизонту, м, Q, - розхід порової води при водовбиранні і розсіянні надмірних порового тиску і гідростатичного напору вертикальною дренажною з Д свердловиною, м /сут, In— - натуральний логарифм радіусу вертикальної дренажної свердловини, м, виконання засипки кожної свердловини в рядах розкривними скельними породами після буріння її до розкриття рівня ґрунтових вод водоносного горизонту крупністю кусків не більш 70мм, переважно крупним гравієм, виконання відсипки відвалу спочатку першим ярусом після засипки свердловин першого ряду з одночасним бурінням свердловин другого ряду, засипка свердловин другого ряду при повному розсіянні надмірних перового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту, які заміряються датчиками, виконання буріння свердловин третього ряду, засипка свердловин третього ряду при ПІДСИПЦІ відвалу в напрямку другого ряду свердловин при повному розсіянні надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту, виконання подальшої відсипки відвалу в напрямку кожного наступного ряду свердловин до проектного контуру відвалу аналогічно попередньому циклу - буріння свердловин в шаховому порядку по рядам, засипку їх, відсипку відвалу після повного розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту, виконання нарощування відвалу відсипкою другим, третім і наступним ярусами з використанням автотранспорту, до граничної висоти відвалу, Н г р , визначеної емпірично за виразом 50308 я де С - зчеплення порід в слабкій основі з водоносним горизонтом, МПа, у - ЩІЛЬНІСТЬ порід слабкої основи в природному заляганні, кг/м3, К коефіцієнт, який ураховує напружений стан слабкої основи і визначається відомим шляхом, виконання нарощування відвалу посуванням ярусів відвалу в горизонтальному напрямку періодично до меж запобіжних берм, які залишають між верхньою брівкою одного ярусу і нижньою брівкою наступного ярусу, який відсипають шириною d,, яку визначають за виразом де п - нормативний коефіцієнт запасу СТІЙКОСТІ відвалу, hi, - висота і-го ярусу відвалу, м, т с р - середня потужність слабкої основи з водоносним горизонтом на всій площині відвалоутворення, м при контрольовані датчиками надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту до повного їх розсіяння, виконання періодичності посування кожного ярусу від моменту завершення розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту до їх появлення Указані суттєві ознаки необхідні і достатні у всіх випадках здійснення способу відвалоутворення Завдяки тому, що проходку гірничих виробок в породах слабкої основи з водоносним горизонтом уздовж нижньої брівки відвалу здійснюють послідовним бурінням вертикальних дренажних свердловин в шаховому порядку по рядам діаметром не менш 500мм до розкриття рівня ґрунтових вод водоносного горизонту на відстані а від першого ряду свердловин до нижньої брівки раніш відсипаного порушеного відвалу, яку визначають за виразом де тер - середня потужність слабкої основи з водоносним горизонтом на всій площині відвалоутворення, м, ф - кут внутрішнього тертя порід слабкої основи, град , створюються умови для розкриття найбільш напруженої області слабкої основи з водоносним горизонтом для забезпечення дренажу і розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту, які знижують напружений стан слабкої основи з водоносним горизонтом Розміщення вертикальних дренажних свердловин в шаховому порядку по рядам діаметромне менш 500мм забезпечить ЩІЛЬНІСТЬ засипки і захист стінок свердловин від обвалення слабких порід Якщо прийняти діаметр свердловини менш 500мм можливе розклинювання крупних кусків скельних порід і утворення між ними пустот, які можуть заповнитися породами слабкої основи, що знизить вбирну здатність свердловини надмірною поровою водою Буріння вертикальних дренажних свердловин до розкриття рівня ґрунтових вод водоносного горизонту забезпечить інтенсифікацію водовбирання порової і ґрунтової води в свердловині Буріння рядів цих свердловин на відстані а від 10 першого ряду свердловин до нижньої брівки відвалу гарантує їх розміщення поза зоною впливу деформацій раніш відсипаного порушеного відвалу Підготовка основи таким чином буде сприяти забезпеченню СТІЙКОСТІ відвалу на слабкій основі з водоносним горизонтом і безпечному веденню гірничих робіт із збереженням проектної прийомної спроможності відвалу та скороченню затрат на підготовку його основи Завдяки тому, що відстань в,, між свердловинами в ряду і між рядами свердловин приймають рівними і визначають емпірично за формулою в, = 1,5 R,, де R, - радіус розсіяння надмірного порового тиску вертикальною дренажною свердловиною, м, який визначають емпірично за виразом де є - основа натурального логарифму, Кф коефіцієнт фільтрації порід водоносного горизонту, м/сут, Шві - потужність водоносного горизонту слабкої основи в кожному ряду свердловин, м, Рф величина надмірного порового тиску в слабкій основі, МПа, ув - ЩІЛЬНІСТЬ води, кг/м3, h c m - величина надмірного гідростатичного напору водоносного горизонту, м, Q, - розхід порової води при водовбиранні і розсіянні надмірних порового тиску і гідростатичного напору вертикальною дренажною з Д свердловиною, м/сут, In— - натуральний логарифм радіусу вертикальної дренажної свердловини, м, це дасть можливість з прийнятим радіусом забезпечити перекриття зон розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту в рядах вертикальних дренажних свердловин і між рядами, а внаслідок цього відбувається прискорене розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту, ущільнення слабкої основи з водоносним горизонтом і підвищення опірності зсуву порід слабкої основи, в зв'язку з чим відбувається формування умов для подальшого нарощування відвалу, а це сприяє забезпеченню СТІЙКОСТІ відвалу на слабкій основі з водоносним горизонтом і безпечному веденню гірничих робіт із збереженням проектної прийомної спроможності відвалу та скороченню затрат на підготовку його основи Завдяки тому, що засипку кожної свердловини в рядах розкривними скельними породами роблять після буріння її до розкриття рівня ґрунтових вод водоносного горизонту крупністю кусків не більш 70мм переважно крупним гравієм, створюються умови для тривалої експлуатації і збереження стінок дренажної свердловини від обвалення в слабкій основі з водоносним горизонтом, які забезпечують інтенсивне вбирання порової і ґрунтової води, в зв'язку з чим одержуємо можливість знизити вплив ґрунтових вод на напружений стан слабкої основи Крупність кусків не більш 70мм створює ЩІЛЬНІСТЬ заповнення дренажної свердловини, а це забезпечить СТІЙКІСТЬ СТІНОК свердловини У випадку заповнення свердловини кусками 11 50308 12 більш 70мм відбудеться розклинювання крупних ванням ярусів відвалу в горизонтальному напрямкусків в свердловині, що не забезпечить достатню ку періодично до меж запобіжних берм, які ЩІЛЬНІСТЬ її заповнення, а це приведе до обвалензалишають між верхньою брівкою одного ярусу і ня стінок свердловини нижньою брівкою наступного ярусу, який відсипають шириною d b яку визначають за виразом Буріння вертикальних дренажних свердловин до розкриття рівня ґрунтових вод водоносного горизонту забезпечить безпосередній зв'язок з воде п - нормативний коефіцієнт запасу СТІЙКОСТІ доносним горизонтом, який буде сприяти інтенсивідвалу, hi, - висота і-го ярусу відвалу, м, т с р - севному розсіянню надмірних порового тиску і редня потужність слабкої основи з водоносним гідростатичного напору водоносного горизонту горизонтом на всій площині відвалоутворення, м вертикальною дренажною свердловиною Таке при контролюванні датчиками надмірних порового виконання засипки кожної свердловини в рядах тиску і гідростатичного напору водоносного горирозкривними скельними породами буде сприяти зонту до повного їх розсіяння, відбувається змізабезпеченню СТІЙКОСТІ відвалу на слабкій основі з нення напруженого стану слабкої основи з водоводоносним горизонтом і безпечному веденню носним горизонтом, яким управляють досягненням гірничих робіт із збереженням проектної прийомної граничної висоти відвалу з розвитком фронту поспроможності відвалу та скороченню затрат на сування ярусів відвалу в горизонтальному напрямпідготовку його основи ку при оптимальній ширині запобіжних берм, що Завдяки тому, що відсипку роблять спочатку дає можливість розмістити яруса під кутом нахилу першим ярусом після засипки свердловин першого відвалу, а це сприяє забезпеченню СТІЙКОСТІ відваряду з одночасним бурінням свердловин другого лу на слабкій основі з водоносним горизонтом і ряду і їх засипкою при повному розсіянні надмірбезпечному веденню гірничих робіт із збереженних порового тиску і гідростатичного напору водоням проектної прийомної спроможності відвалу та носного горизонту, які заміряються датчиками і при скороченню затрат на підготовку його основи цьому роблять буріння свердловин третього ряду і Завдяки тому, що періодичність посування коїх засипку при ВІДСИПЦІ відвалу в напрямку другого жного ярусу роблять від моменту завершення розряду свердловин при повному розсіянні надмірних сіяння надмірних порового тиску і гідростатичного порового тиску і гідростатичного напору водоноснапору водоносного горизонту до їх появлення, це ного горизонту, а потім подальшу відсипку відвалу дає можливість при нарощуванні відвалу ураховув напрямку кожного наступного ряду свердловин вати режим безпечного його формування, що до проектного контуру відвалу роблять аналогічно сприяє забезпеченню СТІЙКОСТІ відвалу на слабкій попередньому циклу - буріння свердловин в шахооснові з водоносним горизонтом і безпечному вевому порядку по рядам, засипку їх, відсипку відваденню гірничих робіт із збереженням проектної лу після повного розсіяння надмірних порового прийомної спроможності відвалу та скороченню тиску і гідростатичного напору водоносного горизатрат на підготовку основи зонту, відбувається поступове і послідовне навантаження масою гірської породи (розкриву), яка не Таким чином, завдяки сукупності відомих і ноперевищує несучу здатність слабкої основи з вових суттєвих ознак стало можливим здійснення доносним горизонтом, що визиває плавне віджиміж ними причинно-наслідкового зв'язку, що замання надмірних порового тиску і гідростатичного безпечує одержання технічного результату винанапору водоносного горизонту в напрямку дренаходу, який заявляється жних свердловин першого, другого, третього і наСуттєвість винаходу поясняється кресленняступного рядів, внаслідок цього створюються умоми, де ви для відвалоутворення до проектного контуру на фиг 1 зображена початкова фаза підготовки відвалу при прискоренному повному розсіянні основи для наступного відвалоутворення в плані, надмірних порового тиску і гідростатичного напору на фіг 2 - теж саме в перерізі А-А фіг 1, водоносного горизонту, що дозволяє здійснити на фіг 3 - фаза відсипки відвалу першим ярууправління станом напруженого стану слабкої оссом в плані, нови з водоносним горизонтом, який змінюється, а на фіг 4 - теж саме в перерізі Б-Б фіг З, це сприяє забезпеченню СТІЙКОСТІ відвалу на слабна фіг 5, 6 - фаза нарощування відвалу відсикій основі з водоносним горизонтом і безпечному пною другим, третім І наступними ярусами і посуведенню гірничих робіт із збереженням проектної ванням їх в горизонтальному напрямку в плані прийомної спроможності відвалу та скороченню Спосіб здійснюється слідуючим чином затрат на підготовку його основи На ДІЛЬНИЦІ земної поверхні уздовж нижньої брівки 1 раніш відсипаного порушеного відвалу 2 Завдяки тому, що нарощування відвалу робна слабкій основі 3 з водоносним горизонтом 4 лять відсипкою другим, третім і наступним ярусаздійснюють проходку гірничих виробок послідовми з використанням автотранспорту, до граничної ним бурінням вертикальних дренажних свердловисоти відвалу Н г р , визначеної емпірично за виравин 5 в шаховому порядку по рядам діаметром не зом менш 500мм (фиг 1) Буріння першого ряду свердловин 5 роблять на відстані а від нижньої брівки 1 Н - С , раніш відсипаного порушеного відвалу 2 Буріння де С - зчеплення порід в слабкій основі з восвердловин 5 в рядах роблять до розкриття рівня доносним горизонтом, МПа, у - ЩІЛЬНІСТЬ порід ґрунтових вод 6 водоносного горизонту 4 (фіг 2) слабкої основи в природному заляганні, кг/м3, К Відстань а визначають за виразом коефіцієнт, який ураховує напружений стан слабкої основи і визначається відомим шляхом, і посу 1 3 50308 mCp - середня потужність слабкої основи з водоносним горизонтом на всій площині відвалоутворення, м, Ф - кут внутрішнього тертя порід слабкої основи, град Відстань в, між свердловинами 5 в ряду і між рядами свердловин 5 приймають рівними для забезпечення рівномірної нейтралізації, виникаючих при навантаженні слабкої основи 3 з водоносним горизонтом 4 масою відвалу 7, який відсипають, надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту 4 Відстань в, визначають емпірично за формулою в, = 1,5R|, де R, - радіус розсіяння надмірного порового тиску вертикальною дренажною свердловиною, м, який визначають емпірично за виразом в,.е Де є - основа натурального логарифму, Кф - коефіцієнт фільтрації порід водоносного горизонту, м/сут, Шві - потужність водоносного горизонту слабкої основи і-го ряду свердловин, м, Рф - величина надмірного порового тиску в слабкій основі, МПа, ув - ЩІЛЬНІСТЬ води, кг/м3, hem - величина надмірного гідростатичного напору водоносного горизонту, м, Q, - розхід порової води при водовбиранні і розсіянні надмірних порового тиску і гідростатичного напору вертикальною дренажною свердловиною, м3/сут, In— 14 розсіянні надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту 4 Потім нарощування відвалу 7 роблять відсипкою другим 16, третім 17 і наступним ярусами (фіг 5, 6) При нарощуванні відвалу 7 розкривними скельними породами використовують автосамосвали, які забезпечують безпечне розвантаження при мобільному посуванні фронту відвалоутворення ярусами 16, 17 і наступними Нарощування відвалу 7 роблять до граничної його висоти Н г р , яку визначають емпірично за виразом г-к' ДЄ С - зчеплення порід в слабкій основі з водоносним горизонтом, МПа, у - ЩІЛЬНІСТЬ порід слабкої основи в природному заляганні, кг/м3, К - коефіцієнт, який ураховує напружений стан слабкої основи і визначається відомим шляхом Внаслідок натурних спостережень за деформаціями відвалів на слабких водонасичених основах гранична його висота залежить від опору порід слабкої основи, діючого на неї навантаження від маси скельних порід, які відсипають і факторів, які визначають і змінюють напружений стан основи Досягнення граничної висоти відвалу 7 роблять посуванням його ярусів 16, 17 і наступними при необхідності в горизонтальному напрямку періодично до меж запобіжних берм, які залишають 18, 19, 20 і інших між верхньою брівкою ярусу 12 і нижньою брівкою ярусу 16, між верхньою брівкою ярусу 16 і нижньою брівкою ярусу 17 Ширину d, кожної берми 18, 19, 20 і інших визначають за виразом - натуральний логарифм радіусу верти кальної дренажної свердловини, м Засипку кожної вертикальної дренажної свердловини 5 в рядах розкривними скельними породами крупністю кусків не більш 70,0мм, переважно крупним гравієм, роблять після її буріння (фіг 2) Крупність кусків забезпечує СТІЙКІСТЬ СТІНОК 8 свердловини 5 в породах слабкої основи 3 з водопоглинанням надмірної ґрунтової води з рівнем 9, який виникає при стисненні порід слабкої основи З з водоносним горизонтом 4 масою відвалу 7, який відсипають Після засипки свердловин 5 першого ряду 10 розкривними скельними породами крупністю кусків не більш 70мм, переважно крупним гравієм, з одночасним бурінням свердловин 5 другого ряду 11 і їх засипкою, роблять відсипку відвалу 7 спочатку першим ярусом 12 при повному розсіянні надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту рівня ґрунтових вод 6, які заміряються датчиками порового тиску 13 і гідростатичного напору 14 Після ВІДСИПКИ відвалу 7 на засипанні свердловини 5 першого ряду 10 при повному розсіянні надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту 4 роблять буріння свердловин 5 третього ряду 15 і їх засипку при одночасній ВІДСИПЦІ відвалу 7 першим ярусом 12 в напрямку другого ряду 11 свердловин 5 при повному п - нормативний коефіцієнт запасу СТІЙКОСТІ відвалу, hi, - висота і-го ярусу відвалу, м, Шор - середня потужність слабкої основи з водоносним горизонтом на всій площині відвалоутворення, м при контролюванні датчиками надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту до повного їх розсіяння При прийнятій величині d, забезпечується інтенсивне розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту з безпечним веденням гірничих робіт Періодичність посування кожного ярусу 12, 16, 17 і інших роблять від моменту завершення розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту до їх появлення, що сприяє безпечному періоду ведення гірничих робіт Приклад Уздовж нижньої брівки, раніш відсипаного і порушеного зсувом відвалу № З ВАТ "Інгулецький прничозбагачувальний комбінат" Криворізького залізорудного басейну, в породах слабкої основи з водоносним горизонтом, представлених заплавними відкладеннями, які характеризуються наступним 50308 15 довжина відвалоутворення ЩІЛЬНІСТЬ порід основи в природному заляганні ЩІЛЬНІСТЬ ВОДИ кут внутрішнього тертя порід основи зчеплення порід в слабкій основі з водоносним Горизонтом коефіцієнт фільтрації порід водоносного горизонту середня потужність слабкої основи з водоносним горизонтом в першому ряду свердловин і в кожному наступному потужність водоносного горизонту слабкої основи в кожному ряду свердловин глибина залягання рівня ґрунтових вод водоносного горизонту в кожному ряду свердловин діаметр вертикальних дренажних свердловин розхід порової води при водопоглинанні і розсіянні надмірних порового тиску і гідростатичного напору вертикальною дренажною свердловиною величина надмірного порового тиску в слабкій основі приведення цієї величини до єдиної системи гідростатичного напору водоносного горизонту величина надмірного гідростатичного напору водоносного горизонту сумарна величина надмірних порового тиску і гідростатичного напоРУ коефіцієнт, який ураховує напружений стан слабкої основи Визначають відстань а між нижньою брівкою раніш відсипаного порушеного відвалу на висоту 20м і першим рядом свердловин за виразом, де а дорівнює а = 22 ctg (45° -16° / 2) = 29,2м, а відстань в, між свердловинами в ряду і між рядами свердловин приймають рівними і визначають емпірично за формулою, де в, дорівнює в, = 1,5 х R,, м, де R, дорівнює R, _ 2 72 2x3,14x5,0x16(0,18/1+0,12) 1x30,9 І 1 , 3 8 502,4 0,3 = 2,72 3 1 5 0 0 , , 7 7 О 4 88 = 2,72 35 1 , 3 8 -1,38 30 9 _ О 9 R,=2,72 ' • 1 = 33,1, м, де Іп-^- = -1,38, м, тоді в, = 1,5 33,1 = 49,6м, а КІЛЬКІСТЬ рядів свердловин визначають із = = 6 рядів при середній потужності слаб49,6 кої основи з водоносним горизонтом Шор в 6-ому ряду, яка дорівнює 22м, також як і в попередніх рядах свердловин Потім ЗДІЙСНЮЮТЬ буріння першого ряду вертикальних дренажних свердловин діаметром Д = 500мм на глибину залягання рівня ґрунтових вод водоносного горизонту в першому ряду свердловин Псв - 7м П в в кожному ряду свердловин дое рівнює 7м Після буріння кожної свердловини першого ряду, їх засипають крупним гравієм крупністю 40мм, з одночасним бурінням в шаховому порядку (відносно свердловин першого ряду) свердловин другого ряду і їх засипкою гравієм тією же крупніс 16 L = 300м 3 3 у= 1800кг/м = 1,8т/м 3 3 у в = 1000кг/м = 1т/м Ф= 16° 2 С = 0,04МПа=4т/м Кф = 0,5м/сут Шор = 22м гпв = 16м hoe = 7м Д = 500мм (R = 250мм) Q, = 30,9м /сут = 0,018МПа= 1,8т/м2 ув= 1,8т/м2 1т/м3= 1,8м Пот = 1,2М К =0,037 тю Роблять відсипку першого ярусу відвалу на висоту hi = 20м при повному розсіянні надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту, які заміряють датчиком порового тиску і датчиком - п'єзометром При цьому роблять буріння свердловин третього ряду, їх засипку гравієм крупністю 40мм і одночасно відсипку відвалу першого ярусу в напрямку другого ряду свердловин при повному розсіянні надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту Потім наступну відсипку відвалу першим ярусом в напрямку кожного наступного ряду свердловин до проектного контуру відвалу роблять аналогічно попередньому циклу - буріння свердловин в шаховому порядку по рядам, засипку їх, відсипку відвалу після повного розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту Нарощування відвалу і його посування на горизонті роблять відсипкою другого ярусу висотою гі2 = 20м з використанням автосамосвалів БелАЗ548 з визначенням граничної висоти відвалу емпірично за виразом, де 4 Н = 60м, 1,8-0,037 де коефіцієнт К = 0,037, який ураховує напружений стан слабкої основи і визначається по методиці (Я X Хуан Устойчивость земляных откосов - М Стройиздат, 1983г - С 105 - 117), що дозволяє відсипати третій ярус висотою Из = 20м при умові контролю за повним розсіянням надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту датчиком дарового тиску і датчиком - п'єзометром Посування другого ярусу вистою 20м в горизонтальному напрямку роблять до межі запобіжної берми між верхньою брівкою першого ярусу і нижньою брівкою другого ярусу, який відсипають Ширину запобіжної берми d, між верхньою брівкою першого ярусу і нижньою брівкою другого 17 ярусу визначають за виразом і приймають рівною di = 1,2 (20 + 22) = 50,4м, де п =1,2, hi = 20м, Шор = 22м Відсипку другого ярусу завершують по усьому периметру першого ярусу до межі з запобіжною бермою шириною 50,4м при повному розсіянні надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту Третій ярус відсипають при ширині d 2 запобіжної берми, яку приймають рівною di d 2 = 1,2 (20 + 22) = 50,4м, де п = 1,2, п 2 = 20м, Шор = 22м, аналогічно циклу ведення гірничих робіт по ВІДСИПЦІ другого ярусу з періодичними зупинками робіт, зв'язаних з появленням надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту, і в наступному - поновленням виробництва робіт по ВІДСИПЦІ відвалу після повного розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту Сформований відвал способом, що заявляється - володіє СТІЙКІСТЮ на слабкій основі з водоносним горизонтом, забезпечує безпечне ведення гірничих робіт із збереженням проектної прийомної його спроможності та скорочення затрат на підготовку його основи Збільшення ширини запобіжних берм можливо у випадку підвищення нормативного коефіцієнту запасу СТІЙКОСТІ відвалу на 10% при тій же висоті ярусу відвалу і середньої потужності слабкої основи з водоносним горизонтом, так ж було прийнято при посуванні другого і третього ярусів висотою 20м в горизонтальному напрямку з одержанням технічного результату по винаходу, що заявляється Застосування винаходу, що заявляється дозволить забезпечити СТІЙКІСТЬ відвалу на слабкій основі з водоносним горизонтом і безпечне ведення гірничих робіт із збереженням проектної прийомної спроможності відвалу та скорочення затрат на підготовку його основи і за рахунок цього забезпечити умови для створення природного ландшафту і покращити екологію навколишнього середовища Технічний результат досягається завдяки тому, що створюються умови при ВІДСИПНІ відвалу на слабкій основі з водоносним горизонтом прискореного розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту за рахунок управління змінюванням напруженого стану слабкої основи з водоносним горизонтом Забез 50308 18 печення таких умов можливе при бурінні вертикальних дренажних свердловин в шаховому порядку по рядам діаметром не менш 500мм до розкриття рівня ґрунтових вод водоносного горизонту при визначених експериментально відстанях першого ряду свердловин до нижньої брівки відсипаного порушеного відвалу і між свердловинами в ряду і рядами свердловин з урахуванням радіусу розсіяння надмірного порового тиску вертикальною дренажною свердловиною Крім того, за рахунок того, що нарощування відвалу здійснюють засипкою вертикальних дренажних свердловин крупним гравієм, крупністю не більш 70мм, як в ряду, так і між рядами, відсипку відвалу в напрямку кожного наступного ряду до проектного контуру відвалу здійснюють, після повного розсіяння надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту, другим, третім і наступними ярусами, до одержання граничної висоти відвалу, яка визначається експериментально і залежить від зчеплення порід слабкої основи з водоносним горизонтом С в МПа, від ЩІЛЬНОСТІ порід слабкої основи в природному заляганні у, кг/м3 і коефіцієнта К , який ураховує напружений стан слабкої основи і визначається відомим шляхом При цьому нарощування відвалу здійснюють в горизонтальному напрямку періодично до меж запобіжних берм, які залишають між верхньою брівкою одного ярусу і нижньою брівкою наступного ярусу, який відсипають і визначають також експериментально шириною d-i, яка ураховує нормативний коефіцієнт запасу СТІЙКОСТІ відвалу п, висоту кожного ярусу відвалу hi, і середню потужність слабкої основи з водоносним горизонтом на всій площині відвалоуТВОреННЯ ГПср При виконанні цих операцій здійснюють контролювання датчиками порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту до повного їх розсіяння Періодичність посування кожного ярусу здійснюють від моменту завершення надмірних порового тиску і гідростатичного напору водоносного горизонту до їх появлення При такій засипці вертикальних дренажних свердловин не допускається збиток можливого зсуву першого ярусу, при ВІДСИПЦІ і нарощуванні відвалу виключається можливість появлення зсуву другого, третього і наступних ярусів, а це виключає затрати на ліквідацію і відновлення раніш відсипаного порушеного відвалу 19 50308 Фіг.4 А/ Фив