22.5. Протизсувні заходи на кар’єрах.
Провідну роль у боротьбі з зсувами слід відвести профілактичним заходам, оскільки запобігти зсуву значно легше, безпечніше і дешевше, ніж боротися з ним, коли він виникне. До профілактичних заходів слід віднести:
а) ретельне вивчення геологічних та гідрологічних умов залягання гірських порід, їх міцності, структурних та інших особливостей ділянки родовища;
б) максимально повний облік умов залягання, властивостей порід та особливостей родовища при розрахунку стійкості бортів кар'єрів та складанні проекту гірничих робіт,
в) чітке здійснення проекту в натурі, особливо в частині запроектованих параметрів кар'єру (кутів укосу бортів та уступів тощо);
г) якісне та своєчасне виконання дренажних робіт, у тому числі глибинного дренування порід, що складають укоси, дренування земної поверхні на околицях кар'єру та поверхні його бортів;
д) організацію систематичних маркшейдерських та гідрогеологічних спостережень, регулярний відбір проб та їх випробування, уточнення місцезнаходження структурних поверхонь ослаблення масиву, аналіз отриманих даних та оперативне коригування прийнятих у проекті параметрів кар'єру, технології та порядку ведення гірничих робіт.
При виконанні зазначених заходів, як правило, вдається запобігти зсувам або звести до мінімуму їх шкідливі наслідки.
Для боротьби з зсувами запропоновані різноманітні механічні та хімічні способи закріплення земляних мас, способи заморожування та цементації їх. Але в практиці гірничої справи вони широкого застосування поки не знайшли через дорожнечу і недостатньо високу ефективність. Досвід показує, що ефективність боротьби з зсувами багато в чому залежить від того, наскільки надійно встановленіпричини виникнення зсувів та наскільки своєчасно розпочато роботи з їх ліквідації.
Оскільки найчастіше причинами порушення стійкості укосів на кар'єрах, складених глинистими і піщано-глинистими породами, є обводнення цих порід і зниження їх характеристик міцності, основні заходи боротьби з зсувами в цих умовах полягають в ефективному дренажі, забезпеченні стоку поверхневих вод, привантаженні фільтруючих ділянок.
Для забезпечення стійкості укосів на кар'єрах, складених скельними та напівскельними породами, застосовують:
а) відповідну технологію ведення буропідривних робіт у приконтурних зонах (мікроуповільнене підривання свердловин у блоці та ін.);
б) спеціальну загострення уступів (попереднє щілиноутворення, гладке підривання);
в) штучне зміцнення ослаблених ділянок.
Основним джерелом обводнення корисних копалин, що розробляються, і порід розтину в багатьох випадках є атмосферні опади. Для забезпечення стоку води із земної поверхні виробляють планування поверхні, надаючи їй ухил у бік дренажних канав, що захищають кар'єр від зливових вод. Для стоку дощових та талих вод з майданчика уступів проводять поздовжні та поперечні канавки, а майданчику уступу надають відповідний ухил (не менше 5°/оо).
Глибинний дренаж оберігає укоси від великих зсувів, що виникають при пологому та похилому заляганні слабких та середньої міцності порід внаслідок високих напорів води у лежачому боці покладу. Здійснюють глибинний дренаж водознижувальними свердловинами, підземними виробками з наскрізними і забивними фільтрами, похилими або горизонтальними свердловинами, що самовиливаються і іноді поглинають свердловинами.
Відкритий дренаж застосовують: при розтині водоряснихродовищ, складених слабкими породами, якщо товща водоносних порід є один водоносний горизонт або якщо водоносний горизонт залягає в підошві шару корисної копалини, що розробляється; при дренуванні слабообводнених горизонтально залягають водоносних горизонтів і тріщинуватих міцних порід.
Для забезпечення стійкості скельних та напівскельних порід часто потрібно зменшити сейсмічне вплив масових вибухів на дроблення гірських порід за граничним контуром відпрацювання уступів. Зменшення цього впливу досягають застосуванням мікроуповільненого підривання свердловин починаючи з відстані 30-40 м від граничного контуру кожного уступу.
Ефективним заходом, що забезпечує тривалу стійкість неробочих бортів або ділянок у граничному положенні, є їх закостя під кутами, відповідними властивостями порід та характеру їх тріщинуватості (див. табл. 22.1). Заукосу уступів у скельних і напівскельних породах здійснюють похилими вибуховими свердловинами діаметром 80 - 100 мм, які бурять під кутами укосу уступу на відстані один від одного не більше 3 м.
При несприятливо орієнтованої тріщинуватості для укоси уступів застосовують методи контурного підривання. Заряди контурного ряду підривають після основних зарядів дроблення, або раніше їх (попереднє щілинутворення).
Штучне зміцнення укосів уступів, складених скельними і напівскельними породами, застосовують зазвичай у тих випадках, коли треба утримати від сповзання або обвалення окремі ділянки укосів уступу, ослаблені інтенсивною тріщинуватістю, несприятливо розташованими тріщинами, диз'юнктивними порушеннями, слабкими контактами. шляхом механічного утримання призми обвалення за допомогою штанговоїкріплення, шпунтів, залізобетонних паль і гнучких тросових тяжів, шляхом ін'єкцій в масив зміцнювальних розчинів (переважно цементного складу), шляхом ізоляції порід, схильних до інтенсивного вивітрювання, вилуговування або дефляції, за допомогою стійких покриттів (набризгбетон, біт) . Іноді для зміцнення призми обвалення застосовують підпірні, захисні та контрфорсні стінки.
Механічні способи зміцнення слабких ділянок укосів часто застосовують у комплексі. На рис. 22.5 наведена схема зміцнення берми штангами та залізобетонними палями на ділянці слабкого контакту, яким можливе сповзання.
Мал. 22.5. Берма укосу, укріплена штангою та залізобетонною палею.
1—слабкий контакт, яким можливе сповзання; 2—залізобетонна паля; 3 - штанга.
Для боротьби з зсувами в кар'єрах застосовують такі способи, як зняття навантаження з укосу, відвантаження вогнища зсуву, залишення ціликів та інших.
Зняття навантаження застосовують у зоні глибинних зсувів, що діють, коли масив можна розділити на призму упору і призму активного тиску. В цьому випадку вага призми активного тиску знижують шляхом зрізання верхньої частини укосу, а всі призми упору нарощують відсипання дамб в нижній частині.
Відвантаження вогнища зсуву проводять на ділянках лежачого боку при падінні шарів більше 18-20 ° і при можливості підрізання контактів або поверхонь ослаблення, тобто коли з'являється загроза ковзання по них гірських порід. При відвантаженні порід, що обповзають, застосовують заходи щодо запобігання зсуву та обвалення верхніх уступів.
Ціліки на кар'єрах залишають з метою запобігання та зупинки зсуву насичених водою пухких порід. Однак це дуже неекономічний та недостатньо ефективний метод. Йогослід застосовувати лише за відповідного техніко-економічного обґрунтування, переважно при боротьбі з місцевими зсувами, які не поширюються на інші уступи.
Для запобігання небезпечним деформаціям відвалів проводять дренування основи відвалів, планування поверхні відвалів та інші роботи, що перешкоджають додатковому зволоженню порід у них.
Стійкість відвалів пухких порід на міцній підставі підвищують шляхом першочергової відсипки предотвала і наступного заповнення пазухи між предотвалом і основним відвалом (у знижених місцях предр переривають для пропуску дощових і талих вод).
У разі загрози зсуву великих ділянок відвалів їх висоту або загальний кут розгону ярусів відвалів зменшують до значень, при яких співвідношення утримувальних і зсувних сил, що діють по поверхні ковзання, підвищиться на 10-15% порівняно з відношенням, при якому почалися перші деформації.
При неможливості запобігти розвитку зсуву відвалів оконтурюють призму можливого зсуву (за допомогою інструментальних спостережень) і подальші роботи з відвалування ведуть з урахуванням зсуву цієї призми.