Геомеханическая оценка параметров устойчивости откосов бортов и уступов при отработке месторождения апатит-нефелиновых руд «Олений ручей»

Abstract

Актуальность обусловлена необходимостью безопасного ведения горных работ на карьерах глубиной свыше 360м. Наращивание объёмов добычи возможно при значительном углублении; для снижения объёмов вскрыши необходимо укручение откосов бортов и уступов. Для решения данного вопроса необходимо знать геомеханическую обстановку уступов и бортов как на предельном контуре, так и при изменении их основных параметров – высоты и углов наклона. Цель: проанализировать горно-геологические условия месторождения «Олений ручей» и существующие данные о физико-механических свойствах горных пород, слагающих массив рассматриваемого месторождения, произвести расчет и проверку устойчивости откосов бортов карьера на предельном контуре и изыскать возможность укручения откосов бортов и вскрышных уступов при ведении горных работ. Объект: крупное месторождение апатит-нефелиновых руд «Олений ручей». Методы: горно-геологический анализ месторождения «Олений ручей» и анализ существующих данных о физико-механических свойствах горных пород, слагающих массив рассматриваемого месторождения, аналитические расчеты устойчивости элементов откосов. Результаты. Получены данные расчетов устойчивости откосов при отсутствии поверхностей ослабления в прибортовом массиве борта в висячем боку рудной залежи (висячий борт) и с учетом угла падения Главного разлома под углом 40–45° при формировании борта в лежачем боку (лежачий борт), а также с учетом сейсмичности района и уровня грунтовых вод. Определены параметры откосов бортов на предельном контуре. Полученные значения параметров правомерны при отсутствии в прибортовом массиве поверхностей ослабления. При наличии поверхностей ослабления с падением в выработку откосы необходимо заоткашивать строго по этим поверхностям.

The relevance of the research is caused by the need to conduct safely mining in quarries with a depth of over 360 m. Increasing production volumes is possible with significant deepening; to reduce the amount of overburden it is necessary to twist the side slopes and ledges. To solve this issue, it is necessary to know the geomechanical situation of the benches and sides both on the limiting contour and when changing their basic parameters - height and inclination angle. The main aim of the research is to analyze the mining and geological conditions of the «Oleniy ruchey» deposit and the existing data on physicomechanical properties of the rocks forming the massif of the deposit in question, to calculate and check the stability of the slopes of the pit's edges on the marginal contour and to find the possibility of tilting the sides and overburden ledges during mining. Object: large deposit of apatite-nepheline ores «Oleniy ruchey». Methods: mining and geological analysis of the «Oleniy ruchey» deposit and analysis of existing data on the physicomechanical proper- ties of rocks composing the array of the deposit in question, analytical calculations of the stability of slope elements. Results. The authors have obtained the data of calculations of slope stability without attenuation surfaces in the near-side massif of the border in the hanging side of the ore deposit (hanging side) and taking into account the angle of incidence of the Main fault at the angle of 40-45° while forming the open-pit side in the bottom wall (recumbent board), and taking into account as well the seismicity of the area and groundwater level. The parameters of the slopes of the sides of the limit circuit were determined. The obtained values of the parameters are valid in the absence of weakening surfaces in the near-surface array. In the presence of loosening surfaces with a fall in the production of slopes, it is necessary to roll back strictly along these surfaces.