автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Оценка параметров опасных ситуаций при формировании откосов вскрышных уступов

□ □348439 1

На правах рукописи //

/М ум.

Ростовцева Анна Александровна

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ОПАСНЫХ СИТУАЦИЙ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ОТКОСОВ ВСКРЫШНЫХ УСТУПОВ

Специальность 05.26.01 - охрана труда

(в горной промышленности и строительстве)

>

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 6 НОЯ 2009

Тула 2009

003484391

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Белгородском государственном университете»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Храмцов Борис Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Сафронов Виктор Петрович

кандидат технических наук, доцент Карякин Виктор Федорович

Ведущая организация: ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, защите инженерных сооружений от обводнений, специальным горным работам, геомеханике, геофизике, гидротехнике, геологии и маркшейдерскому делу»

Защита состоится « /£» декабря 2009 г. в 14.00 час на заседании диссертационного совета Д 212.271.09 при ГОУ ВПО «Тульском государственном университете» по адресу: 300600, г. Тула, пр. Ленина, 90, ауд. 6/302.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета

Автореферат разослан « //-» ноября 2009 г

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, проф.

Пушкарев А.Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

В настоящее время железорудный бассейн Курской магнитной аномалии является основным поставщиком железной руды для металлургической промышленности Российской Федерации. На долю открытой разработки, осуществляемой Лебединским, Стойленским и Михайловским ГОКами, приходится более 60 % добываемой железной руды в России. Разработка карьеров осуществляется в сложных инженерно-геологических условиях при глубине ведения горных работ 350 м. и протяженности их фронта более 5 км.

Вскрыша железорудных месторождений КМА представлена породами осадочной толщи, средняя мощность которой составляет 180 м, где происходит до 70 % обрушений и оползней, приводящих к гибели и травмированию рабочих, выводу из строя горно-транспортного оборудования, нарушению железнодорожных путей, линий электропередач и ухудшению экологической обстановки в районе разработки.

По данным Ростехнадзора РФ при разработке месторождений полезных ископаемых за десятилетний период не произошло сколько-нибудь значительного снижения риска возникновения аварий и несчастных случаев, из которых около 20 % аварий приходится на обрушения и оползни. Это свидетельствует о наличии нерешенных проблем в области обеспечения охраны труда и промышленной безопасности при добыче полезных ископаемых. Поэтому одной из актуальных задач является разработка инженерно-техннческих мероприятий, позволяющих снизить риск обрушения откосов уступов и бортов карьеров за счет выбора их безопасных параметров на стадии проектирования, строительства и эксплуатации, что позволит улучшить условия труда работников карьеров и снизить травмоопасность рабочих мест.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом НИР Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)» и Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России».

Целью работы является установление новых и уточнение существующих закономерностей сдвижения вскрышных уступов для совершенствования аналитических и графических методов расчета их устойчивости, что позволит обосновать безопасные параметры рабочих площадок и снизить уровень травматизма при открытых горных работах.

Идея работы заключается в том, что усовершенствованные аналитические и графические методы расчета устойчивости откосов, позволяющие обосновать безопасные параметры рабочих площадок вскрышных уступов, учитывают вероятность возникновения опасных ситуаций.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Расчетная схема определения безопасных параметров вскрышных уступов должна учитывать наличие комбинированной поверхности скольжения, состоящей из отрезка логарифмической спирали и прямолинейного участка и направление действия сдвигающих сил.

2. Положение поверхности скольжения в откосе и значение ширины призмы возможного обрушения зависят от точности вычисления коэффициента запаса устойчивости и определяется путем перебора возможных поверхностей скольжения.

3. Риск обрушения откоса зависит от коэффициента запаса устойчивости откоса и от физико-механических свойств пород, слагающих откос.

Новизна основных научных и практических результатов.

1. Усовершенствован существующий аналитическ ий метод расчета коэффициента запаса устойчивости откосов, учитывающий направление действия знакопеременных сдвигающих сил по поверхности скольжения в; виде отрезка логарифмической спирали.

2. Установлено, что ширина призмы возможного обрушения откоса определяется положением поверхности скольжения в откосе, которое зависит от точности вычисления коэффициента запаса устойчивости.

3. Получены графические зависимости между риском обрушения и коэффициентами запаса устойчивости откоса с учетом физико-механических свойств пород.

3. Установлены аналитические зависимости между риском обрушения и условной шириной призмы возможного обрушения откоса.

4. Установлены графические зависимости между условной высотой откоса, углом наклона откоса и условной шириной призмы возможного обрушения.

5. Разработан графо-аналитический метод для оценки физико-механических свойств в массиве горных пород.

6. Разработаны инженерно-технические мероприятия, снижающие травмо-опасность рабочих мест при формировании откосов восточного борта карьера «ОАО Стойленский ГОК».

Методы исследований: аналитические, методы математической статистики и теории вероятности, математическое моделирование. Работа выполнена с использованием лабораторных методов определения физико-механических свойств и гранулометрического состава пород осадочной толщи железорудных карьеров КМА, вероятностных методов оценки риска обрушения откосов. Проводились инструментальные наблюдения за деформациями и обрушениями откосов уступов и бортов железорудных карьеров КМА.

Фактический материал: в основу диссертации положены статистические данные о состоянии аварийности и травматизма в горнорудной и нерудной промышленности, результаты лабораторных испытаний и натурные наблюдения за деформациями и обрушениями откосов уступов карьера ОАО «Стойленский ГОК», позволившие сделать вывод о том, что массив осадочных пород железорудных карьеров КМА может рассматриваться как сплошная изотропная среда.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректной постановкой задач исследований, обогнованным использованием методов математической статистики, теории вероятности и современных достижений вычислительной техники; большим количество проведенных лабораторных исследований и натурных наблюдений; положительным решением Федерального института промышленной собственности о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Практическая значимость работы: усовершенствован аналитический и разработан графический методы расчета коэффициента запаса устойчивости и выбора безопасных параметров откоса, позволяющих снизить риск обрушения вскрышных уступов карьеров и тем самым повысить травмобезопасность рабочих мест. Для оценки физико-механических свойств в массиве горных пород разработан графоаналитический метод оценки физико-механических свойств пород, слагающих откос по результатам его обрушения.

Реализация результатов исследований. Результаты данной работы могут быть использованы при проектировании, эксплуатации и реконструкции карьеров для выбора безопасных параметров уступов. Теоретические результаты включены в учебные курсы по дисциплинам «Безопасность жизнедеятельности» и «Инженерная геодинамика» для студентов, обучающихся по специальности 130302 - «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания», а также использованы при выполнении хоздоговорных НИР в Белгородском государственном университете.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на научных конференциях и семинарах: международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь в начале нового столетия» (Губкин, 2007, 2008 гг.); межвузовской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые - наукам о земле» (Москва, МГГУ, 2008 г); международной научно-практической конференции «Регион 2008: стратегия оптимального развития» (Харьков, ХНУ им. В.Н. Каразина, 2008 г); международной научно-практической конференции «Геомеханика. Механика подземного строительства» (Тула, ТулГУ, 2008 г; 2009 г.); III международной научной конференции (Белгород, БелГУ, 2008); Десятом международном симпозиуме «Вопросы осушения, геологии, горных работ, геомеханики, промышленной гидротехники, геоинформатики и экологии» (Белгород, ФГУП ВИОГЕМ, 2009 г).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК. Получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Qtkosl. Расчет безопасных параметров откосов» № 2008615 512.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Русская школа охраны труда сформировалась под руководством проф. П.И. Синева, которых разработал принципиальные основы безопасности условий труда. Развитием основных теоретических положений при открытой горной разработке месторождений полезных ископаемых занимались академик Н.В. Мельников, С.И. Еленский, А.Ф. Власов, Г.Т. Левтеев, М.М. Чесноков и др. Их исследования посвящены научному обоснованию нормализации условий производственного комфорта и безопасных условий труда при разработке полезных ископаемых открытым способом.

Цель и идея работы, а также современное состояние знаний по изучаемой проблеме обусловили необходимость постановки и решения следующих задач:

- на основе анализа результатов натурных наблюдений за сдвижениями

откосов в породах осадочной толщи и лабораторных исследований физико-

механических свойств пород обосновать геомеханическую модель откосов и схемы расчета безопасных параметров вскрышных уступов;

- разработать аналитический метод расчета коэффициента запаса устойчивости откосов карьеров в массиве осадочных пород;

- обосновать выбор ширины призмы возмож ного обрушения вскрышных уступов с учетом вероятности возникновения опасных ситуаций, вызывающих обрушения откосов;

- разработать графо-аналитический метод определения физико-механических свойств пород, слагающих откос, lio результатам его обрушения;

- разработать рекомендации по выбору безопасных параметров рабочих площадок вскрышных уступов восточного борта карьера ОАО «Стойленский ГОК».

Анализ статистических данных, представляемых и ежегодных отчетах Ростех-надзора, показал, что удельный вес аварийности в горнорудной и нерудной промышленности в период наблюдений с 2002 по 2008 г. колебался в пределах от 5,8 % (2004 г.) до 3,3 % (2007 г.) от общего колтества аварий на предприятиях, подконтрольных Ростехнадзору.

Общее количество травмированных смертельно в горнорудной и нерудной промышленности с 1996 г. по 2008 г. составляет 1077 чел., а число аварий - 167.

Начиная с 2002 г. не наблюдается снижения смертельного травматизма, уровень которого составляет в среднем 82 чел. в год.

Динамика изменения коэффициента частоты смертельного травматизма с учетом объемов добываемой в горнорудной и нерудной промышленности горной массы представлена на рис. 1.

годы

Рис. 1. Изменение коэффициента частоты смертельного травматизма в горнорудной и нерудной промышленности

6

По данным академика Н.В. Мельникова (1936 г.) и A.M. Ильина (1995) 5 % аварий и несчастных случаев при открытой разработке месторождений полезных ископаемых происходит в результате обрушений и оползней горных пород.

Статистические данные Ростехнадзора за 2002-2007 гг. свидетельствуют о том, что смертельный травматизм на карьерах составляет в среднем 42,3 % от общего числа несчастных случаев со смертельным исходом в горнорудной промышленности.

Динамика несчастных случаев со смертельным исходом на объектах добычи полезных ископаемых открытым способом за период с 2002 г. по 2007 г. представлена на рис. 2.

годы

—погибшие при обрушениях А общее количество погибших

Рис. 2. Смертельный травматизм, вызванный обрушениями горных пород при разработке полезных ископаемых открытым способом

Приведенные выше статистические данные говорят о том, что проблема обеспечения травмобезопасности рабочих мест при формировании откосов и уступов бортов карьеров является весьма актуальной. Согласно многочисленным исследованиям до 75 % опасных ситуаций, связанных с обрушениями пород происходит в осадочной толще, а 19 % обрушений и оползней происходят из-за неправильно выбранных параметров откосов. Таким образом, определение безопасных параметров откосов, а, следовательно, и ширины бермы безопасности позволит выбрать безопасную ширину рабочей площадки, что обеспечит снижение травматизма при открытых горных работах на 0,71%.

Академик В.В. Ржевский обосновал, что достижение допустимого риска обрушения откосов уступов возможно через управление их устойчивостью, которое представляет собой комплекс научных и технических мероприятий, направленных на достижение их безопасных параметров, обеспечивающих безопасность ведения горных работ и максимальную экономическую эффективность.

Для разработки инженерно-технических мероприятий по повышению травмо-безопасности рабочих мест при формировании вскрышных уступов железорудных карьеров КМА в осадочной толще была обоснована геомеханическая модель откоса, разработан аналитический метод расчета коэффициента запаса устойчивости откосов, выбраны их безопасные параметры и проведена оценка риска обрушения откосов.

С развитием открытой разработки месторождений полезных ископаемых в России и ближнем зарубежье заметное отрицательное влияние разрушающих деформаций откосов отмечалось уже с глубины карьеров, достигающей 50 м. С дальнейшим углублением горных работ количество разрушающих деформаций откосов резко возросло. К этому периоду относятся весьма крупные (по объему) оползни на Североуральскш:, Коркинском и Батуринском угольных карьерах, оползни лежачего бока на Высокогорском железорудном карьере, а также мелкие оползни на многих других рудных карьерах.

Решение проблемы устойчивости бортов и уступов карьеров в нашей стране проходило поэтапно. На первом этапе до середины 50-х годов устойчивость откосов по существу определялась качественными характеристиками горного массива.

Второй этап относится к концу 50-х началу 60-х годов и связан с такими именами как С.И. Попов, ГЛ. Фисенко, Ю.Н. Малюшицкий и др. В это время борт уже рассматривается как геотехническое сооружение, параметры которого можно рассчитать, используя физико-механические свойства горных пород.

На третьем этапе организуются лаборатории и группы исследований во ВНИМИ во главе с Фисенко Г.Л., в Унипромеди - с Туринцевым Ю.И., в СГИ - с Камшиловым В.В., Иплолитовым Н.Д., в КПИ - с Рудаковым М.П., Поповым И. И., в ИГД МЧМ - с Зотеевым В.Г., в ИГД им Скочинского - с Деминым A.M., в ВИО-ГЕМе с Ильиным А.И., в ГИГХе - с Певзнером М.Е., в Укрниипроекте - с Куваевым H.H. и др.

Большой вклад в исследования по устойчивости откосов на карьерах в нашей стране внесли H.H. Маслов, А.М. Мочалов, А.М. Гальперин, академик Н.В. Мельников, В.Г. Затеев, М.А. Ревазов, В.Н. Попов, В.И. Стрельцов, В.П. Будков, Б.Д. Половое., В.Т. Сапожников, Б.В. Несмеянов, П.С. Шпаков, ЮЛ. Юнаков, В.А. Гордеев, ЭЛ. Галустьян, В.И. Зобнин и др. Среди зарубежных исследователей следует отметить фундаментальные труды К. Кулона, К. Терца,ги, Петгерсона, Шукле, Бишопа и др.

Теоретическая разработка и совершенствование методов расчета устойчивости бортов карьеров и откосов отвалов для реальных геологических условий развивались на основе результатов анализа известных методов расчета (В. Феллениуса, В.В. Соколовского, С.С. Голушкевича, Г.Т. Шахунянца) и результатов исследований деформаций откосов в натурных и лабораторных условиях

В диссертационной работе предлагается усовершенствованный аналитический метод определения коэффициента запаса устойчивости откоса, в котором ширина призмы возможного обрушения при заданных параметрах (высоте откоса Н и угле наклона откоса о) определяется путем перебора положения в откосе возможных поверхностей скольжения с любой заданной точностью.

Механико-математической основой разработанного аналитического метода расчета устойчивости откосов является теория предельного равновесия связной сре-

ды с трением, к которой относится массив осадочных пород железорудных карьеров КМА.

Расчетные схемы для определения коэффициента запаса устойчивости откоса зависят от расположения поверхности скольжения в откосе. В работе рассмотрено 2 схемы расчета: схема 1, когда а > 0,25ж - 0,5<р и схема 2, представленная на рис. 3.

о

При угле внутреннего трения ^<13° и угле наклона откоса а < 0,25л - 0,5<р в точке 5 изменяется направление действия сил, удерживающих откос. Коэффициент запаса устойчивости вычисляется по формуле:

п г-1311 + Р° 5'п ^+ + (1)

12+Р0 СОв/*

где ¡1 - сумма моментов сил, удерживающих откос на участке \Ф8А поверхно ста скольжения; 12 - сумма моментов сил, сдвигающих откос на участке УР55 поверхности скольжения; 13 - сумма моментов сил, сдвигающих откос на участке 5А • поверхности скольжения; // - длина прямолинейного участка поверхности скольжения; \2 - длина криволинейного участка \Т8А поверхности скольжения; Р0 — вес призмы БСУ/У.

В диссертационной работе разработана программа «СИко51о§1» для ЭВМ, реализующая предлагаемые схемы расчета. Программа решает следующие задачи:

- расчет коэффициента запаса устойчивости для откоса с известными геометрическими параметрами (высотой и углом наклона откоса) и физико-механическими свойствами пород, слагающих откос;

- выбор безопасной высоты откоса при известных угле наклона откоса, физико-механических свойствах пород и нормативном коэффициенте запаса устойчивости;

- выбор безопасного угла наклона откоса при известной высоте откоса, физико-механических свойствах пород и нормативном коэффициенте запаса устойчивости.

При использовании существующих методов расчета значения высоты и угла наклона откоса отличаются друг от друга незначительно, тогда как для определения ширины призмы обрушения не существует единого подхода, и значения этой величины, определенные разными методами могут существенно отличаться друг от друга.

Анализируя данные натурных наблюдений и методы расчета устойчивости откосов, В.Н. Попов, П.С. Шпаков и Ю.Л. Юнаков подгвердипи тот факт, что фактическая ширина призмы возможного обрушения на оползневых участках всегда больше расчетной. Следовательно, разработка метода расчета устойчивости откоса, позволяющего определить фактические значения ширины призмы возможного обрушения, является актуальной.

В предлагаемом аналитическом методе за безопасную ширину призмы возможного обрушения принимается та, которая соответствуют наиболее слабой поверхности скольжения при заданном нормативным коэффициенте запаса устойчивости откоса, определяемой путем перебора возможных поверхностей скольжения. Поверхности скольжения представляют собой комбинацию прямолинейного и криволинейного участка (УА), аппроксимированного логарифмической спиралью (рис. 4).

Основной частью поверхности скольжения является логарифмическая спираль, для которой в, е[0; 0,5л--я]. Если, в1 = 0,5л--ато /!. =Яп - конечный радиус отрезка логарифмической спирали.

о

Рис. 4. Схема расчета ширины призмы возможного обрушения

Множество рассматриваемых поверхностей скольжения задается путем изменения значения вспомогательной величины я0 от a0mm до <я0тах, которые определяются по формулам:

а ехр ((0,5я- - g)cot /л)-Н sin а______^

тш ехр ((0,5яг - a)cot ¿«Xcot // + tan а)- cos а '

д

(3)

Я sin а - Я90 ехр((0,5?г - or)cot ц) Отах шах еХр((0,5/Г - «)COt tan ОС — COSOÍ где Я - высота откоса; Я?о - глубина трещины отрыва; а - угол наклона откоса; Вотщ - максимальное значение ширины призмы возможного обрушения для данной схемы расчета.

Для каждого значения a0¡ определяют начальный R0¡, конечный Rn¡ радиусы, а также ширину призмы возможного обрушения B0¡ по формулам:

Вш = % + {Rüi ~H9Q- До; tan a)- tan /л; (4)

+ (5)

«о/

sin a cosa

(6)

ехр((0,5л- - сг)со[

Таким образом, величина В0, меняется в диапазоне от 0 до Вотах=яотах шагом, размер которого зависит от требуемой точности определения коэффициента запаса устойчивости откоса п.

С помощью программы «СИкоз1о§1» в работе были построены графики зависимости условной высоты откоса Я' от угла наклона откоса а и условной ширины призмы возможного обрушения Во' для значений коэффициентов запаса устойчивости откоса 1,0; 1,15; 1,2; 1,3; 1,5; 2,0.

На рис. 5 представлены графики для коэффициента запаса устойчивости откоса п=1. Штриховая линия - это граница перехода от одной схемы расчета к другой.

2

1"

О 5 10 15 20 26 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 80 угол наклона откоса а, градус

Рис. 5. Графики зависимости условной высоты откоса Ц' от угла наклона откоса а при п=1 ---линия перехода от расчетной схемы 1 к расчетной схеме 2

Данные графические зависимости позволяют, зная угол внутреннего трения пород, слагающих откос и угол наклона откоса определить условную высоту откоса,

И

для коэффициента запаса устойчивости «=]. Фактическое значение высоты откоса при известных сцеплении с и плотности пород р определяется по формуле:

Н - Н'~ > (?)

Р

где Н - высота откоса; И'- условная высота откоса; с - сцепление пород, слагающих откос; р - плотность пород, слагающих откос.

Графики зависимости условной высоты откоса от условной ширины призмы возможного обрушения для коэффициента запаса устойчивости откоса п=1, представленные на рис. 6, позволяют с учетом условной высоты откоса Н' и угла внутреннего трения <р определить фактическую ширину призмы возможного обрушения по следующей формуле:

50 (8)

Р

где В0 - ширина призмы возможного обрушения; В о — условная ширина призмы возможного обрушения.

Для оценки параметров опасных ситуаций при формировании вскрышных уступов, обусловленных сдвижениями горных пород, применялся вероятностный метод, который позволил оценить риск обрушений откосов и разработать инженерно-технические мероприятия по охране труда, позволяющие повысить травмобезопас-ность при формировании уступов и бортов карьеров в породах осадочной толщи железорудных карьеров КМА.

(>=35° «?=30° Ч>= 25° • »=20°

Рис. 6. Графики зависимости условной высоты откоса от условной ширины призмы возможного обрушения при «= 1

Вероятность устойчивого состояния откоса была определена с использованием графиков зависимости условной высоты откоса от условной ширины призмы возможного обрушения (см. рис.6) для различных значений у по формуле:

(В'Ю-В'М)1Г '

где Нк - начальная условная высота, соответствующая глубине вертикальной трещины отрыва; Н' - условная высота, соответствующая конечной точке графика; В'01 - условная ширина призмы возможного обрушения, соответствующая Ндц\ -условная ширина призмы возможного обрушения, соответствующая Н\. Риск обрушения откоса (в процентах) определялся по формуле: Л = 0,5 •(I-/')-100, (10)

где К - риск обрушения откоса; Р - вероятность устойчивого состояния откоса.

Риск обрушения откоса зависит от коэффициента запаса устойчивости откоса и угла внутреннего трения пород, слагающих откос. Графические зависимости представлены на рис.7.

Разработан графо-аналитический метод определения физико-механических свойств пород в массиве по результатам обрушений с использованием полученных зависимостей (см. рис. б и 7). Исходными данными являются высота откоса, угол наклона откоса до обрушения и ширина призмы произошедшего обрушения, определяемые по результатам маркшейдерско-геодезических съемок и плотность пород.

1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1.9 2 коэффициент запаса устойчивости откоса

Рис. 7. Графики зависимости риска обрушения от коэффициента запаса устойчивости откоса ----допустимый риск обрушения откоса

При известных высоте откоса Н и ширине призмы возможного обрушения Во определяется значение коэффициента к.

Зная угол наклона откоса и пользуясь графиком зависимости условной высоты откоса от угла наклона для коэффициента запаса устойчивости п=1 (см. рис. 5),зада-емся величинами /Г при различных значениях угла внутреннего трения <р.

Искомые значения условной высоты откоса и условной ширины призмы возможного обрушения определяем по формулам:

Я'=№„; (12)

В'0 = ——. (13)

к-а

По графику зависимости условной высоты откоса от условной ширины призмы возможного обрушения (см. рис. 6) определяем значение угла внутреннего трения в массиве горных пород используя вычисленные значения (Г и В'0.

Угол внзтреннего трения определяется интерполяцией между ближайшими прямыми значений углов внутреннего трения по формуле

^ф+Н^КЦН'~Н\), (14)

<Рг-<Р,

где <р\ - наименьшее значение угла внутреннего трения; <рг - наибольшее значение угла внутреннего трения; н\ - значение условной высоты откоса, соответствующее <Ри н\ - значение условной высоты откоса соответствующее <ръ Н' - значение условной высоты откоса, соответствующее искомой точке.

Используя формулу (7), находим значение сцепления в массиве горных пород.

сА (15)

Н'

Данный метод определения физико-механических свойств в массиве горных пород был апробирован при обрушениях откосов вскрышных уступов восточного борта железорудного карьера ОАО «Стойленский ГОК».

Результаты определения физико-механичеашх характеристик мело-мергельных пород, слагающих вскрышные уступы восточного борта (средние значения):

- угол внутреннего трения пород <рср= 19,5° ± 1,42°;

- сцепление пород с = 0,051 ± 0,006 МПа;

- плотность пород р = 1,98-105 кг/м3.

Проведенные расчеты физико-механических свойств в массиве горных пород откосов вскрышных уступов восточного борта карьера ОАО «Стойленский ГОК» и использование программы «01ко$^1» позволили разработать следующие инженерно-технические мероприятия:

- вскрышные уступы высотой #= 30 м рекоменду ется формировать с генеральным углом накпона равным 39° и шириной призмы возможного обрушения при расчете ширины рабочей площадки 5о=10,1 м;

- вскрышные уступы высотой 30 м можно разделить на два подуступа высотой №=15 м, при этом угол наклона откоса должен составлять 66,7°.

Внедрение данных инженерно-технических мероприятий позволит снизить риск обрушения откосов до нормативного с 25 % до 1б> % и улучшить условия труда работников железорудного карьера ОАО «Стойленский ГОК» за счет повышения травмобезопасности рабочих мест.

Экономический эффект от внедрения разработанных инженерно-технических мероприятий заключается в недопущении материальных потерь, в случае возникновения опасной ситуации, связанной с обрушениями или оползнями откосов.

Для оценки экономических потерь применялась методика, основанная на вероятностном подходе к проблеме устойчивости карьерных откосов и определения затрат на ликвидацию последствий обрушений.

Таблица 1

Определение физико-механических свойств мело-мергельных пород по результатам обрушений в карьере ОАО «Стойленский ГОК»

Объект деформации (восточный борт) Дата обрушения Высота уступа Н, м Угол на- Ширина призмы обрушения В0, м Длина Рассчитанные физико-механические свойства пород

клона откоса а, град. по фронту, м угол внутреннего трения <р, град. сцепление с, МПа

Уступ горизонт +166 м 13.10.05 28,3 53,4 15 130 19,3 0,052

Уступ горизонт +162 м 13.10.05 31,6 60,5 17 170 19,9 0,049

Уступ горизонт +150 м 03.11.05 27 55 15 60 18,5 0,056

Уступ горизонт +150 м 03.11.05 30 55 18 110 20,4 0,047

Уступ горизонт +163 м 04.07.96 20 41,5 7 40 18,1 0,050

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на базе проведенных лабораторных испытаний, натурных наблюдений и теоретических исследований усовершенствован аналитический метод расчета коэффициента запаса устойчивости откосов и разработана методика оценки риска обрушения откоса, что позволило разработать инженерно-технические мероприятия по снижению травмоопасности рабочих мест и улучшить условия труда рабочих при формировании откосов железорудных карьеров КМА.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Установлено, что обрушение горных пород является одним из основных опасных факторов при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Несчастные случаи, связанные с обрушением горных пород, составляют 5% от общего количества несчастных случаев в горнорудной и: нерудной промышленности. Уровень травматизма, связанного с обрушениями и оползнями откосов на карьерах, остается практически постоянным на протяжении более 70 лет.

2. Ei горнорудной и нерудной промышленности в период с 1996 г по 2007 г произошло 167 аварий, общее количество травмированных смертельно составляет 1077 чел. Максимальное количество несчастных случаен пришлось на 2001 г. (106 погибших), наибольшее количество аварий (22 происшествия) наблюдалось в 1998 г. Максимальная величина коэффициента частоты смертельного травматизма составила 0,084 чел/млн. м3 в 1999 г, минимальная - 0,055 чел/ млн. м3 в 2007 г.

3. Для.расчета устойчивости откосов в породах осадочной толщи железорудных карьеров КМА рекомендуется использовать геомеханическую модель сплошной среды и теорию предельного равновесия связной среды с трением.

4. Усовершенствован аналитический метод расчета коэффициента запаса устойчивости откосов по поверхности скольжения в виде отрезка логарифмической спирали.

5. Установлены графические зависимости ме:кду риском обрушения откоса и коэффициентом запаса устойчивости откоса.

6. Разработана программа для ЭВМ «Otkoslogl» для определения безопасных параметров откосов.

7. Установлены графические зависимости мехсду условной высотой откоса, его углом наклона и условной шириной призмы возможного обрушения.

' 8. Разраб4отан графо-аналитический метод для расчета физико-механических свойств в массиве осадочных пород с учетом параметров обрушения откосов.

9. Разработаны инженерно-технические мероприятия, снижающие травмо-опасность рабочих мест при формировании откосов вскрышных уступов восточного борта карьера «ОАО Стойленский ГОК» с учетом риска обрушения откосов, что позволит улучшить условия труда работников карьера и получить экономический эффект в размере 1998,7 тыс. руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

Публикации в изданиях, входящих в список ВАК:

1. Храмцов Б.А., Ростовцева A.A. Определение коэффициента запаса устойчивости откосои по круглоцилиндрической поверхности скольжения. // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. Серия «Науки о Земле». Вып. 3. - Гула, 2008, с. 155-158.

2. Сергеев C.B., Храмцов Б.А., Ростовцева A.A. и др. Определение безопасных параметров однородных откосов на карьерах КМА. // Научно-технический и производственный журнал «Маркшейдерия и недропользование» №1(39) январь-февраль 2009 г., с. 66-68.

3. Храмцов Б.А., Ростовцева A.A., Волынский С.Е. и др. Сравнение методов расчета коэффициента запаса устойчивости откосов и определения безопасной ширины призмы возможного обрушения. // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. Серия «Науки о Земле». Вып. 4. - Тула, 2009, с. 209211.

Публикации в других изданиях:

4. Ростовцева A.A. Определение коэффициента запаса устойчивости методом круглоцшшндрической поверхности скольжения. // Материалы всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Геоэкология и рациональное природопользование: от науки к практике», Белгород, 2007, с. 156-158

5. Ростовцева A.A. Графический метод определения ширины призмы возможного обрушения. // Материалы международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь в начале нового столетия», Губкин, 2007, с. 100-101.

6. Ростовцева A.A. Выбор безопасных параметров откосов на карьерах строительной индустрии. // Материалы межвузовской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые - наукам о земле», Москва, 2008, с. 329.

7. Ростовцева A.A. Расчет безопасных параметров откосов уступов карьеров. // Сборник докладов Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь в начале нового столетия», Губкин, 2008, с. 99-101.

8. Храмцов Б.А., Ростовцева A.A., Волынский Е.С. Изменение ландшафта в Белгородской области при строительстве зданий и сооружений. // Материалы международной научно-практической конференции Регион 2008: стратегия оптимального развития, Харьков, 2008, с. 313-315.

9. Ростовцева A.A., Храмцов Б.А., Волынский С.Е. и др. Инженерно-экологические проблемы недропользования при формировании откосов карьеров и отвалов в регионе КМА. И Материалы III Международной науч. конф., Белгород, 2008, с 142-144.

10. Храмцов Б.А., Ростовцева A.A., Волынский С.Е. Графический метод выбора безопасных параметров откосов. // Доклады IX Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле», 14 -17 апреля, Москва 2009 г, с. 218.

11. Храмцов Б.А., Сергеев C.B., Ростовцева A.A. и др. Аналитический метод расчета коэффициента запаса устойчивости откоса. // Материалы Десятого международного симпозиума «Вопросы осушения, геологии, горных работ, геомеханики, промышленной гидротехники, геоинформатики и экологии», 25-29 мая, Белгород 2009 г., с. 186-192.

12. Храмцов Б.А., Сергеев C.B., Ростовцева A.A. и др. Определение ширины призмы возможного обрушения откосов. // Материалы десятого международного симпозиума «Вопросы осущения, геологии, горных работ, геомеханики, промышленной гидротехники, геоинформатики и экологии», 25-29 мая, Белгород 2009 г., с. 183-185.

13. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2008615512 Otkosl. Расчет безопасных параметров откосов.

Изд. лиц. ЛР № 020300 от 12.02.97. Подписано в печаи. //, // 03; Формат бумаги 60*84 '/,4. Бумага офсотмя. « '

Усл. печ. л. . Уч.-изд. л. /( ¿> . Тираж/Ж&кз. Заказ ОД Д Тульский государственный университет 300600, г. Тула, просп. Ленина, 92 Отпечатано в Издательстве ТулГУ 300600, г. Тула, ул. Болдпна, 151

Введение

Глава 1. Состояние проблемы и задачи исследований

1.1. Анализ производственного травматизма и аварийности в горнорудной и нерудной промышленности

1.2. Состояние проблемы охраны труда при формировании откосов на железорудных карьерах и задачи исследований

Выводы

Глава 2. Обзор существующих методов определения безопасных параметров откосов

Выводы

Глава 3. Разработка аналитического метода определения безопасных параметров откосов вскрышных уступов

3.1. Выбор и обоснование геомеханической модели откосов вскрышных уступов железорудных карьеров КМА

3.2. Аналитический метод расчета с поверхностью скольжения в виде отрезка логарифмической спирали

3.3. Программа «СИкоБ^Ъ) для определения безопасных параметров откосов

3.4. Графический метод выбора безопасных параметров откосов 60 Выводы

Глава 4. Разработка инженерно-технических мероприятий по снижению травмоопасности рабочих мест при формировании откосов на железорудных карьерах

4.1. Оценка риска и снижение травмоопасности рабочих мест при формировании откосов на карьерах

4.2. Графоаналитический метод оценки физико-механических свойств массива осадочных пород, слагающих откос

4.3. Разработка инженерно-технических мероприятий по снижению травмоопасности рабочих мест при формировании откосов вскрышных уступов восточного борта карьера ОАО «Стойленский ГОК» и оценка экономического эффекта от их внедрения

Выводы

Актуальность темы.

В настоящее время железорудный бассейн Курской магнитной аномалии является основным поставщиком железной руды для металлургической промышленности Российской Федерации. На долю открытой разработки, осуществляемой Лебединским, Стойленским и Михайловским ГОКами, приходится более 60 % добываемой железной руды в России. Разработка карьеров осуществляется в сложных инженерно-геологических условиях при глубине ведения горных работ 350 м. и протяженности их фронта более 5 км.

Вскрыша железорудных месторождений КМА представлена породами осадочной толщи, средняя мощность которой составляет 180 м, где происходит до 70 % обрушений и оползней, приводящих к гибели и травмированию рабочих, выводу из строя горно-транспортного оборудования, нарушению железнодорожных путей, линий электропередач и ухудшению экологической обстановки в районе разработки.

По данным Ростехнадзора РФ при разработке месторождений полезных ископаемых за десятилетний период не произошло сколько-нибудь значительного снижения риска возникновения аварий и несчастных случаев, из которых около 20 % аварий приходится на обрушения и оползни. Это свидетельствует о наличии нерешенных проблем в области обеспечения охраны труда и промышленной безопасности при добыче полезных ископаемых. Поэтому одной из актуальных задач является разработка инженерно-технических мероприятий, позволяющих снизить риск обрушения откосов уступов и бортов карьеров за счет выбора их безопасных параметров на стадии проектирования, строительства и эксплуатации, что позволит улучшить условия труда работников карьеров и снизить травмоопасность рабочих мест.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом НИР Научно-образовательного центра по проблемам рационального ппмподопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009—2010 годы)» и Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России».

Целью работы является установление новых и уточнение существующих закономерностей сдвижения вскрышных уступов для совершенствования аналитических и графических методов расчета их устойчивости, что позволит обосновать безопасные параметры рабочих площадок и снизить уровень травматизма при открытых горных работах.

Идея работы заключается в том, что усовершенствованные аналитические и графические методы расчета устойчивости откосов, позволяющие обосновать безопасные параметры рабочих площадок вскрышных уступов, учитывают вероятность возникновения опасных ситуаций.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Расчетная схема определения безопасных параметров вскрышных уступов должна учитывать наличие комбинированной поверхности скольжения, состоящей из отрезка логарифмической спирали и прямолинейного участка и направление действия сдвигающих сил.

2. Положение поверхности скольжения в откосе и значение ширины призмы возможного обрушения зависят от точности вычисления коэффициента запаса устойчивости и определяется путем перебора возможных поверхностей скольжения.

3. Риск обрушения откоса зависит от коэффициента запаса устойчивости откоса и от физико-механических свойств пород, слагающих откос.

Новизна основных научных и практических результатов.

1. Усовершенствован существующий аналитический метод расчета коэффициента запаса устойчивости откосов, учитывающий направление действия знакопеременных сдвигающих сил по поверхности скольжения в виде отрезка логарифмической спирали.

2. Установлено, что ширина призмы возможного обрушения откоса определяется положением поверхности скольжения в откосе, которое зависит от точности вычисления коэффициента запаса устойчивости.

3. Получены графические зависимости между риском обрушения и коэффициентами запаса устойчивости откоса с учетом физико-механических свойств пород.

3. Установлены аналитические зависимости между риском обрушения и условной шириной призмы возможного обрушения откоса.

4. Установлены графические зависимости между условной высотой откоса, углом наклона откоса и условной шириной призмы возможного обрушения.

5. Разработан графо-аналитический метод для оценки физико-механических свойств в массиве горных пород.

6. Разработаны инженерно-технические мероприятия, снижающие травмоопасность рабочих мест при формировании откосов восточного борта карьера «ОАО Стойленский ГОК».

Методы исследований: аналитические, методы математической статистики и теории вероятности, математическое моделирование. Работа выполнена с использованием лабораторных методов определения физико-механических- свойств и гранулометрического состава пород осадочной толщи железорудных карьеров КМА, вероятностных методов оценки риска обрушения откосов. Проводились инструментальные наблюдения за деформациями и обрушениями откосов уступов и бортов железорудных карьеров КМА.

Фактический материал: в основу диссертации положены статистические данные о состоянии аварийности и травматизма в горнорудной и нерудной промышленности, результаты лабораторных испытаний и натурные наблюдения за деформациями и обрушениями откосов уступов карьера ОАО «Стойленский ГОК», позволившие сделать вывод о том, что массив осадочных пород железорудных карьеров КМА может рассматриваться как сплошная изотропная среда.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректной постановкой задач исследований, обоснованным использованием методов математической статистики, теории вероятности и современных достижений вычислительной техники; большим количество проведенных лабораторных исследований и натурных наблюдений; положительным решением Федерального института промышленной собственности о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Практическая значимость работы: усовершенствован аналитический и разработан графический методы расчета коэффициента запаса устойчивости и выбора безопасных параметров откоса, позволяющих снизить риск обрушения вскрышных уступов карьеров и тем самым повысить травмобезо-пасность рабочих мест. Для оценки физико-механических свойств в массиве горных пород разработан графо-аналитический метод оценки физико-механических свойств пород, слагающих откос по результатам его обрушения.

Реализация результатов исследований. Результаты данной работы могут быть использованы при проектировании, эксплуатации и реконструкции карьеров для выбора безопасных параметров уступов. Теоретические результаты включены в учебные курсы по дисциплинам «Безопасность жизнедеятельности» и «Инженерная геодинамика» для студентов, обучающихся по специальности 130302 — «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания», а также использованы при выполнении хоздоговорных НИР в Белгородском государственном университете.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на научных конференциях и семинарах: международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь в начале нового столетия» (Губкин, 2007, 2008 гг.); меж

1. 8 вузовской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые - наукам о земле» (Москва, МГГУ, 2008 г); международной научно-практической конференции «Регион 2008: стратегия оптимального развития» (Харьков, ХНУ им. В.Н. Каразина, 2008 г); международной научно-практической конференции «Геомеханика. Механика подземного строительства» (Тула, ТулГУ, 2008 г; 2009 г.); III международной научной конференции (Белгород, БелГУ, 2008); Десятом международном симпозиуме «Вопросы осушения, геологии, горных работ, геомеханики, промышленной гидротехники, геоинформатики и экологии» (Белгород, ФГУП ВИОГЕМ, 2009 г).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК. Получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Otkosl. Расчет безопасных параметров откосов» № 2008615512.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Выводы

1. Коэффициент запаса устойчивости должен определяться с учетом риска обрушения откоса. Согласно проведенным расчетом риск обрушения откосов зависит от угла внутреннего трения пород и не должен превышать 16%.

2. Разработанный графо-аналитический метод оценки физико-механических свойств позволил определить угол внутреннего трения и сцепление осадочных пород, слагающих откосы уступов восточного борта карьера ОАО «Стойленский ГОК».

3. Установлено, что нормативное значение коэффициентов запаса устойчивости для осадочных пород восточного борта карьера ОАО «Стойленский ГОК» должен быть не менее 1,21 для откосов рабочих уступов и 2,0 для нерабочих.

4. Нормативный коэффициент запаса устойчивости л=1,21 обеспечивается при следующих параметрах откосов:

- высота откоса уступа -15 м;

- угол наклона откоса уступа - 66,7°.

Ширина призмы возможного обрушения рекомендуемая для расчета ширины рабочей площадки составляет 3,3 м. В пределах ширины призмы возможного обрушения запрещается размещение горного оборудования, железнодорожных путей и линий электропередач.

5. Внедрение разработанных инженерно-технических решений при формировании вскрышных уступов восточного борта на горизонте +150 м в ме-ло-мергельных породах позволит получить годовой экономический эффект в виде недопущения материальных потерь от возможного обрушения в размере 1998,7 тыс. руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на базе проведенных лабораторных испытаний, натурных наблюдений и теоретических исследований усовершенствован аналитический метод расчета коэффициента запаса устойчивости откосов и разработана методика оценки риска обрушения откоса, что позволило разработать инженерно-технические мероприятия по снижению травмоопасности рабочих мест и улучшить условия труда рабочих при формировании откосов железорудных карьеров КМА.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Установлено, что обрушение горных пород является одним из основных опасных факторов при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Несчастные случаи, связанные с обрушением горных пород, составляют 5% от общего количества несчастных случаев в горнорудной и нерудной промышленности. Уровень травматизма, связанного с обрушениями и оползнями откосов на карьерах, остается практически постоянным на протяжении более 70 лет.

2. В горнорудной и нерудной промышленности в период с 1996 г по 2007 г произошло 167 аварий, общее количество травмированных смертельно составляет 1077 чел. Максимальное количество несчастных случаев пришлось на 2001 г. (106 погибших), наибольшее количество аварий (22 происшествия) наблюдалось в 1998 г. Максимальная величина коэффициента часо тоты смертельного травматизма составила 0,084 чел/млн. м в 1999 г, минимальная - 0,055 чел/ млн. м3 в 2007 г.

3. Для расчета устойчивости откосов в породах осадочной толщи железорудных карьеров КМА рекомендуется использовать геомеханическую модель сплошной среды и теорию предельного равновесия связной среды с трением.

4. Усовершенствован аналитический метод расчета коэффициента запаса устойчивости откосов по поверхности скольжения в виде отрезка логарифмической спирали.

5. Установлены графические зависимости между риском обрушения откоса и коэффициентом запаса устойчивости откоса.

6. Разработана программа для ЭВМ «01коз1о§1» для определения безопасных параметров откосов.

7. Установлены графические зависимости между условной высотой откоса, его углом наклона и условной шириной призмы возможного обрушения.

8. Разработан графоаналитический метод для расчета физико-механических свойств в массиве осадочных пород с учетом параметров обрушения откосов.

9. Разработаны инженерно-технические мероприятия, снижающие травмоопасность рабочих мест при формировании откосов вскрышных уступов восточного борта карьера «ОАО Стойленский ГОК» с учетом риска обрушения откосов, что позволит улучшить условия труда работников карьера и получить экономический эффект в размере 1998,7 тыс. руб.

1. Абрамов Н.Р. Руководство по охране труда. Учебно-практическое пособие для руководителей, специалистов и работников организаций. — М.: «Изд-во «Безопасность труда и жизни», 2005. — 352 с.

2. Алаторцев Е.К. К расчету устойчивости откосов // Гидротехническое строительство.- 1953.- №8. с. 25-28.

3. Арсентьев А.И., Букин И.Б., Мироненко В.А. Устойчивость бортов и осушение карьеров. М.: Недра, 1982. —156 с.

4. Арсентьев А.И. Учет уровня риска и фактора времени при расчете устойчивости борта карьера // Физические процессы горного производства.-М., 1979.- Вып. 6.- с. 29-33.

5. Бабокин И.А. Система безопасности труда на горных предприятиях.- М.: Недра, 1984.- 320 с.

6. Березанцев В.Г. Осесимметрическая задача теории предельного равновесия сыпучей среды.- М.: Гостехиздат, 1952.- 116 с.

7. Будков В.П. Ильин А.И., Медведев В.А. Построение потенциальной поверхности скольжения в изотропном откосе // Труды унлигоросушение. -1967. -Вып. 9.- с. 76-83.

8. Бызеев В.К. Обоснование параметров подработанных бортов карьеров при комбинированной разработке рудных месторождений: Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Фрунзе, 1990.-20 с.

9. Вентцель Е.С. Теория вероятностей.- М.: Наука, 1977.- 407 с.

10. Вентцель Е.С. Овчаров JI.A. Теория вероятностей и её инженерные приложения.- М.: Высшая школа, 2002.- 448 с.

11. Временные методические указания по управлению устойчивостью бортов карьеров цветной металлургии /Мин во цветной металлургии СССР, 1989.- 127 с.

12. Галустьян Э.Л. Крупномасштабные деформации бортов карьеров в сплошных породах // Горный журнал.- М.: Недра, 1990. №5.

13. Галустьян Э.Л. Обеспечение устойчивости откосов выемки склонов при производстве строительных работ // Инженерная геодезия.- BATO при АН СССР, 1976.- с. 101-108.

14. Галустьян Э.Л. Управление геомеханическими процессами на карьерах.- М.: Недра, 1980. -237 с.

15. Гальянов A.B., Гордеев В.А. Применение вероятностных методов к задачам из практики горного дела. Екатеринбург: УГТУ, 2005. -157 с.

16. Голушкевич С.С. Статика предельных состояний грунтовых масс.-М.: Изд-во технико-теоретической литературы, 1957.- с.288.

17. Гольдштейн М.Н. Проектирование противооползневых мероприятий // Вопросы геотехники.- 1971. № 18.-е. 180.

18. ГОСТ 12.0.002-80 Система стандартов безопасности труда. Термины и определения. Утвержден постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30 сентября 1980 г. № 4954 . — М.: ИПК Издательство стандартов, 1980. 5 с.

19. Демин А. М. Устойчивость открытых горных выработок и отвалов.-М.: Недра, 1973.- 232 с.

20. Демин A.M. Применение теории предельного равновесия к расчету устойчивости породных отвалов // Уголь.- 1957.- №9.- с. 21-23.

21. Демин A.M. Устойчивость откосов внешних отвалов // Вопросы открытой разработки угольных месторождений.- М.: Углтехиздат, 1957.- с. 91114.

22. Демин A.M. Устойчивость откосов на открытых разработках в связи с технологией работ: Автореф. дис. на соискание ученой степени д-ра техн. наук. -М.: ИГД им. A.A. Скочинского, 1974.- 32 с.

23. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом, утверждены постановлением Гос-гортехнадзора России от 9.09.2002. СПб.: Издательство ДЕАН, 2003. - 176 с.

24. Емельянова Е.П. Основные закономерности оползневых процессов.-М.: Недра, 1972.-310 с.

25. Звонарев Н.К. Методика обоснования величины коэффициента запаса устойчивости бортов карьеров // Труды ВНИМИ. 1972.- сб. LII.- с. 3843.

26. Зобнин В.И. О коэффициенте запаса при оценке устойчивости бортов карьеров,// Совершенствование технологии добычи и обогащения руд цветных металлов. Свердловск: Унипромедь, 1983. с. 32-36.

27. Ильин А.И., Жилка В.А. К анализу нарушений устойчивости откосов на основе их паспортизации // Вопросы маркшейдерского дела на открытых разработках.- 1971.- ч.1.- с. 52-54.

28. Ильин А.И., Малиованов В.И. Прогресс открытых горных работ и проблема устойчивости откосов на карьерах черной металлургии // Сб. Материалов совещания по вопросам изучения устойчивости откосов на карьерах.-Белгород, 1967.- с. 3-11.

29. Ильин А.И. Проблемы безопасности горных работ в глубоких карьерах // Горный вестник,- 1997, №1.

30. Ильин А.И., Гальперин A.M., Стрельцов В.И. Управление долговременной устойчивостью откосов на карьерах,- М.: Недра, 1985.-248 с.

31. Инструкция по наблюдениям за деформациями бортов откосов уступов и отвалов на карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости.- Л. ВНИМИ, 1971.- 187 с.

32. Иофин C.JI. Устойчивость бортов карьеров.- М.: Металлургиздат, 1953.- 92 с.

33. Климова Е.В., Волынский С.Е., Клавкина Ж.Н. Проблемы безопасности и экологичности при разработке карьеров // Экология: образование, наука, промышленность и здоровье: Сб. науч.тр.- Белгород, 2004.- Вып. 8, Ч. III.-С. 83-84.

34. Козлов Ю.С. Определение параметров призмы возможного обрушения в откосах уступов, бортов карьеров и отвалах // ФТПРПИ.-1972.-№ 4.-с.73-76.

35. Козлов Ю.С., Земисев В.Н. Определение положения поверхности скольжения и ширины призмы возможного обрушения в однородном откосе // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых.- 1970.-№6. -с. 97-100.

36. Магдеев У.Х. Исследование устойчивости откосов вариационным методом (пространственная задача): Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук, 1977.-12 с.

37. Маслов H.H. Механика грунтов в практике строительства (оползни и борьба с ними).- М.: Стройиздат, 1977.-320 с.

38. Мельников Н.В., Чесноков М.М. Техника безопасности на открытых горных работах. М.: «Недра», 1969, -400 с.

39. Методические указания по наблюдениям за деформациями бортов разрезов и отвалов, интерпретации их результатов и прогнозу устойчивости

40. Метод обратных расчетов при оценке устойчивости карьерных откосов. М.: МГГУ, ГИАБ. - 1997. - №1 - с. 88-92.

41. Методические указания по определению углов наклона бортов, откосов уступов и отвалов строящихся и эксплуатируемых карьеров. Л.: ВНИМИ, 1972. -164 с.

42. Мочалов A.M. Расчет устойчивости откосов плоского профиля в однородной среде // Труды ВНИМИ.-1976.-№ 100. с. 116-128.

43. Мясников A.A., Павлов А.Ф., Бонецкий В.А. Повышение эффективности и безопасности горных работ.- М.: Недра, 1979.- 215 с.

44. Негусторов В.Г. Исследование и разработка алгоритмов для ремонта устойчивости бортов и отвалов карьеров на ЭВМ,- ВИОГЕМ, 1975.- 126 с.

45. Несмеянов Б.В. Теоретические основы, методы и средства обеспечение устойчивости карьерных откосов: Дис. на соискание ученой степени д-ра техн. наук; МГГУ.- М., 2000.- 455с.

46. Низаметдинов Ф.К. Научные основы обеспечение устойчивости карьерных откосов при разработки сложно структурных месторождений: Ав-тореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Караганда, 1996.45 с.

47. Никитин С.Н. Построение ожидаемой поверхности скольжения по напряжениям в бортах карьеров // Уголь.- 1962.- №1.- с.36-38.

48. Панюков П.Н., Ржевский, В.В. Истомин В.В., Гальперин A.M. Геомеханика отвальных работ на карьерах. М.: Недра, 1972.-184 с.

49. Певзнер М.Е. Борьба с деформациями горных пород на карьерах. — М.: Недра, 1978.- 255 с.

50. Певзнер М.Е. Управление устойчивостью уступов и бортов карьеров, сложенных песчано-глинистыми породами: Автореф. дис. на соискание ученой степени д-ра техн. наук; МГИ.- М., 1973.- 34 с.

51. Половов Б.Д. Решение задач устойчивости откосов в условиях риска // Известия вузов. Горный журнал. 1981. - № 4. - с. 30 - 33.

52. Попов В.Н. Исследование устойчивости бортов карьеров в трещиноватых породах: Дис. на соискание ученой степени д-ра техн. наук; МГИ.-М., 1980.-545 с.

53. Попов В.Н., Байков Б.Н. Технология отстройки бортов карьеров. — М.: Недра, 1991.-252 с.

54. Попов В.Н., Шпаков П.С., Юнаков Ю.Л. Управление устойчивостью карьерных откосов. — М.: Издательство Московского государственного горного университета, издательство «Горная книга», 2008. 683 с.

55. Попов И.И. Научные основы методов предупреждения деформации бортов карьеров в Казахстане: Автореф. дис. на соискание ученой степени д-ра техн. наук; ЛГИ.- Л., 1972.- 52 с.

56. Попов И.И., Окатов Р.П. Борьба с оползнями на карьерах.- М.: Недра, 1980.- 239 с.

57. Попов И.И., Шпаков П.С., Поклад Г.Г. Устойчивость породных отвалов.- Алма-Ата: Наука, 1987.-224 с.

58. Попов И.И., Окатов Р.П., Низаметдинов Ф.К. Механика скальных массивов и устойчивость карьерных откосов. — Алма-Ата: Наука, 1986. — 256 с.

59. Правила обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах/ СПб., 1998.-208 с. (Минтопэнерго РФ, РАН, Гос. НИИ горн, гео-мех. и марк-шейд. дела. Межотраслевой науч. центр ВНИМИ)

60. Радионов Л.Е. Определение углов откоса рабочих уступов угольного разреза.- М.: Углетехиздат, 1956.- 40 с.

61. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ.- М.: «Недра», 1975.- 574 с.

62. Ростовцева A.A. Графический метод определения ширины призмы возможного обрушения. // Материалы международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь в начале нового столетия», Губкин, 2007, с.

63. Ростовцева A.A. Выбор безопасных параметров откосов на карьерах строительной индустрии. // Материалы межвузовской научной конференциистудентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые — наукам о земле», Москва, 2008. с. 329.

64. Ростовцева A.A. Расчет безопасных параметров откосов уступов карьеров. // С.борник докладов Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь в начале нового столетия», Губкин, 2008. с. 99 — 101.

65. Рудаков М.П., Попов И.И., Ли А.И. Предупреждение оползней на карьерах.- М.: Госгортехиздат, 1960 135 с.

66. Рыжов П.А., Борщ-Компаниец В.И. Изучение влияния трещинова-тости и физико-механических свойств массива горных пород при расчете устойчивости борта карьера.- М. 1959.- 110 с.

67. Сергеев С.В., Храмцов Б.А., Ростовцева A.A. и др. Определение безопасных параметров однородных откосов на карьерах КМА. // Научно-технический и производственный журнал «Маркшейдерия и недропользование» №1(39) январь-февраль 2009 г., с. 66-68.

68. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды.- М.: Фитматгиз, 1960.244 с.

69. Стрельцов В.И. Исследование длительной устойчивости вскрышных уступов в глинистых породах на карьерах КМА: Дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук; ВИОГЕМ. Москва - Белгород, 1978. - 168 с.

70. Теоретические основы инженерной геологии. Механико-математические основы / Под ред. акад. Е.М. Сергеева. — М.: Недра, 1986.

71. Терцаги К. Строительная механика грунтов, Пер. с нем.- М.: Гос-стройиздат, 1961.- 508 с.

72. Трудовой кодекс Российской Федерации: Федерального закона от 30 декабря 2001 г. № 197 ФЗ.

73. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике.- М.: Недра, 1987.- 221 с.

74. Фадеев А.Б., Торман Г.Р. Механика деформирования откоса // Вопросы маркшейдерского дела по открытым разработкам.- Белгород: ВИО-ГЕМ, 1971.- с. 64-69.

75. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ.

76. Фисенко Г.Л., Ревазов М.А., Галустьян Э.Л. Укрепление откосов в карьерах.- М.: Недра, 1976.-206 с.

77. Фисенко Г.Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов.- М.: Недра, 1965.-378 с.

78. Фисенко Г.Л. Устойчивость бортов угольных карьеров.- М.: Угле-техиздат, 1956.- 230 с.

79. Ростовцева A.A., Храмцов Б.А., Волынский С.Е. и др. Инженерно-экологические проблемы недропользования при формировании откосов карьеров и отвалов в регионе КМА. // Материалы III Международной науч. конф., Белгород, 2008, с 142 144.

80. Храмцов Б.А., Ростовцева A.A., Волынский С.Е. Графический метод выбора безопасных параметров откосов. // Доклады IX Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле», 14-17 апреля, Москва 2009 г, с. 218.

81. Храмцов Б.А., Климова Е.В. Аналитический расчет устойчивости откосов по поверхности скольжения в виде логарифмической спирали // Образование, наука, производство и управление в XXI веке: Сб. науч. тр. Ст. Оскол, 2004. - Том II. - С. 396-398.

82. Храмцов Б.А., Рыбка O.A. Оценка безопасных условий труда при формировании отвалов на карьерах // Образование, наука, производство и управление в XXI веке.- 2004.- Т.4. С.224-226.

83. Храмцов Б.А., Рыбка O.A., Климова Е.В. Обеспечение безопасности работ при формировании бортов карьеров // Известия вузов. Горный журнал. 2006. - №4.- С. 36-37.

84. Христов С.Г. Вероятностный подход к оценке устойчивости откосов с учетом степени риска // Рефераты докладов УП Международного конгресса по маркшейдерскому делу.- Л., 1983.- с. 138.

85. Хуан Я. X. Устойчивость земляных откосов. М.: Высшая школа, 1988.-с. 445.

86. Цытович H.A. Механика грунтов.- М.: Высшая шк., 1983. -288 с.

87. Чеботарев Г.П. Механика грунтов, основания и земляные сооружения, пер. с англ.; Под общ. ред. H.H. Маслова.- М.: Изд-во лит-ры по строит., 1968.-616 с.

88. Шпаков П.С. Маркшейдерское обоснование геомеханических моделей и разработка численно аналитических способов расчета устойчивости карьерных откосов: Автореф. дис. на соискание ученой степени д-ра техн. наук; ЛГИ.- Л., 1988,- 41 с.

89. Шпаков П.С. Метод обратных расчетов при оценке устойчивости карьерных откосов. М., МГГУ, ГИАБ. - 1997. - № 1. - с. 88-92.

90. Шпаков П.С., Окатов Р.П., Шабурников A.B. Аналитический метод решения задачи устойчивости откосов в карьерах // Технология разработки месторождений полезных ископаемых,- 1974.- Вып. 2. с. 29-35.

91. Шпаков П.С., Поклад Г.Г., Омаров С.Т. Необходимый коэффициент запаса устойчивости откосов, зависимость параметров предельных откосов от уровня риска. М., МГГУ, ГИАБ. - 2002. - № 4. - с. 35 - 38.

92. Шпаков П.С., Поклад Г.Г., Омаров С.Т. Вероятностный способ решения задач устойчивости карьерных откосов // Изв. Вузов. Горный журнал. -1991.-№6.-с. 45-52.

93. Шпаков П.С., Темирханов К.К., Ожигин С.К., Ожигина С.Б. Автоматизация методов расчета устойчивости карьерных откосов // Маркшейдерия и недропользование. — 2006. № 1 — с. 47 — 50.

94. Шпаков П.С., Шпакова А.П., Долгоносов В.Н. Пакет прикладных программ по расчету устойчивости откосов на карьерах. — М.: МГГУ, ГИАБ. -2003.-№8-с. 56-59.

95. Francaie C. Recherches sur la poussee des terres, sur la forme et dimensions des revetemens et sur le talus d'excavation.- Men. offîcegenie, 1820.

96. Kegel K. Bergmanische Gebirgsmechanik in Abbau bei Festem und bei losen Gebirge. Halle, 1950, s. 358.

97. Moler. Enddrucktabelles, Leipzig, 1922.

98. Petterson. The Early History of Circulaz Sliding Surfaces. Geotechnique, №5, 1955.

99. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2008615512 Otkosl. расчет безопасных параметров откосов