Приложение 17. "Инструкция по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости" (утв. Госгортехнадзором СССР 21.07.1970)

--------------------------------

<*> Методика специальной заоткоски уступов подробнее изложена в "Руководстве по обеспечению устойчивости уступов, бортов карьеров и сейсмической безопасности зданий и сооружений при ведении взрывных работ на карьерах". ВНИМИ, Л., 1970.

Борта карьеров в предельном положении представляют собой долговременное капитальное инженерное сооружение, к качеству которого должны предъявляться такие же требования, как к сдаваемому в эксплуатацию строительному объекту.

В проектах горных работ необходимо давать паспорта заоткоски уступов, определяющие способы ведения взрывных работ при подходе к предельному контуру, методы заоткоски уступов, параметры откосов уступов, мероприятия (в случае необходимости) по искусственному укреплению.

Взрыв скважинных зарядов вызывает деформации уступа в поверхностной зоне (рис. 1). Ширина этой зоны в нижней части уступа составляет до 10 - 12 диаметров заряда, а по поверхности - до 40 - 50 м.

Рис. 1. Зона нарушений естественной структуры пород
в откосе при взрыве

В пределах деформированной зоны происходит раскрытие естественных трещин, а на расстоянии 5 - 15 м от последнего ряда скважин образуются зияющие трещины.

Эффективным способом уменьшения деформаций массива от взрыва является применение при заоткоске наклонных скважин с углом наклона 60 - 70° (рис. 2) к горизонту и диагональной схемы короткозамедленного взрывания (рис. 3), которое сокращает ширину зоны остаточных деформаций по поверхности уступа в 1,5 - 2 раза.

Рис. 2. Заоткоска уступа наклонными скважинными
зарядами

Для постановки уступа в предельное положение применение наклонных скважин диаметром 100 - 150 мм следует начинать за 15 - 20 м до подхода уступа к предельному проектному контуру.

Расчет параметров сетки наклонных скважин следует производить по удельному расходу ВВ для данного типа породы; длина забойки в верхней части скважин составляет (15 - 20) скважин.

Рис. 3. Диагональные схемы короткозамедленного
взрывания

При постановке борта карьера в предельное положение заоткоска уступов в условиях неблагоприятно ориентированной трещиноватости может производиться с помощью высокоэффективных специальных методов контурного взрывания.

Основа техники контурного взрывания заключается в следующем. По проектному контуру выработки пробуривается ряд сближенных скважин малого диаметра. Скважины заряжаются ослабленными зарядами ВВ, так что между зарядом и стенкой скважины существует значительный воздушный зазор, который может быть заполнен забойкой. Наличие воздушного зазора или пористой забойки приводит к тому, что при взрыве зарядов радиальных трещин вокруг скважин не образуется, а развивается только одна трещина в плоскости, проходящей через оси скважин, и вдоль ряда скважин образуется ровная устойчивая поверхность откоса с видимыми следами скважин.

Различают два вида контурного взрывания:

1. Гладкое взрывание - заряды контурного ряда взрываются после основных зарядов дробления.

2. Предварительное щелеобразование - заряды контурного ряда взрываются первыми.

1. При заоткоске уступов методом гладкого взрывания (рис. 4) контурные заряды отрывают с поверхности откоса наиболее разрушенный слой и формируют более устойчивую поверхность. Скважины диаметром 80 - 100 мм располагаются на расстоянии 2 - 3 м от бровки уступа и заряжаются патронами ВВ меньшего диаметра с величиной заряда 2 - 4 кг на 1 пог. м скважины. Верхняя часть скважин на глубину 2.0 - 2.5 м заполняется забойкой. В нижней части скважины помещается сплошной заряд весом 8 - 10 кг. Пространство между стенками скважин и патронами можно оставлять не заполненным забойкой.

Рис. 4. Заоткоска уступов методом гладкого
взрывания

Бурение контурных скважин и взрывание контурных зарядов можно производить после взрывания основных зарядов или совмещать во времени взрывание контурных зарядов с основными зарядами, разделив их интервалом 35 - 50 мсек.

При отсутствии неблагоприятно ориентированной трещиноватости и слабой выветриваемости пород гладкое взрывание обеспечивает устойчивость уступов на весь срок существования карьера.

2. Взрывание контурных зарядов при применении метода предварительного щелеобразования производится в ненарушенном массиве, когда горные работы находятся от предельного контура на расстоянии не менее 15 - 20 м.

Расстояния между контурными скважинами в ряду определяет чистоту стенок щели. Удовлетворительная для открытых горных работ чистота поверхности отрезной щели (откоса уступа) достигается при расстоянии между контурными зарядами 0.8 - 2.5 м.

В таблице 1 приведены ориентировочные параметры зарядов отрезной щели в породах различной крепости.

Таблица 1

Заряды для образования отрезных щелей приготовляются в виде гирлянд, на всю длину которых прокладывается детонирующий шнур.

В качестве ВВ обычно используются патроны аммонита N 6 и N 6 ЖВ диаметром 30 мм, а для скважин 150 - 200 мм - патроны диаметром 90 мм.

Расстояние между рядом скважин отрезной щели и основными зарядами дробления на уровне подошвы уступа должно быть в пределах (5 - 7) зар. ( зар. - диаметр заряда дробления). При меньшем расстоянии созданный отрезной щелью откос может быть поврежден основным взрывом, при большем - по подошве уступа остается целик.

Взрывание зарядов отрезной щели можно производить предварительно, до бурения скважин для основных зарядов дробления. Возможно также одновременное взрывание зарядов отрезной щели с основными зарядами по схеме, изображенной на рис. 5.

Рис. 5. Одновременное взрывание зарядов дробления
и отрезной щели

Определение взрыва зарядов отрезной щели по отношению к моменту взрыва противолежащих им основных зарядов дробления должно находиться при этом в пределах 35 - 50 мсек.

При любой последовательности взрывания основных и контурных зарядов основной взрыв должен производиться по диагональной схеме.

Применение контурного взрывания при заоткоске уступов в предельном положении борта позволяет создавать уступы большой высоты путем объединения нескольких технологических уступов в один.

Вопрос о целесообразности применения контурного взрывания для повышения устойчивости и углов откосов и уступов решается технико-экономическим расчетом.

В случае самопроизвольного выполаживання незаоткошенного специальными методами откоса уступа, для восстановления первоначальной ширины бермы возникает необходимость в разноске вышележащего уступа. По мере углубления карьера восстановление необходимой ширины бермы нижнего уступа требует все большего количества вышерасположенных уступов и извлечения большого объема пород. Специальные методы заоткоски уступов целесообразны в том случае, если их стоимость меньше стоимости извлечения лишних объемов пород при выполаживании борта.

Глубина карьера H, при которой на нижележащих горизонтах экономически целесообразно применение контурного взрывания, определяется по формуле:

,

где - стоимость заоткоски 1 м2 откоса с учетом затрат на бурение и взрывание скважин контурного ряда, руб.;

- стоимость извлечения 1 м3 вскрышных пород, руб.;

- угол откоса уступа без контурного взрывания;

- угол откоса уступа с применением контурного взрывания;

h - высота уступа, м.

ПОЯСНЕНИЯ К УСЛОВНЫМ ОБОЗНАЧЕНИЯМ

Настоящие условные обозначения используются для специальной графической документации нарушений устойчивости откосов при геотехническом картировании.

Устанавливаются следующие цвета, характеризующие причину возникновения нарушения устойчивости, для обозначения их контуров на планах.

1. Отклонение от проекта (завышенные углы откосов, увеличенная высота, невыполнение предусмотренных проектом противооползневых мероприятий, нарушение технологии работ и др.) - красный.

2. Влияние подземных и поверхностных вод - синий.

3. Влияние слоистости, трещиноватости, тектонических нарушений (при условии соблюдения всех положений проекта) - зеленый.

4. Влияние климатических условий - желтый.

5. Ошибки при проектировании - коричневый.

Развивающиеся нарушения устойчивости вычерчиваются пунктиром, затухшие очаги обводятся сплошной линией.

Все остальные обозначения (рельеф, ситуация, горные выработки и геология) выполняются в соответствии с действующими "Условными знаками для горной графической документации".