Маркшейдерские наблюдения за деформациями горных пород при открытых разработках
|
Наблюдения за сдвижением горных пород при открытых разработках и обработка результатов наблюдений являются важнейшими задачами маркшейдерской службы карьеров. Систематические наблюдения за оползневыми очагами разделяются на два основных этапа: 1) разведка и выявление оползневых очагов, 2) наблюдения оползневых очагов и разработка мероприятий по ликвидации оползневых явлений. Подвижность откоса определяет своеобразие наблюдений, так как заложенные на откосах точки не могут долго сохраняться, особенно на уступах рабочего борта. Поэтому наблюдения нужно организовать так, чтобы в относительно небольшие сроки (3—3,5 мес.) они были закончены. Различаются два основных типа наблюдений: наблюдения видимых деформаций бортов и уступов с целью установления формы оползня и характера его развития во времени и пространстве; наблюдения участков, где нет видимых деформаций, но где они могут возникнуть и принести значительный ущерб предприятию. В результате наблюдений должны быть установлены: характер сдвижения; размеры сдвигающегося массива; поверхности скольжения; стадии процесса сдвижения (начальная, активная, затухающая); степень опасности сдвижения пород для горных работ или сооружений на поверхности и под землей, если отработка месторождения ведется комбинированным способом. Для проведения наблюдений за сдвижением горных пород на борту карьера закладываются наблюдательные станции, на которых периодически (через определенные промежутки времени) производятся инструментальные наблюдения. Наблюдательные станции представляют собой систему реперов (рис. XIII.9), закладываемых на земной поверхности, на откосе борта карьера и в горных выработках исследуемого участка. Реперы закладываются по линиям, перпендикулярным простиранию борта карьера. Чтобы учесть влияние различных факторов на устойчивость бортов, профильные линии наблюдательной станции закладываются по возможности в различных горно-геологических условиях.  В первую очередь профильные линии следует располагать в менее устойчивых местах борта и в местах, где имеются факторы, способствующие ослаблению устойчивости борта или отдельных уступов (крутой угол заоткоски, большая глубина карьера, подрезка слоев, наличие тектонических нарушений, обводненность и т. п.). Длина профильных линий должна быть такой, чтобы оба или один ее конец были вне зоны ожидаемых сдвижений. При небольшой глубине профильные линии могут быть проведены через весь карьер, но в большинстве случаев на каждом борту они закладываются самостоятельно. Расстояние между реперами профильной линии зависит от глубины карьера и размеров уступов. На каждом уступе должно быть заложено не менее двух реперов: один вблизи бровки уступа, другой — у почвы вышележаш,его уступа. Реперы на уступах располагаются так, чтобы была обеспечена безопасность наблюдателя при работе на них. Расстояние между реперами на поверхности, в зависимости от глубины карьера принимаются следующие:  На концах профильных линий имеются опорные реперы, закладываемые (не менее двух штук) с каждой стороны профильной линии. Одновременно с устройством наблюдательной станции закладывается не менее трех исходных реперов таким образом, чтобы была гарантия их сохранности. К исходным реперам привязываются опорные реперы всех линий. Маркшейдерские наблюдения на станциях складываются из следующих операций: нивелировки всех реперов, включая опорные, измерения расстояний между реперами стальными рулетками с постоянным натяжением с помош,ью динамометров и замеров температуры; инструментальной съемки отдельных уступов, навалов пород, особенностей залегания пород, трещиноватости, образовавшихся смещений и т. п. Все измерения должны производиться с контролем. Точность наблюдений должна удовлетворять следующим условиям: при геометрическом нивелировании разность превышений из двух нивелировок должна быть не более 3 мм; при измерении длин непосредственно между реперами расхождение двух измерений не должно быть более 2 мм; при тригонометрическом нивелировании разность между двумя измерениями одного и того же превышения при длинах до 10 м должна равняться 5 мм, при длинах более 10 м — 8 мм. В результате выполнения наблюдений должна быть составлена следующая графическая документация: 1) план наблюдательной станции в масштабах 1:500/1:2000 с нанесением всех реперов профильных линий, изменений состояния и положения бортов карьеров и ситуации поверхности; 2) вертикальные разрезы по каждому профилю, на которых должно быть отмечено положение борта на моменты закладки профильной линии и данной серии наблюдений; 3) графики векторов сдвижений реперов в вертикальной плоскости (масштабы 1:1, 1:5, 1:10, 1:20); 4) графики скоростей сдвижения реперов по направлению векторов. Одной из задач маркшейдерских наблюдений за оползнями является определение положения в теле откоса поверхности скольжения и установление причин их возникновения. При интерпретации результатов наблюдений по профильным линиям необходимо иметь в виду, что векторы перемещения отдельных точек, находящихся на поверхности скольжения, совпадают с перемещениями точек поверхности откоса, расположенных на нормалях к поверхности скольжения. Таким образом, по известным из маркшейдерских наблюдений векторам перемещений поверхности оползня можно, решая обратную задачу, определить положение линии скольжения. Построение линии скольжения производится следующим образом (рис. ХIII.10).  По результатам наблюдений за сдвижением оползня строят профиль откоса, на который наносят положение всех реперов и трещин, возникающих при оползне. Особенно тщательно должны документироваться трещины в верхней части и у основания оползня. На построенный профиль наносят векторы перемещений реперов, к серединам которых восставляют в сторону массива перпендикуляры. От верхней и нижней границ оползня (вверху — трещина отрыва, внизу — линия надвига) проводятся отрезки, параллельные векторам перемещения реперов на соответствующих перпендикулярах. Если при построении ломаной линии от верхней и нижней границ она не смыкается, то проводят среднюю ломаную кривую, которая затем сглаживается в плавную кривую. |
