Исследование процесса деформирования прибортового массива Качарского карьера на основе внедрения инновационных технологий
Автор: Хмырова Е.Н., Бесимбаева О.Г., Олейникова Е.А., Токкужин Е.А.
Журнал: Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii
Рубрика: Свойства горных пород. Геомеханика и геофизика
Статья в выпуске: 4, 2016 года.
Бесплатный доступ
Цель. Исследование устойчивости прибортовых массивов Качарского карьера, сложенных неоднородными, слоистыми, скальными и сильнотрещиноватыми горными породами путем разработки и совершенствования методики проведения инструментальных маркшейдерских наблюдений для предотвращения опасных деформаций и обеспечения безопасности при ведении горных работ. Методика. Разработана система геотехнического мониторинга состояния горного массива на основе внедрения новых технологий с использованием спутниковых методов определения координат твердых точек, измерений величины деформаций высокоточным тахеометром по стационарным призмам в сочетании с лазерным геосканированием деформационного участка с созданием 3D модели массива. Результаты. Установлено значительное снижение прочностных свойств горных пород, слагающих прибортовой массив, ослабление их структурных связей с увеличением влажности пород и их трещиноватости. Формирование оползневой призмы в этих условия обусловлено потерей устойчивости отдельных породных призм, оконтуренных с одной стороны поверхностью откоса, а с другой - одной или несколькими поверхностями ослабления (контактами пород). Проведенные комплексные наблюдения позволили определить скорость деформации и выявить контуры оползневой призмы. Скорость деформации оползня в зимнее время составила 1214 мм в сутки, максимального значения достигло в весенний период и составило 19 мм в сутки. Научная новизна. Научная новизна предложенного в работе метода - комплексные инструментальные наблюдения за состоянием горного массива с использованием высокоточных лазерных приборов и спутниковых систем с построением 3D модели массива. Практическая значимость. Совершенствование методики инструментальных наблюдений за устойчивостью прибортовых и отвальных массивов на основе комплексного сочетания высокоточных измерений с использованием тахеометра TA1201 и лазерного сканера HDS 8800, которая позволяет определить скорость деформации, выявить границы оползневой призмы и создать модель деформируемого участка для разработки противооползневых мероприятий с целью повышения устойчивости горного массива.
Деформация, прибортовой массив, горная порода, сканирование, тектоническое нарушение, трещиноватость, лазерное геосканирование, спутниковые технологии, laser геосканирование
Короткий адрес: https://sciup.org/140215877
IDR: 140215877 | DOI: 10.17073/2500-0632-2016-4-10-20
Список литературы Исследование процесса деформирования прибортового массива Качарского карьера на основе внедрения инновационных технологий
- Akdag, S., Basarir, H., Karpuz, C., Ozyurt, M. Stability analysis and optimized slope angle for the iron ore open-pit mine (2015) Proceedings of the 24th International Mining Congress of Turkey, IMCET 2015, pp. 606-611. Cited 1 time.
- Allasia, P., Giordan, D., Lollino, G., Cravero, M., Iabichino, G., Bianchi, N.W., Monticelli, F. Monitoring and computations on a landslide in an open pit mine. 43rd U.S. Rock Mechanics Symposium and 4th U.S.-Canada Rock Mechanics Symposium, 2010.
- Bednarczyk, Z. Slope instabilities in Polish open-pit mines (2016) Landslides and Engineered Slopes. Experience, Theory and Practice, 2, pp. 371-379.
- Bieniawski, Z.T. Engineering classification of jointed rock masses. Civ Eng S Afr, 1973, № 15 (12), pp. 335-343.
- Bieniawski, Z.T. Engineering rock mass classifications: a complete manual for engineers and geologists in mining, civil, and petroleum engineering. 1989 Engineering rock mass classifications: a complete manual for engineers and geologists in mining, civil, and petroleum engineering, 1989. 264 p.
- Bo, L., Peng, Z., Jianwei, Z. Analysis on slope stability of open pit coal mine based on grey support vector machine (2016) International Journal of Smart Home, 10 (9), pp. 169-178 DOI: 10.14257/ijsh.2016.10.9.16
- Cammack, R. Developing an engineering geological model in the fractured and brecciated rocks of a copper porphyry deposit (2016) Geological Society Engineering Geology Special Publication, 27 (1), pp. 93-100. Cited 1 time DOI: 10.1144/EGSP27.8
- Cao, H., Hu, J.J., Wu, P. The analysis of slope stability and optimized slope angle for the open-pit mining of a porphyry copper mine. Transit Development in Rock Mechanics-Recognition, Thinking and Innovation -Proceedings of the 3rd ISRM Young Scholars Symposium on Rock Mechanics, 2014, pp. 469-473.
- Cao, L., Qi, L., Wang, D., Li, Y., Song, Z. Stability research of combination slope with fault in open-pit mine (2016) Liaoning Gongcheng Jishu Daxue Xuebao (Ziran Kexue Ban)/Journal of Liaoning Technical University (Natural Science Edition), 35 (8), pp. 804-809 DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2016.08.004
- Cao, L., Wang, M., Wang, D., Song, Z. Slip mode and stability of anti-dip stratified slope of open pit mine (2015) Liaoning Gongcheng Jishu Daxue Xuebao (Ziran Kexue Ban)/Journal of Liaoning Technical University (Natural Science Edition), 34 (2), pp. 170-174 DOI: 10.11956/j.issn.1008-0562.2015.02.006
- Capdeville-Pérez, F. Building a rock mass model for a large open pit. 49th US Rock Mechanics/Geomechanics Symposium 2015, 2015, №4, pp. 2556-2564.
- Contreras, L.F. An economic risk evaluation approach for pit slope optimization (2015) Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 115 (7), pp. 607-622 DOI: 10.17159/2411-9717/2015/v115n7a7
- Cui, T., Ma, Y., Wang, L. Simulation of earthquake stability for open-pit coal mine slope and treatment research (2016) Yingyong Lixue Xuebao/Chinese Journal of Applied Mechanics, 33 (2), pp. 339-344 DOI: 10.11776/cjam.33.02.B158
- Ding, X.-P., Wang, Z.-W., Li, W. Dynamic process and typical deformation-failure mechanism of mining slope Meitan Xuebao/Journal of the China Coal Society, 2016, 41 (10), pp. 2606-2611 DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2015.1991
- Duran, F.I., Diederichs, M.S., Hutchinson, D.J. A numerical analysis of stress path and rock mass damage in open pit rock slopes. 48th US Rock Mechanics/Geomechanics Symposium 2014, 2014, № 3, pp. 1750-1758.
- Eivazy, H., Esmaieli, K., Jean, R., Albor, F. Application of 3D geotechnical block models in design of open pit mines -A case study at mont wright open pit mine. Application of Computers and Operations Research in the Mineral Industry -Proceedings of the 37th International Symposium, APCOM 2015, 2015, pp. 401-410.
- Gadri, L., Hadji, R., Zahri, F., Benghazi, Z., Boumezbeur, A., Laid, B.M., Raїs, K. The quarries edges stability in opencast mines: a case study of the Jebel Onk phosphate mine, NE Algeria Arabian Journal of Geosciences, 2015, №8 (11), pp. 8987-8997 DOI: 10.1007/s12517-015-1887-3
- González-Nicieza, C., Álvarez-Fernández, M.I., Mora, O., Amor-Herrera, E. Back analysis and radar interferometry monitoring in a large open pit slope. Rock Engineering and Rock Mechanics: Structures in and on Rock Masses -Proceedings of EUROCK 2014,2014, ISRM European Regional Symposium, pp. 925-930.
- Han, G., Cui, T., Ma, Y., Wang, L. Research on the phenomenon and failure process simulation of open-pit slope in coal spontaneous combustion (2016) Yingyong Lixue Xuebao/Chinese Journal of Applied Mechanics, 33 (3), pp. 535-540 DOI: 10.11776/cjam.33.03.B004
- Hu, J.J., Yu, B., Zheng, L., Wu, P. Technology for reducing boulder yield of blasting in fracture developed rock of an open-pit mine. Transit Development in Rock Mechanics-Recognition, Thinking and Innovation -Proceedings of the 3rd ISRM Young Scholars Symposium on Rock Mechanics, 2014, pp. 635-638.
- Jhanwar, J.C. A classification system for the slope stability assessment of opencast coal mines in central India. Rock Mechanics and Rock Engineering, 2012. № 45 (4), pp. 631-637 DOI: 10.1007/s00603-012-0223-4
- Laubscher, D.H. Geomechanics classification of jointed rock masses -mining applications. Transactions of the Institution of Mining and Metallurgy, Section A: Mining Technology, (1977), № 86, pp. a1-a8.
- Li, W.-X., Qi, D.-L., Zheng, S.-F., Ren, J.-C., Li, J.-F., Yin, X. Fuzzy mathematics model and its numerical method of stability analysis on rock slope of opencast metal mine (2015) Applied Mathematical Modelling, 39 (7), pp. 1784-1793 DOI: 10.1016/j.apm.2014.10.006
- Madowe, A. Design and implementation of steeper slope angles on a kimberlite open pit diamond operation-A practical approach (2016) Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 116 (8), pp. 723-730 DOI: 10.17159/2411-9717/2016/v116n8a3
- Maihemuti, B., Wang, E., Hudan, T., Xu, Q. Numerical simulation analysis of reservoir bank fractured rock-slope deformation and failure processes (2016) International Journal of Geomechanics, 16 (2), art. no. 04015058 DOI: 10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0000533
- Nie, L., Li, Z., Lv, Y., Wang, H. A new prediction model for rock slope failure time: a case study in West Open-Pit mine, Fushun, China (2016) Bulletin of Engineering Geology and the Environment, pp. 1-14. Article in Press DOI: 10.1007/s10064-016-0900-8
- Peng, C., Guo, Q.S., Zhang, Z.C., Zhao, L., Yan, Z.X. Study on ultimate slope angle optimization and stability analysis of slopes in an open-pit mine Transit Development in Rock Mechanics-Recognition, Thinking and Innovation -Proceedings of the 3rd ISRM Young Scholars Symposium on Rock Mechanics, 2014, pp. 435-438.
- Rakishev, B.R., Seituly, K., Kovrov, O.S. Physical modeling geomechanical stability of open-cast slopes and internal overburden dumps (2015) Legislation, Technology and Practice of Mine Land Reclamation -Proceedings of the Beijing International Symposium Land Reclamation and Ecological Restoration, LRER 2014, pp. 583-588.
- Ren, G.-F., Fang, X.-K. Study on the law of mining damage with the combination of underground mining and open-pit mining. 4th International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering, iCBBE 2010, 2010,art. no. 5516877 DOI: 10.1109/ICBBE.2010.5516877
- Salvoni, M., Dight, P.M. Rock damage assessment in a large unstable slope from microseismic monitoring -MMG Century mine (Queensland, Australia) case study (2016) Engineering Geology, 210, pp. 45-56 DOI: 10.1016/j.enggeo.2016.06.002
- Sasaoka, T., Shimada, H., Matsui, K., Takamoto, H. Geotechnical considerations in highwall mining applications in Indonesia. Proceedings -29th International Conference on Ground Control in Mining, ICGCM, 2010, pp. 312-317.
- Stead, D. The Influence of Shales on Slope Instability (2016) Rock Mechanics and Rock Engineering, 49 (2), pp. 635-651 DOI: 10.1007/s00603-015-0865-0
- Tamburini, A., Martelli, D.C.G., Alberto, W., Villa, F. Geomechanical rock mass characterization with Terrestrial Laser Scanning and UAV. 49th US Rock Mechanics/Geomechanics Symposium 2015, 2015,№3, pp. 1813-1819.
- Tan, W., Kulatilake, P.H.S.W., Sun, H., Sun, Z. Effect of faults on in-situ stress state in an open-pit mine Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 2014, №19 (Z1), pp. 9597-9629.
- Wen, L., Li, X., Su, W. Study of physico-mechanical characteristics of slope hard rocks of metal mine influenced by freeze-thaw cycles (2015) Caikuang yu Anquan Gongcheng Xuebao/Journal of Mining and Safety Engineering, 32 (4), pp. 689-696 DOI: 10.13545/j.cnki.jmse.2015.04.027
- Wines, D. A comparison of slope stability analyses in two and three dimensions (2016) Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 116 (5), pp. 399-406 DOI: 10.17159/2411-9717/2016/v116n5a5
- Xu, G., Xiong, D., Duan, Y., Cao, X. Open pit slope deformation monitoring by fiber Bragg grating sensors (2015) Optical Engineering, 54 (1), art. no. 011003 DOI: 10.1117/1.OE.54.1.011003
- Zhong, W., Wang, X., Liu, L., Zhao, K., Tan, Z. Rock mass structures and weathering characterization of weathered slope in an open-pit mine (2015) Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 20 (13), pp. 5223-5234.
- Бесимбаева О.Г. Анализ точности инструментальных наблюдений///Журнал Известия вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». Москва, 2014. № 4. С.15-20.
- Бесимбаева О.Г. Решение горно-геометрических задач с использованием программ 3D моделирования на месторождениях Казахстана///XI Международный научный конгресс: «Интерэкспо Гео-Сибирь. Новосибирск, 2015. Cб. материалов Т2. С.175-180.
- Инструкция по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости. -СПб, ВНИМИ, 1998г.
- Низаметдинов Ф.К. Состояние и перспективы развития геометрического обеспечения открытых горных работ///XV International ISM Congress (Deutscher Markscheider-Verein e.V.-DMV -Aachen, 2013. -Сб. материалов С.338-349.
