автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Разработка методов прогноза и оперативного контроля геомеханических процессов в намывных массивах с применением компьютерных технологий

На правах^у^пи^д ЩЕКИНА Марина Владимировна 2 5 ГРН РППП

УДК 622.274:550.343.6:681.3

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПРОГНОЗА И ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В НАМЫВНЫХ МАССИВАХ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность 05.15.11 — «Физические процессы горного производства»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Моекпа 2000

Работа выполнена в Московском государственном горном университете.

Научный руководитель

Заслуженный деятель науки РФ, докг. техн. наук, проф. ГАЛЬПЕРИН А. М.

Официальные оппоненты: докт. техн. наук, проф. БАКЛАШОВ И. В., канд. техн. наук, ст. и. с. ДЕРГИЛЕВ М. А.

Ведущая организация — Всероссийский научно-исследовательский институт по осушению месторождении полезных ископаемых, геологин, маркшейдерскому делу и специальным горным работам (ВИОГЕМ).

Защита диссертации состоится « » . 2000 г.

в часов на заседании диссертационного совета К-053.12.05 в Московском государственном горном университете по адресу: 117935, Москва, Ленинский пр., 6. Факс 237-64-88.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « » . . 2000 I.

Ученый секретарь диссертационного совета

докт. техн. наук, проф. КРЮКОВ Г. М.

И№.8-Чс11В>0 ИЧ19-ЧС 116,0

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Гидроотоалы и хвостожраиилища - ответственные намывные горнотехнические сооружения попышенгюй промышленной и экологической опасности. Ежегодно по стране в них укладывается около 200 млн.м3 вскрышных пород и отходов рудообо--гащения при занимаемых площадях нэ менее 4 га на 1 млн.м3. Создашься при открытых разработках откосы подвержены различного рода деформациям, которые приводят к аварийным ситуациям. Существующие методы получения информации о состоянии внутренних зон гидроотвалов и хйостохранилищ отличаются большим объемом попзпых и «дородных работ. Причем камеральная обработка информации нэ позволяет корректировать объемы и направления полевых рзбот о процессе исследований. Поэтому разргботка методов прогноза и оперативного контроля геомеханических процессов а намывных массивах с применением компьютерных технологий является актуальной научной задачей, тах как позволяет значительно сократить объемы дорогостоящих голевых работ и принимать оперативные решения на основании полученных данных непосредственно в процессе полевых работ,

Следует, также отметить, что необходимость пропадания работ указанного направления вытекает из Федеральных Законов «О безопасности гидротехнических сооружений» (№117) и «О промышленной беэояасности опасных производственных объектов» (№116-ФЗ), введенных в действие в 1997 г.

Целью работы является разработка методов прогноза и оперативного контроля геомеханических процессов 9 намывных массивах с применением компьютерных технологий, обеспечивающих безаварийную эксплуатацию, консервацию и рекультивацию намывных горнотехнических объектов. *

-Идея работы состоит в оценке состояния гидроотвапоа и хвостохранилтц на всех этапах их формирования для разработки методов прогноза и оперативного контроля геомеханических процессов в намывных массивах.

Основные научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна: 1. При расчетах устойчивости откосных сооружений гидроотвглов и хвостохранилищ в случав'наличия некомпенсированного оползневого давления при заданных контурах дамбы следует корректировать их конфигурацию путем формирования пригрузочных г.ризм,

/ '

интерактивно варьируя новые контуры до достижения нормативного коэффициента запаса устойчивости дамбы.

2. При форсировании консолидации слоев тонкодисперсных намывных грунтов с помощью пористого штампа начальная степень уплотнения на подвергающейся вытеснению филирующим материалом части рассматриваемого слоя должна приниматься разной степени уплотнения всего этого слоя под действием собственной кассы слагающих его фунтов. Общую степень уплотнения слоя с уче том влияния дренажных элементов следует определять методом суперпозиции,

3. Контроль устойч'/зости обзоднепных сткосоэ дамб следует осуществлять с помощью сисемы датчиков перового давления (пьезодинамометров), показания которых приводятся к слабейшиу позерхмостям скольжении для различных этапов формирования гидросооружения.

4. При эондирозании намывных массивов комбинированными струнными зондами МГГУ-ДИГЗС с нсполизовгни'зм лорТаГлвных компьютеров с аналого-цифровыми преобразовал ш! программа должна обс-спечлзать оперативный аывод на экран и принтер информации о сопротивлении гинетрации, порогом делении и сопротивлении грунтов вращательному срезу по глубине.

Обоснованность и достоверность научных пояснений, выводов и рекомендаций работь! подтверждаются: использованием методов нелинейной фильтрационной консолидации, предельного напрятанного состояния слабых оснований и предельною равновесия сыпучих сред для сцеыш устойчивости откосных сооружений, расчета во времени осадок и несущей способности намывных массивов; инструментальными наблюдениями за осадками намывных мгссизсз и кох'бинироаамьш зондированием, что обеспечивает представительность полученных результатов; сходимостью расчетных значений несущей способности намырных оснований и фактической проходимостью гусеничиогс и колесного оборудования на различных участках намывной территории гидроотвалов КМД (расхождения до

10%); сходимостью прогнозных п фактических осадок различных зон намывного массива в

.11

период его "отдыха* (с учетом коэффициента бокооого рзелора техногенных грунтов расхождения не прэвышают 5 %).

Значение работы. Научное значэииа диссертационной работы определяется следующим: обеспечением возможности установления контуров устойчивости откосных сооружений на основе автоматизированного учета компенсированного оползневого давления; разработкой нового расчетного приема при определении степени уплотнения нгмыэного массива при воздействии на него пористого штампа (намывных дренажных элементов);-осуществлением контроля устойчивости обводненных откосов с помошью системы датчиков перового давления; оценкой дренирующего эффекта системы намывных фильтрующих элементов во внутренних зонах гидрсотвалов КМА в виде зависимостей объемов отжимаемой воды от мощности зоны и скорости намыва.

Практическое значение работы заключается в применении компьютерных технологий при натурных исследованиях для оперативкой оценки механических сзойств намывных грунтов, допустимых нагрузок на них, прогнозных расчетов уплотнения намывных массивов и устойчивости откосных сооружений.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанная методика прогноза и оперативного' контроля гзомеханических процессов в намывных массивах использована ПК "Гидромехпроект" при составлении проекта консервации гидроотвала "Березовый Лог" и АО.'КМАгидромеханизация" при эксплуатации гидроотвала "Балка Суры".

Апробация работы. Работа.докладывалась на научных семинарах кафедры, симпозиуме «Неделя Горняк'а-98», научном семинаре «Вторые Ершовские чтения» (1999 г.), а также на техсоветах треста «Энергогидромеханизация» (1999 г.) и АО «КМАГидромеханизация» (1999 г.).

. Публикации. По темэ диссертации опубликованы 3 работы.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения, списка использсванных источников из 102 наименований, содержит 40 рисунков, 14 таблиц.

Автор, выражает глубокую признательность своему руководителю проф.Гальлерину A.M., доц.Кириченко Ю.В., ст.н.с.Зую В.Н., а также коллективу кафедры геологии за помощь, ценные советы и внимание к работе.

ОснсЕ.'юа содержание работы

Глава 1. Анализ методов прогноза состояния намысных массивов в горьотехикческой практике

При эксплуатации намывных горнотехнических сооружений (гмдроотвалов и хеосто-хранилищ) большое »¡аченке приобретают вопросы, связанный с геомеханическима процессами, коюрые со многом определяют экемтхекую безопасность намыэного сооружения, его вместимость и налрадонм дальнейшего использования.

Сложенные тонюдиспореншмн грунтами гидроотвалы и хвостохранилища посла их заполнения! ебяядаот малой степенью уплотнения и пикой кесуирй способностью. Требуете« значигельнш продол/,¡игелыюсть периода 'отдыха" для достижения потребной (Нормандией) «есуш,е'и способности намывных ссноопний, что связано с процессами фильтрационной консолидации зодонасыще-нных грунтов.

Прогноз оценки ео времэни уг.-'ютненил (хэксояздэции) намывных массивов приобретает особенно большее значение при эксплуатации, консервации и рекультивации гидроот-салов и хвостохранилищ т.к. ядерные (внутренние) зоны остаются с течение длительного времени недоступными даже для те-:ни<и и болотоходном иши-нении.

Вопросами уплотнения слоя грунтов переменной мощности (мощность постепенно возрооггет от нуля до некоторой заданной величины) занимались рТибсод В.А.Флорин и М.З Малышев. Особенностью этих идач яалязтея рост в процессе консолидации не только нагрузки, но и увеличение длимы пути фильтрации воды в слое.

МВ.МалышеЕыы получены решения задач уплотнения слоя переменной мощности, как при полном, тех и при неполном вздоигсыщении грунта. На основе этих реше^тй определялось давление и породой воде для периода намыва при расположении слоя на содо-упоре или дрена::<е.

Так как намывные грунты гидроотвелоа и'хоостохраншющ являются многофазными, т.е. включают минеральный скелет, перовые воды, газы и органические компоненты, то процессы деформирования определяются физико-механичоскими свойствами отдельных фаз и характером их взаимодействия. В случае мноюфазных глинистых грунтов интенсивность изменения соотношения фаз в единице объема зависят от геометрических размеров

к

деформируемой области. Виды уравнений состояния определяются для каждой фазы отдельно (а условиях их не взаимодействия).

Соотношения, получакныв М.В.Маг!ышеву.м, кспог.ьзоззны А.М.Гальпериным о качества исходных при определении степени уплотнения U слоя переменной мощности, а также порового давлением степени уплотнения в период уплотнения сформировавшегося кзмыв-ного слоя под действием с-обстзенного seca слагающих его пород Для определения перового давления и степени уплотнения слоя под действием постепенно возрастающей или постоянной внешней нагрузки предложены зависимости, используемые также для прогноза уплотнения оснований сухих отзглоз.

На оскоое существующих и полученных в МГГУ решен', й задач уплотнения намь'вных слоев разработаны схемы уплотнения массигов падроотвалов.

Решения одномерных з?д:н фильтрационной консолидации можно использовать с учетом значительных размеров гидроотвалов в плана дг,я определения давлений в лоровой воде и осадки породных спозь. Рассмотрим случаи уплотнения споя пород:

1) переменной мощности, возрастающей ао времени (случай намыва);

2) после окончания нгмыва год ооздействием собственной массы слагающего его грунта ('отдых" слоя);

3) под действием постепенно возрастающей нагрузки (случай нгмыва вышележащих

слоев);

Ah(t) 1 h-z = г' 'fh(t)

Рис.1. Расчетные схемы уплотнения слоя переменной мощности на водоупоре (а) и

на дренаже (б)

4) после окончания намыва вышележащих слоев под действием их массы.

Рассмотрены и проанализированы известные методы расчета устойчивости откосных сооружений, включающие определение сдвигающих и удерживающих сил и напряжений, на основе сравнения которых устанавливается коэффициент запаса устойчивости откоса, при определении которою учитывается норовое давление в глинистых грунтах основания и тела земляных плотин, а также сейсмически нагрузки, которые рассматриваются как дополнительные сдвигающие нагрузки к статическим.

Методы расчета устойчивости дамб гидрос талое при незавершенной консолидации тонходислерсных грунтов разделяются на две группы по принципу применения исходных прочностных характеристик:

- испольэующле показатели сопротивления сдвигу консолидированных грунтов при дополнительном учете порового давления (В.А.Олорин, ААНичипороэич, А.Бишоп, Н.Янбу, Е.Спенсер):

- непосредстаеш.о использующие результаты испытаний грунтов при незавершенной консолидации (А.Скемлтсн, Г.Л Фисенко).

Несущая способность намывных грунтов определяется факторами не только естественного (грануломефичс-сгий состав, плотность, влажность, параметры сопротивления сдвигу и т.п.), но и искусственного характера (мощность намывных грунтов, темп намыаа, время "отдыха" и т.п.).

Определение нес/щей способности основания на любой момент времени производится по формуле Прандтля-Рейснера, предстаапекнсй в виде

ЛТ № ~ [(а + «-'¿'«•'Х1 + - I - бш (?)]/(! - мпр), (1 )

где а - ¡1 /с (<? - предварительная нагрузка), с использованием зависимостей 0-/(11) и (р-£(и), имеющих вид

<р(и)= <рз*№ (2)

С<и1=Сз+Ш

где у» и Сз- соответственно значения угла внутреннего трения и сцепления, определенные з процессе стабилометричесхих «епытаний образцов в условиях закрытой системы (недренированно-неконсопидированные испытания);

£

К) и К} - коэффициенты, равные разности значений <р и С, полученных для консолидированных и неконсолидированных грунтов;

Ц - степень уплотнения слоя, определяэмая как отношение площадей опюр эффективных (действующих в скелете грунта) напряжений к площади эпюры напряжений при стабилизированном состоянии.

Значения <р' и С'для полностью консолидированных грунтов определяются с учетом измеренного избыточного порсвого давления по данным комплексного зондирования путем перестройки графиков сопротивления сдвигу в э&фектианых напряжениях.

Глгса 2. Оперативная обработка данных дли определения механичесих характеристик намывных массивов

В качестве основных объектов исследований были выбрзны гидроотвал «Лог Шама-ровский» и дамба пруда-зккумулятора на р.'Рясиик Михайлогсхого ГОКа, гидроотвалы «Березовый Лог» и «Балка р.Суры» Лебединского ГОКа и хвостохранипище Вяземского ГОКа.

Исследования на гидроотаалах глинистых и смешанных грунтоз направлены на изучение пространственной изменчивости сзойств и состояния намывных масс различного «возраста», формирующихся при гидравлической разработка вскрышных пород. В лабораторных условиях определяются следующие характеристики намывных масс и грунтов оснований гидроотвалов; показатели компрессии; показатели водно-физических свойств; сопротивление сдвигу; гранулометрический состав; минеральный состав и микростроение. В натурных условиях определяются основные параметры техногенного массива: уровень воды в гидроотвале (по профилю) в различные сезоны; сопротивление сдвигу намывных отложений и грунтов основания гидроотвала с помощью крыльчатого зонда; пороеое давление в различных точках намывного мас£иаа и на разной глубине (при зондировании и по стационарным датчикам); осадки намывного массива (с помощью геодезических измерений по основным и вспомогательным профилям); литологический состаа намывного массива (при бурении инженерно-геологических и наблюдательных скважин и отборе образцов проб для лзбо-раторных исследований, а также по данным зондирования).

Система натурных измерений состоит из технических средств и программного обеспечения.

Технические средства включают в себя: зонд трехструнный (разработка МГГУ-ДИГЗС); компьютер портативный; устройство сопряжения (УСП) зонда с компьютером (разработка ДИГЭС, модернизация МГГУ):

- блок питания УСП (аккумулятор 12 8); PCCard DAQ-700 фирмы National Instrument (многоканальный анапого-цифровой преобразователь); соединительные кабели; датчики-пьезодинамометры.

Устройстро для комплексного зондирования служит для получения комплекса информации о состоянии и свойствах слабых грунтов путем непрерывного или дискретного зондирования техногенного массива.

При исследованиях массива гидроотвалов КМА использовалась переносная зондиро-сочная устдаозка,«конструкции Ю.И.Кутепова, которая имеет ряд преимуществ; переноска оборудований и проведение экспериментов осуществляются бригадой из 3 человек, диаметр рабочих штанг, сосгсвпягаций 3,4 см., практически не влияет на результаты эксперимента, т к. диаметр зонда составляет 7,5 см. Установка общим весом около 250 кг состоит из модулей, каждый из которых может транспортироваться к точкам зондирования с минимальной несущей способностью (Рда,> 0,013 - 0,015 МПа). Для сравнения, техника в болотоходном исполнении имеет удельные нагрузки на грунт от 0,018 МПа до 0,023 МПа. Зондирозочная устанома полностью обеспечивает предусмотренные стандарты скорости подачи и вращения пенетрометра (2 см/с и 0,5 град/с). Она имеет ручной привод устройств задавлизания и вращения зонда на намывных грунтах мощностью до 50 м.

Зондировочноз устройство предназначено для определения физико-механических свойств слабых грунгез и обеспечивает отбор информации непосредственно на измерительном горизонте, что позволяя повысить точность измерения комплекса параметров свойств грунта на 10-15%.

Устройство сопряжения (УСП) предназначено для ввода в ЭВМ измерительной информации пенетрометра, характеризующей состояние и свойства грунта в условиях естественного залегания, а также техногенных отложений. Измерительная информация поступает

j»

от струнного измерительного преобразователя (СИП) и содержит данные об усилии осевого задввпизания, крутящем моменте при вращательном срезе и поровом давлении.

УСП выполняет следующие функции:

- принимает по последовательной связи сигнал запуска с компьютера;

- обеспечивает одновременное возбуждение сигнала трех струнных измерительных преобразователей;

- обеспечивает одновременное измерение периода сигнала трех СИП и передает в компьютер код, сооштствующий периодам сигнала СИП.

Все указанные действия УСП производит под управлением программы, расположенной в памяти компьютера.

МРгмоэа

Программное обеспечение геомеханических процессов разрабатывалось ст.н.с. кафедры геологии Зуем В.Н. Участие автора заключалось в доводке программ и привязке их к решению конкретных гидрогесыеханических задач оценки устойчивости обводненных откосов, уплотнения и несущей способности намывных массивов, а также совершенствовании программного обеспечения комплексного зондирования с применением зсндоа МГГУ-ДИГЭС и интерпретации полученных результатов.

Программа контроля устойчивости откосных сооружений предназначена для расчета коэффициента запаса устойчивости дакб в зависимости от положения депрессионной кривой, задаваемой показаниями прибора ПЦП (псриодомер цифровой портативный), измеряющего периоды колебаний струнных датчиков, заложенных в тело уступов (плотин).

Для начала работы в программе вводится название уступа, который разбивается на п-ное количество отсеков, в пределах которых породный массив имеет одинаковые свойства. Для элемента вводится Х-координата и количество породных слоев, а для каждого породного слоя изменение У-косрдинаты и номера горных' пород и их параметры: плотность (т/м3), сцепление (т/мг), угол внутреннего трения (град). Если есть данные депрессионной кривой и кривой ослабления, то вводим их также. Для ввода требуются паспортные данные датчиков, заложенных в массив. После ввода измеренных величин периодов колебаний струнных датчиков производится расчет положения депрессионной кривой, расчет серии различных линий скольжения коэффициента запаса устойчивости и автоматический выбор линии скольжения с наименьшим коэффициентом запаса устойчивости. В программе используются два метода расчета коэффициента устойчивости: алгебраического суммирования и многоугольника сил.

Программа уплотнения намывных массивов предназначает для расчета степени уплотнения и осадок техногенных отложений, в которой рассматриваются все перечислзнные выше случаи уплотнения грунтов.

Для работы в этой программе необходимо ввести данные лабораторных исследований пород: плотность грунта у, начальный коэффициент консолидации Cv°, показатель консолидации Л, угол внутреннего трен;:я неконсолидированный рь, начальный коэффициент пористость и зависимость его от уплотняющей нагрузки (компрессионная кривая), коэффициент Д учитывающий боковой распор и коэффициенты, учитывающие сцепление и угол внутреннего трения. Все эти показатели уточняются зондированием на первой стадии ис: следований.

Пьезометрический уровень воды и предварительная уплотняющая нагрузка определяются в натурных условиях.

Скорость юмыва слоя, год начала м время намыва вводятся по фактической производственной документации.

В результате на экран выводятся исходные данные, график Pu~f(tи) и расчетные параметры: поровое давление Ри, нагрузкг от лодушки из дренирующею материала q, коэффициент уплотнений С,, коэффициент ¡л, степень уплотнении U и осадка слоя S(t).

Зондированием гидроотвала 'Лог Шамарозский" в 1995-1999 гг. установлено избыточное порсвсе давление в ряде скважин, расположенных на периферийных (по отношению к головной дамбе) участках гидроствала.

Мощность намывного массива h определяется с учетом изменчивости всех трех измеряемых параметров (qCp, т, Ри) и оказывает существенное влияние на степень уплотнения, осадки и несущую способность намывных отложений по зонам.

С учетом полученных при зондировании намывных массивов «Лога Шамаровский>> (рис.2) и «Березового Логз» величин порезого давления, степени уплотнения и фактических данных о мощности и скорости формирования гидроотвалов произведены обратные расчеты коэффициента консолидации С,, выполненные на IBM PC. Исходные данные и результа-

л

ты обратных расчетов С, намывных масс в виде функции С, = 1 (U, К, А) представлены в табл.1. В таблице приняты следующие обозначения: ho - мощ-ность намывного грунта; to-

rn

Скезжина Ь1С'а

и, т

Датчик Ч 130 йэ-гь 21-0/-Э:! и = о.-«и

Рис. 2. Колонка зондирования намывного массива пдроотвала «Лог Шочарсзский».

Рис. 3. Схема к расчету уплотнения и осадок намывных тонкодисперсных грунтов с учетом влияния дренажных элементов. 1 - дренажная подушка; 2 - дренажная призма; 3 - намывной массив; 4 - ложе намывного сооружения. ^

время .отдыха"; V - степень уплотнения; - скорость намыча; С» - коэффициент консолидации. Значения (^определялись через показатели К = к л = Ьу .

АН'

С учетом развивающегося подтопления гидроотвала «Лог Шамаровский» вследствие наращивания хвостохранилища и отсутствия эффективных мер по дренажу намывного массива выявлено изменение пространственного положения инженерно-геологических участков и снижени степени уплотнения намывного массиза по сравнению с периодом крупномасштабных полевых работ 1997 г.

На основании обратных расчетов устанавливаются зависимости коэффициента консолидации С, ( м2/ сут) от уплотняющей нагрузки q (кг/смг) вида С* = С,0 ■ ехр-(Ац) для различных зон:

- промежуточной С, = 0,05 ■ ехр(-0,06ц);

Таблица 1

Обратные расчеты коэффициента консолидации намывных масс

Зона № Но (о К А - и V« С» '

скв м лет сут/м2 м2/сут м/сут М2/СУТ

Пляжно- 9 16.0 2.0 7.036 0.075 0.887 0.0047 0.132

промежуточная

Промежуточная 10 13,8 2.0 9.458 0.065 0.67 0.0047 0.048

(1996 г.) 20 8.0 2.5 35.180 0.038 0.93 0.0047 0.049

24 7.0 3.0 55.139 0.033 0.98 0.0047 0.050

Промежуточно- 11 13.6 2.5 12.173 0.064 0.61 0.0047 0.035

прудковая 12 12.5 2.5 14.410 0.059 0.63 0.0047 0.036

26 4.5 3.0 133.422 0.02) 100 0.0047 0.037

Прудковая 13 10.5 2.5 20.422 0.049 0.66 0.0047 0.023

14 10.0 2.5 22.515 0.047 0.69 0.0047 0.023

22 5.5 2.5 89.316 0.026 0.97 0.0047 0.024

Промежуточная 10а 13.6 5.5 9.458 0.065 0.44 0.0047 0.048

(1999 г.)

- промежуточно-прудковей С, = 0,038 ■ ехр(-0,0Щ;

- прудковой С» = 0,025 ■ ехр(-0,1^).

Эти данные необходимы при прогнозировании продолжительности "отдыха" намывных тонкодисперсных грунтов для оценки возможности дальнейшего использования территорий г дроотвалов.

Гласа 3. Прогноз уплотнения намывных массивов при различных услопиях дренирования 3.1.Уплотнение намывного массива при отсутствии дренажных элементов По разроботанным на кафедре геологии МГГУ программам (2.2) выполнены прогнозные расчеты степени уплотнения и, несущей способности Рам , текущих 8(1) и остаточных Воет осадок и продолжительность периода Ь до достижения нормативной несущей способности Рооп намывного основания. В таблице 2 лризедены прогнозные расчеты уплотнения и несущей способности слабейшей прудкоаой зоны гидроотгала "Лог Шамаровский" под соб-ствэнным весом («пассзный» отдых) для участка с мощностью намывного слоя 13,5 м.

Остаточная осадка намывного слоя на любой момент времени после окончания на-мыза определяется в виде:

Таблица 2

Прогнозные расчеты уплотнения и несущей способности под собственным весом

Год Степень уплотнения U Остаточная осадка (м) Допустимая нагрузка на массиз Рлол (Мла-ю-1)

1394 0,151 1,8193 0,8530

. 1999 0,484 1,1054 1,1480

2000 0,534 0,9984 1,1975

• 2004 0,690 0,6642 ■1,3619

2010 0,832 0,3603 1,5254

2020 0,939 0,1300 1,6591

2030 . 0,978 0,0469 1,7095

2040 0,992 0,0169 1,7230

2044 0,955 0,0113 1,7315

Sacra -Sao- S(tc),

где = зо 0,5 q - максимальная (стабилизированная) осадка, м (при L/-1); ао = а/(1+£о) - коэффициент относительной сжимаемости, см2/кг; МПа'; в = Ае/АР- коэффициент сжимаемости при компрессии; As- изменение коэффициента пористости при диапазоне уплотняющей нагрузки АР; со - начальный коэффициент пористости; q - уплотняющая нагрузка от собственного веса намывного грунта (qcp = 0,5yh). Фактическая стабилизированная осадка SJ определяется с учетом поправки ß в виде SJ= S„ ■ ß, где ß - коэффициент, определяемый через коэффициент бокового давления грунта Я (0,6 -1,0); S(t0)= U S, где U

- степень уплотнения мамывгого массива ( с учетом размещения слоя на водоулоре или дренаже).

Также производились прогнозные расчеты уплотнения несущей способности намывных грунтов лрудковой зоны гидроотвала «Лог Шамаровский» под нагрузкой из намывных хиосгов обогащения. В этом случае уплотняющая нагрузка д = 0,4 кг/см2, что соответствует слою дренирующею материала из хвостов мощностью 2 м.

В таблице? 3 приведены прогнозные расчеты уплотнения и несущей способности слабейшей Прудковой зоны гидроотвала "Лог Шамаровский" под внешней нагрузкой («активный отдых») для участка с мощностью намывного слоя 13,5 м.

Таблица 3

Прогнозные расчеты уплотнения и несущей способности под внешней нагрузкой

Гсп, Степень уплотнения U Остаточная осадка (м) Допустимая нагрузкз на массив Рд«, (Мла-101)

1995 0,247 1,7255 1,3415

1999 0,515 1,1281 1,6633

2000 0,565 0,9957 1,7295

2004 0,719 0,6436 1,9466

2010 0,855 0,3320 2,1560

2020 0,954 0,1062 2,3193

2030 0,587 0,0294 2,3771

2040 0,997 0,0073 2,3940

2044 0,992 0,0047 2,3960

Прогнозные расчеты показали, что нормативная несущая способность (Рдал = 1,5 кг/см2) достигается в 2 и более раза быстрее в зависимости от мощности дренажной подушки.

3.2. Рвсчеты уплотнения массивов с учетом дренажных элементов

Расчеты уплотнения выполнены для намывных массивов гидроотвала "Березовый Лог". Целью расчетов является установление влияния геометрических параметров дренажных элементов на развитие осадок, отжатие воды из пор (на площади 100 га) и несущую способность намывных массивов от 25 до 100 м.

Расчетная схема дана на рис.3. Степени уплотнения и осадки намывного массива под дренажными элементами - призмами и подушками - определяются по принципу суперпозиции из решений задач уплотнения.

Из результатов расчетов следует, что создание системы дренажных элементоо а толщах техногенных отложений хвостохранилищ и гидроотва-лов обеспечивает существенное увеличение степени уплотнения и соответственно ускорение водооборота за счет интенсификации отл атия лоро-вой воды, а также возможность последующего использования намывных территорий практически сразу после их заполнения (при Рда=1,5 - 2 кг/см2).

Гласа 4. Прогнозные рас" лы и контроль устойчивости откосных сооружений При проектировании и эксплуатации ответственных откосных сооружений глааным требованием к ним язляется их долгоаременпзя устойчивость.

Расчет коэффициента ?зпзса устойчивости производился по программе, описанной в глазе 2, методами алгебраического суммирования сип по поверхности скольжения и многоугольника сил.

Рассмотрим расчет устойчивости откосных сооружений на примере Эяземского ГОКа. Исходными данными для расчетов устойчивости дамб хвостохранилищ Вяземского ГОКа являются профили откосов.

Величина коэффициента устойчивости зависит от следующих факторов: степени достоверности исходных физико-механических свойств и изменения их во времени; степени геологической и гидрогеологической разведанности; времени существования откосов; погрешности методов расчета; влияния динамических нагрузок.

С использованием разработанной программы определена конструкция дамбы Вяземского ГОКа (рис.4) и получена зависимость коэффициента запаса устойчивости от ширины бермы: т)=0,0045ВоН20, где Во - ширина бермы.

Программа использовалась таюкз для определения величины пригругки борта карьера Гейзельталь (ФРГ), на котором происходили оползневые деформации по фиксированной поверхности ослабления со скоростью смещения до 30 см в сутки.

На кафедре геологии МГГУ с участием азтора разработана система геомеханического контроля намывных массивов, предусматривающая:

- зондирование намывных массивов комбинированными зондами МГГУ-ДИГЭС с применением модифицированной мобильной зондировочной установки ВНИМИ;

В я з ь м а

"Атрлк 7&р>>С Т»* М пирол (ПЛСТнОС Гь. иГО/1 + Тр»НИЙ, СЦ»ПЛ«-ИШ-'/.

«У Рис. 4. Моделирование конструкции дамбы Вяземского ГОКа.

- захладха датчиков поросого давления по вероятным кривым скольжения ч теле упорной дамбы и приотгеснзй зоне с оборудованием наблюдательных станций;

- ма-емныэ инструментальные наблюдения за ссядкачи намывного vaccina и деформациями откоссз;

- лабораторные исследования намывных груниоз основание гидрсотвзла и его откосных гооружний;

- оборудование гияронаблодагепьиых сква*ин чэ кизовог: откосе упертой призмы гидроотааяя.

Значительный опыт контроля состояния откосных сооружен1.й гидроотралов накоплен ВНИМИ и ВИОГЕМ - в области маркшейдерского контроля за состояньем бортов кчрьерсв, откосов отвалов и откосны;: сооружений намывных массивоз, лабораторных испытаний грунтов, однако исследования состояния чнутренних зон намывных массивов производятся в недостаточной степени.

В сспзи с этим кафедрой геологии МГГУ разработан технологический регламент по организации систеуы автоматического контроля устойчивости ограждающих дамб, уплот-няемости и несущей способности нзмывных массивов хгостохранилищ и гидроотвалоь с па.ов|ьх» стационарных наблюдательных станций и комплексного зондирования.

Наблюдательные станции представляют собой систему датчикез-пьгзодичамометроз, заложенных по вероятной кривей скольжения г, теле ограждающей д:мбы по расчетным профилям. Посге установки датчиков и снятия первой серии показателей (в раздельно-зернистых породах это пьезометрический уровень, а в связных - общее лоровоэ даплеш'э) произеодшея рзечет устойчивости с исгользованием натурных данных нз ЭВМ по программа, рассмотренной в главе 2 Определение текущего коэффициента 11 производится непосредственно на наблюдательном посту {при использовании Note-Book и УСП) или в случае, когда измерение частот колебаний струн производится с покощыо пе-риодомера цифрового портативного, данные вводятся в программу в табличной форме и сразу же происходит вычисление значений коэффициента запаса устойчивости на стационарной ЭВМ. На рис.5 дана схема оперативного контроля устойчивости ограждающей дамбы гидроотвала ЛГОКа «Балка Суры». Аналогичная схема контроля разработана для условий плотины пруда-аккумулятора на р.Рясник МГОКа

Рис. 5. Схема оперативного контроля устойчивости ограждающей дамбы гидроотвала «Балка Суры» ЛГОКа: 1 - дамба; 2 - намывной массив; 3 - зеркало воды; 4 - основание гидроогвала; 5 - кризая скольжения; б - депрессионная кривая; 7 - датчики-пьезодинамо,метры

Заключение

В диссертационной работе дано решение актуальней научной задачи разработки методов прогноза и оперативного контроля геотханических процессов в нзмывных массивах с применением компьютерных технологий для обеспечения безаварийной эксплуатации, кон-серсации и рекультивации намывных горнотехнических объектов.

Сснозныо нзучные результаты выполненных исследований заключаются з следующем:

• 1. Ррзработанз программа расчетов устойчивости откосных сооружений гидроотвалсв и хвостохранипмц, обкепечиоаищая автоматизированный езод положения дег.рессиснной кризой и кривой скольжений с применением г/зтодез алгебраического суммирования сил (как оснсзного) ч многоугольника сил (в качестве проверочного) с выводом данных о физи-ко-механичоских свойствах пород тела и основания дамбы, расчетного профиля и результатов расчетов на экран.

Произоедзн выбор оптимальной конструкции дамбы на основе расчете® устойчивости упорной при:мы с различными, значениями ширины бермы на примере хвостохрзн/.лища Вяземского ГОКа.

Предложена методика корректировки конструкции откоса путем формирования при-грузочных призм, которая апробирована на примере подготовки сстагочной выемки угольного карьера Гейзельталь (ФРГ, Среднегерманский буроугольный бзссейн) для использозаиия в качестве водоема.

2. Программное обеспечение расчетов уплотнения намывных массивов позволяет определять пороаоа давление, осадку, степень уплотнения и допустимые нагрузки (несущую способность) слоев техногенных отлот.ений и их оснований с учетом различных условий дренирования. Расчетные и фактические значения осадок исследуемых массивов «Лога Шамгровский» и «Березового Лога» различаются ка 5 -10".',.

3. Выполнена оперативная обработка данных комплексного зондирования зондами (устройствами) МГГУ-ДИГЭС на объектах МГОК и ЛГСК, построены колонки зондирования, где показано изменение по глубине сопротивления едзигу, перопого давления, пзиетраций и определены фактические значения степени уплотнения намывных слоев. Полученная ин-

формация использсзана для обратных расчетов параметроз нелинейной фильтрационной консолидации и определения несущей.способности намывных оснований.

4. Разработаны схемы контроля устойчивости плотины пруда-аккумулятора на р.Рясник (МГОК) и дамбы щржигпа в балке р.Суры (ПГОК). Зги схемы предусматривают периодическое (не реже 1 раза в месяц) снятие показаний по датчикам-пьезодинамометрам и их оперативную обработку и обеспечивают безаварийную эксплуатацию, консервацию и рекультивацию намывных горнотехнических сооружений.

Огненные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. 1»?риченко Ю.В., Цекина М.В. Современные методы и способы 'геомеханических процессов в намывных горнотехничзехих сооружениях. ГИАБ Вып.б,- М.: г'ГГУ, 1998, с.90-94.

2. Щекина М.В. Контроль да ¡и б гидроотвалов для обеспечения их устойчивости во времени. II Геология и разведка. Изв.вузов, 1998, №3, с.146-147.

3,1ц«лина М.В. Ра:работкз методов прогноза и оперативного контроля геомеханических процессов в намывных массивах с применением компьютерных технологий. Тез. IV Ме-■ аду народно"; экологической конференции студентов и молодых ученых. - М.: МГГУ, 2000.

Подписано в печать Объем 1 л.л.

Формат 60x90/16 Заказ №1016

Тираж 100 экз.

Типография Московского государственнсгЬ горного университета. • Ленинский проспект, 6

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Анализ методов прогноза состояния намывных массивов в горнотехнической практике.

1.1. Методы прогноза уплотнения во времени техногенных массивов гидроотвалов и хвостохранилищ.

1.2. Методы прогноза устойчивости откосных сооружений (ограждающих дамб) с учетом состояния намывного массива.

1.3. Постановка задач исследований.

ГЛАВА 2. Оперативная обработка экспериментальных данных для определения механических характеристик намывных массивов.

2.1. Краткая характеристика объектов исследований.

2.1.1. Гидроотвал «Лог Шамаровский».

2.1.2. Пруд-аккумулятор на р.Рясник.

2.1.3. Гидроотвал «Березовый Лог».

2.1.4. Гидроотвал «Балка Суры».

2.1.5. Хвостохранилище Вяземского ГОКа.

2.2. Обработка данных комплексного зондирования и результатов инструментальных наблюдений за осадками намывных массивов.

2.3. Определение исходных данных для прогнозных расчетов.

Выводы по главе.

ГЛАВА 3. Прогноз уплотнения намывных массивов при различных условиях дренирования.

3.1. Уплотнение намывного массива без дренажных элементов.

3.2, Уплотнение намывного массива с дренажными элементами.

3.2.1. Технологии формирования намывных дренажных элементов массивах хвостохранилищ.

3.2.2. Расчет уплотнения массивов с учетом дренажных элементов.

Выводы по главе.

ГЛАВА 4. Прогнозные расчеты и контроль устойчивости откосных сооружений.

4.1. Расчеты устойчивости откосных сооружений.

4.2. Метод контроля устойчивости дамб.

Выводы по главе.

Актуальность работы. Гидроотвалы и хвостохранилища - ответственные намывные горнотехнические сооружения повышенной промышленной и экологической опасности. Ежегодно по стране в них укладывается около 200 млн.м3 вскрышных пород и отходов рудообогащения при занимаемых площадях не менее 4 га на 1 млн.м3. Создающиеся при открытых разработках откосы подвержены различного рода деформациям, которые приводят к аварийным ситуациям. Существующие методы получения информации о состоянии внутренних зон гидроотвалов и хвостохранилищ отличаются большим объемом полевых и камеральных работ. Причем камеральная обработка информации не позволяет корректировать объемы и направления полевых работ в процессе исследований. Поэтому разработка методов прогноза и оперативного контроля геомеханических процессов с применением компьютерных технологий является актуальной научной задачей, так как позволяет значительно сократить объемы дорогостоящих полевых работ и принимать оперативные решения на основании полученных данных непосредственно в процессе полевых работ.

Следует также отметить, что необходимость проведения работ указанного направления вытекает из Федеральных Законов «О безопасности гидротехнических сооружений» (№117) и «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (№116-ФЗ), введенных в действие в 1997 г.

Целью работы является разработка методов прогноза и оперативного контроля геомеханических процессов в намывных массивах с применением компьютерных технологий, обеспечивающих безаварийную эксплуатацию, консервацию и рекультивацию намывных горнотехнических объектов.

Идея работы состоит в оценке состояния гидроотвалов и хвостохра-нилищ на всех этапах их формирования для разработки методов прогноза и оперативного контроля геомеханических процессов в намывных массивах.

Основные научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна:

1. При расчетах устойчивости откосных сооружений гидроотвалов и хвостохранилищ в случае наличия некомпенсированного оползневого давления при заданных контурах дамбы следует корректировать их конфигурацию путем формирования пригрузочных призм, интерактивно варьируя новые контуры до достижения нормативного коэффициента запаса устойчивости дамбы.

2. При форсировании консолидации слоев тонко дисперсных намывных грунтов с помощью пористого штампа начальная степень уплотнения не подвергающейся вытеснению фильтрующим материалом части рассматриваемого слоя должна приниматься равной степени уплотнения всего этого слоя под действием собственной массы слагающих его грунтов. Общую степень уплотнения слоя с учетом влияния дренажных элементов следует определять методом суперпозиции.

3. Контроль устойчивости обводненных откосов дамб следует осуществлять с помощью системы датчиков порового давления (пьезо-динамометров), показания которых приводятся к слабейшим поверхностям скольжения для различных этапов формирования гидросооружения.

4. При зондировании намывных массивов комбинированными струнными зондами МГГУ-ДИГЭС с использованием портативных компьютеров с аналого-цифровыми преобразователями программа должна обеспечивать оперативный вывод на экран и принтер информации о сопротивлении пенет-рации, поровом давлении и сопротивлении грунтов вращательному срезу по глубине.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждаются: использованием методов нелинейной фильтрационной консолидации, предельного напряженного состояния слабых оснований и предельного равновесия сыпучих сред для оценки устойчивости откосных сооружений, расчета во времени осадок и несущей способности намывных массивов; инструментальными наблюдениями за осадками намывных массивов и комбинированным зондированием, что обеспечивает представительность полученных результатов; сходимостью расчетных значений несущей способности намывных оснований и фактической проходимостью гусеничного и колесного оборудования на различных участках намывной территории гидроотвалов КМА (расхождения до 10%); сходимостью прогнозных и фактических осадок различных зон намывного массива в период его "отдыха" (с учетом коэффициента бокового распора техногенных грунтов расхождения не превышают 5 %).

Значение работы. Научное значение диссертационной работы определяется следующим: обеспечением возможности установления контуров устойчивости откосных сооружений на основе автоматизированного учета некомпенсированного оползневого давления; разработкой нового расчетного приема при определении степени уплотнения намывного массива при воздействии на него пористого штампа (намывных дренажных элементов); осуществлением контроля устойчивости обводненных откосов с помощью системы датчиков порового давления; оценкой дренирующего эффекта системы намывных фильтрующих элементов во внутренних зонах гидроотвалов КМА в виде зависимостей объемов отжимаемой воды от мощности зоны и скорости намыва.

Практическое значение работы заключается в применении компьютерных технологий при натурных исследованиях для оперативной оценки механических свойств намывных грунтов, допустимых нагрузок на них, прогнозных расчетов уплотнения намывных массивов и устойчивости откосных сооружений.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанная методика прогноза и оперативного контроля геомеханических процессов в намывных массивах использована ПК "Гидромехпроект" при составлении проекта консервации гидроотвала "Березовый Лог" и АО "КМАгид-ромеханизация" при эксплуатации гидроотвала "Балка Суры"*

Апробация работы. Работа докладывалась на научных семинарах кафедры, симпозиуме «Неделя Горняка-98», научном семинаре «Вторые Ер-шовские чтения» (1999 г.), а также на техсоветах треста «Энергогидромеханизация» (1999 г.) и АО «КМАгидромеханизация» (1999 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 работы.

•Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения, списка использованных источников из 102 наименований, содержит 40 рисунков, 14 таблиц.

Выводы по главе 4

1. Выполненные расчеты устойчивости откосных сооружений хвосто-хранилища Вяземского ГОКа и борта карьера Мюхельн - Гейзельталь (ФРГ) свидетельствуют о возможности оперативной корректировки конструкции откосов путем изменения их геометрических параметров.

2. Показана возможность эффективного контроля устойчивости - оперативного определения коэффициента запаса откосов путем измерений давления воды датчиками-пьезодинамометрами конструкции Гидропроекта, закладка которых производится по предполагаемой расчетной поверхности скольжения.

Заключение

В диссертационной работе дано решение актуальной научной задачи разработки методов прогноза и оперативного контроля геомеханических процессов в намывных массивах с применением компьютерных технологий для обеспечения безаварийной эксплуатации, консервации и рекультивации намывных горнотехнических объектов.

Основные научные результаты выполненных исследований заключаются в следующем:

1. Разработана программа расчетов устойчивости откосных сооружений гидроотвалов и хвостохранилищ, обеспечивающая автоматизированный ввод положения депрессионной кривой и кривой скольжения с применением методов алгебраического суммирования сил (как основного) и многоугольника сил (в качестве проверочного) с выводом данных о физико-механических свойствах пород тела и основания дамбы, расчетного профиля и результатов расчетов на экран.

Произведен выбор оптимальной конструкции дамбы на основе расчетов устойчивости упорной призмы с различными значениями ширины бермы на примере хвостохранилища Вяземского ГОКа.

Предложена методика корректировки конструкции откоса путем формирования пригрузочных призм, которая апробирована на примере подготовки остаточной выемки угольного карьера Гейзельталь (ФРГ, Среднегер-манский буроугольный бассейн) для использования в качестве водоема.

2. Программное обеспечение расчетов уплотнения намывных массивов позволяет определять поровое давление, осадку, степень уплотнения и допустимые нагрузки (несущую способность) слоев техногенных отложений и их оснований с учетом различных условий дренирования. Расчетные и фак3 тические значения осадок исследуемых массивов «Лога Шамаровский» и «Березового Лога» различаются на 5 - 10%.

3. Выполнена оперативная обработка данных комплексного зондирования зондами (устройствами) МГГУ-ДИГЭС на объектах МГОК и ЛГОК, построены колонки зондирования, где показано изменение по глубине сопротивления сдвигу, порового давления, пенетрации и определены фактические значения степени уплотнения намывных слоев. Полученная информация использована для обратных расчетов параметров нелинейной фильтрационной консолидации и определения несущей способности намывных оснований.

4. Разработаны схемы контроля устойчивости плотины пруда-аккумулятора на р.Рясник (МГОК) и дамбы гидроотвала в балке р.Суры (ЛГОК). Эти схемы предусматривают периодическое (не реже 1 раза в месяц) снятие показаний по датчикам-пьезодинамометрам и их оперативную обработку.

1.Абелев М.Ю. Строительство промышленных и гражданских сооружений на слабых водонасыщенных грунтах. - М., Стройиздат, 1983

2. Бондарик Г.К. Методика инженерно-геологических исследований. -М., Недра, 1986

3. Вялов С.С., Пекарская Н.К., Максимяк Р.В. О физической сущности процессов деформирования и разрушения глинистых грунтов. «Основания, фундаменты и механика грунтов», 1970, №1. с.7-9

4. Галустьян Э.Л. Прогнозирование деформаций карьерных уступов. -Горный журнал, 1989, №8. с.22-25б.Галустьян Э.Л. Геомеханика открытых горных работ. Справочное пособие.- М., Недра, 1992

5. Гальперин A.M. Специальные вопросы инженерной геологии при гидромеханизации открытых разработок. М.: МГИ, 1974

6. Гальперин A.M., Шафаренко Е.М. Реологические расчеты горнотехнических сооружений. М.: Недра, 1977

7. Гальперин A.M. Геомеханические основы технологии формирования во времени бортов карьеров и отвальных массивов. Дисс. на соиск. уч.степ.докт.техн.наук. М., МГИ, 1980

8. Гальперин A.M., Стрельцов В.И. Литомониторинг на железорудных карьерах КМА. М.: журн. «Инженерная геология», вып.З, 1987

9. Ю.Гальперин A.M. Управление состоянием намывных массивов на горных предприятиях. М.: Недра, 1988

10. П.Гальперин A.M., Дьячков Ю.Н. Гидромеханизированные природоохранные технологии. М.: Недра, 1993

11. Гальперин A.M., Ферстер В., Шеф Х.-Ю. Техногенные массивы и охрана окружающей среды. М.: Изд.МГГУ, 1997Ш

12. З.Гальперин A.M., Кириченко Ю.В., Ферстер В., Шеф Х.-Ю. Геоэкологическое обоснование рекультивации намывных горнотехнических сооружений. М., Горный журнал, 1998, №7, с.56-61

13. Н.Геомеханическое обоснование природоохранной технологии формирования намывных горнотехнических сооружений. /Отчет МГГУ ТО-4-103,1985

14. Геомеханическое обеспечение возведения и рекультивации намывных сооружений Михайловского ГОКа и разработка и внедрение системы геомеханического контроля намывных сооружений Михайловского ГОКа. / Отчет МГГУ ТО-4-525, 1996

15. Герсеванов Н.М., Польшин Д.Е. Теоретические основы механики грунтов. М.: Госстойиздат, 1948

16. Г7.Грунты. Методы полевых испытаний на срез в скважинах и в массиве. ГОСТ 21719-80

17. Грунты. Методы полевого испытания статическим зондированием. ГОСТ 20069-81

18. Годлевская Г.И., Кутепов Ю.И., Демченко А.И. Исследование условий консолидации пород гидроотвалов при нагружении. Тр.ЛГИ, сб. «Физические процессы в массиве горных пород», 1985, с.81-89

19. Голодковская Г.А., Домидюк JI.M., Шаумян J1.B. и др. Инженерно-геологические исследования при разведке месторождений полезных ископаемых. М., МГГУ, 1978

20. Горлов В.Д. Рекультивация земель на карьерах. М., Недра, 1981

21. Горные науки. Освоение и сохранение недр Земли./РАН, АГН, РАЕН,МИА; под ред. К.Н.Трубецкого. ML, Изд.АГН, 1997

22. Грязнов Т.А. Оценка показателей свойств грунтов полевыми методами. М., Недра, 19841. HB

23. Дейтел Х.М., Дейтел П.Дж. Как программировать на С++. М.: БИНОМ, 1998

24. Демченко А.И. Технология возведения дренажных элементов во внутренних зонах гидроотвала. Уголь, 1997, № 11

25. Дергилев М.А., Дьячков Ю.Н. Сооружение гидроотвала в балке «Березовый Лог». Отвалообразование на карьерах КМ А. Губкин, сборник трудов НИИКМА, 1969, №8

26. Джонс Р., Стюарт Я. Программируем на СИ. М.: Компьютер, 1994

27. Дмитриев А.П., Гальперин A.M. Инженерно-геологическое обоснование мероприятий по управлению процессами уплотнения намывных массивов. Инженерная геология, 1983, №4, с.40-50

28. Дудлер И.В. Инженерно-геологический контроль при возведении и эксплуатации намывных сооружений. М., Стройиздат, 1987

29. Евдокимов П.Д., Сазонов Г.П. Проектирование и эксплуатация хвостовых хозяйств обогатительных фабрик. М., Недра, 1979

30. ЗГЗарецкий Ю.К. Теория консолидации грунтов. М.: Наука, 196732.3арецкий Ю.К. Вязко-пластичность грунтов и расчеты сооружений. М., Стройиздат, 1988

31. Ильин А.И., Гальперин A.M., Стрельцов В.И. Управление долговременной устойчивостью откосов на карьерах. М., Недра, 1985

32. Ильин А.И., Николашин Ю.М., Будков В.П. Обобщение опыта управления устойчивостью откосов на железорудных карьерах в различных инженерно-геологических условиях. М.: журн. «Инженерная геология», №1, 1991, с.44-51

33. Инструкция по контролю качества возведения намывных земляных сооружений. М., Минэнерго СССР,

34. Инструкция о порядке ведения мониторинга безопасности гидротехнических сооружений предприятий, организаций, подконтрольных органам Госгортехнадзора России. М., Госгортехнадзор, 1998

35. Исследование процессов консолидации ядерной зоны гидроотвала «Березовый Лог» для последующего использования его территории. МГИ. Отчеты по НИР ТО-1-65, за 1978, 1980 гг.

36. Кириченко Ю.В. Управление состоянием массивов гидроотвалов и использование их территорий. В кн. Добыча угля открытым способом. М., ЦНИЭИУголь, 1983

37. Кириченко Ю.В., Саркисян A.A. Геомеханическое обеспечение рекультивации гидроотвала «Лог Шамаровский» МГОКа// Горный информационно-аналитический бюллетень М., МГГУ, 1997, Вып.5,

38. Кириченко Ю.В., Никитин В.В., Саркисян A.A. Геолого-маркшейдерское обеспечение рекультивации гидроотвала Михайловского ГОКа. М., Маркшейдерский вестник №3, 1997

39. Кириченко Ю.В., Саркисян A.A. Экспериментальные исследования физико-механических свойств намывных грунтов гидроотвалов Михайловского ГОКа// Тез.докл.научн.-техн.конференции, Белгород, 1997

40. Кириченко Ю.В., Щекина М.В. Современные методы и способы контроля геомеханических процессов в намывных горнотехнических соорутжениях. Горный информационно-аналитический бюл. Вып.6 М.: МГГУ, 1998, с.90-94 (авторское участие 3 стр)

41. Крячко О.Ю. Управление отвалами открытых горных работ. М., Недра, 1980

42. Кутепов Ю.И. Инженерно-геологические исследования на гидроотвалах. В кн.: Иванов И.П. Инженерно-геологические исследования в горном деле. - Л., Недра, 1987, с. 198-215

43. Маслов H.H. Основы механики грунтов и инженерной геологии. -М.: Высшая школа, 1982

44. Методы лабораторных определений сопротивления срезу. ГОСТ 12246-78.

45. Мироненко В.А., Стрельский Ф.П. Практическое применение принципов гидрогеомеханики в целях повышения промышленной и экологической безопасности горных работ. Инженерная геология, 1989, №5

46. Михайлов A.M. Охрана окружающей Среды при разработке месторождений открытым способом. -М., Недра, 1981

47. Мосейкин В.В. Геолого-экологическая оценка намывных техногенных массивов хранилищ горнопромышленных отходов. /Дисс. на соиск. уч.степени докт.техн.наук. М., МГГУ, 2000

48. Мосинец В.Н., Грязнов М.В. Горные работы и окружающая среда. -М., Недра, 1978

49. Нурок Г.А. Гидромеханизация открытых горных работ. М., Недра,1970т

50. Осипов В.И. Геоэкология межнациональная наука об экологических проблемах геосфер./ Геоэкология, 1993, №1

51. Павленко В.М., Алинов В.М., Кравченко Н.П. и др. Опыт строительства и рекультивации гидроотвала «Березовый Лог». Гидротехническое строительство, 1985, №9, с.32-35

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

53. Панюков П.Н. Инженерная геология. М. :Госгортехиздат, 1962

54. Певзнер М.Е. Деформации горных пород на карьерах. М.: Недра,1992

55. Певзнер М.Е., Костовецкий В.П. Экология горного производства. -М., Недра, 1990

56. Писанец Е.П., Мироненко В.А. Водопонижение на карьерах КМА. -М.: Недра, 1968

57. Породы горные. Методы полевого испытания пенетрационным каротажем. ГОСТ 25260-82 (88)

58. Положения о декларировании безопасности гидротехнических сооружений./ Утв. Постановлением Правительства РФ от 06.11.1998 г. №1303

59. Правила безопасности при эксплуатации хвостовых, шламовых и гидроотвальных хозяйств.

60. Проект 1-ой очереди строительства карьера по добыче богатых руд на Михайловском месторождении. Белгород, Центрогипроруда, 1956

61. Проект П-ой очереди строительства карьера по добыче богатых руд и неокисленных кварцитов на Михайловском ГОКе. Белгород, Центрогипроруда, 1960-1966

62. Пучков Jl.А. Развитие исследований по охране окружающей среды в горной промышленности./В кн.: Экологические проблемы горного производства. М., МГГУ, 1993

63. Рабочий проект «Реконструкции прудковой зоны хвостохранилища Вяземского ГОКа». М., Гидромехпроект, 1995

64. Ржевский В.В. Процессы открытых горных работ. М., Недра, 1978

65. Ржевский В.В., Болотова JI.E. Экология горного производства. М, МГИ, 1988

66. Руководство по техническому контролю при производстве земляных работ. М, ЦНИИОМТП, 1974

67. Саркисян A.A. Повышение достоверности инженерно-геологического изучения намывных массивов с помощью маркшейдерских наблюдений.// Журн. «Геология и разведка», вып.4, ML, МГРИ, 1997

68. Способ возведения намывного массива. А.С.663777. БИ №19, 1979. Авт.: Гальперин A.M., Дьячков Ю.Н., Евдокимова В.И., Мешков В.А., Павленко В.М.

69. Способ возведения намывного массива. A.C. 1624093 БИ №4, 1991. Авт.: Гальперин A.M., Дьячков Ю.Н., Горбатов Ю.П., Зайцев B.C., Комкин Б.И., Павленко В.М.

70. Способ контроля состояния намывных массивов. A.C. 1188322. Б.И. №40, 1985 Авт.: Гальперин A.M., Зайцев B.C., Марченко С.М., Стрельцов В.И., Стрельников A.B., Шибанов В.И.

71. Терцаги К., Пек Р. Механика грунтов в инженерной практике. М.: Госстройиздат, 1958

72. Терцаги К. Теория механики грунтов. М.: Госстройиздат, 1961

73. Типовое положение о ведомственной геологической службе. Постановление Совмин СССР от 27.10.1981 г. №1040

74. Томаков П.И., Коваленко B.C. Рациональное землепользование при открытых горных работах. М., Недра, 1984

75. Трой Д.А Программирование на языке СИ для персонального компьютера IBM PC. М.: Радио и связь, 1991

76. Трубецкой К.Н. Ресурсосберегающие технологии и их роль в экологии и рациональном природопользовании при освоении недр./В кн. Экологические проблемы горного производства. М., МГГУ, 1993

77. Уинер Р. Язык ТУРБО СИ. М.: Мир, 1991

78. Указания по методам гидрогеомеханического обоснования оптимальных параметров гидроотвалов и отвалов на слабых основаниях. Л., ВНИМИ, 1989

79. Устройство для комплексного зондирования водонасыщенных грунтов. A.C. 1174525 (СССР) Б.И. №31, 1985 Авт.: Гальперин A.M.

80. Устройство для комплексного зондирования водонасыщенных грунтов. Патент РФ №1649035. Авт.: Гальперин A.M., Зайцев B.C., Хейфиц В.З., Петрашень Н.В., Зиновьев Р.К.

81. Устройство для комплексного зондирования грунтов. Патент РФ №2025559. Авт.: Гальперин A.M., Зайцев B.C., Хейфиц В.З., Зиновьев Р.К.

82. Федоров И.С., Захаров М.Н. Складирование отходов рудообогаще-ния. М., Недра, 1985

83. Фисенко Г.Л. Устойчивость бортов и отвалов. М.: Недра, 1965

84. Флорин В.А. Основы механики грунтов. ч.1, II. М.: Госстройиздат,1961

85. Хуан Я.Х. Устойчивость земляных откосов. М.: Стройиздат, 1988

86. Цытович H.A. Механика грунтов. М., Высшая школа, 1983

87. Цытович H.A., Зарецкий Ю.К., Малышев М.В., Абелев М.Ю., Тер-Мартиросян З.Г. Прогноз скорости осадок оснований сооружений. М.: Госстройиздат, 1967

88. Щекина М.В. Контроль дамб гидроотвала для обеспечения их устойчивости во времени.// Журн. «Геология и разведка», вып.6. М.: МГРИ, 1998, с.146-147

89. Экологический паспорт промышленного предприятия. Основные положения. ГОСТ 17.0.0.04-90

90. Ямщиков B.C. Методы и средства исследования горных пород и массивов. М., Недра, 1082

91. Galperin A.M., Zoui V.N. Automation of complex sounding in hydrodumps and tailings dams.- 2-nd Regional APCOM-97 SYMPOSIUM on Computer Applications and operations Research in the Mineral Industries, Moskow, Russia, 1997, p.29-31

92. Baugrund. Erkundung durch Sondierung. DIN 4094

93. Flugelsondierung. DIN 4094static char sl5.[40]={

94. Намыв слоя переменной мощности ", " Пассивный отдых намытого слоя ", " Рост вышележащего слоя (нагрузки)", " Отдых под внешней нагрузкой " Конец работы "},s2={" ПОРОВОЕ ДАВЛЕНИЕ И УПЛОТНЕНИЕ СЛОЯ"}; char namo7.[51]={1. Время отдыха ",

95. Время намыва вышележащего слоя ",

96. Скорость намыва вышележащего слоя ",

97. Уровень воды в вышележащем слое ",

98. Время отдыха вышележащего слоя

99. Высотная отметка после намыва ",

100. Коэффициент запаса для Рдоп "};char namo22.[51 ]={"Высотная отметка после намыва ",

101. Коэффициент запаса для Рдоп "};char edo22.[10]={"M",""};char nam25.[51]={ и и

102. Признак расположения слоя на водоупоре или дренаже", "Объемная плотность грунта ",

103. Нач. коэф. консолидации ",

104. Показатель консолидации ",

105. Угол внутреннего трения неконсолидированный ", "Коэффициент угла внутреннего трения ",

106. Сцепление неконсолидированное "Коэффициент сцепления ",

107. Начальный коэффициент пористости ",1. Коэффициент beta ",1. Уровень воды ",

108. Предварительная уплотняющая нагрузка ",1. Скорость намыва слоя ",1. Год начала намыва ",1. Время намыва ",hediz25.[10]={"","0 или1",',,TH/M3","M2/cyT",,,CM2/Kr'V"град",'"град'7^,кг/см2","кг/см2","","","","кг/см2","м/год",'"год","

109. ИМ lilt НИ ИИ 1111 НИ НИ НИ НП|edo7.П0]={мгW^W,"м/гoд","","гoд","м",""};void menuniv(int zr) { int men;static char menuitem2.[40]={ "Расчет порового давления",1. Расчет Рдоп "};choicev=0; 11: men=l;if(zr==l) men=2; if(zr==3) men=2;

110. PuO=pl*H*Fl 3* 100.; kl=zl/d;

111. Pu=PuO*F9(kl,m); sprintf(buf," %4.1f %6.2f',z,Pu); if(PRIN==0) outtextxy(460+WR,80+l 5*i,buf); else outtextxy(460+WR,80+18*i,buf);i++; }if(PRIN== 1) settextstyle(DEFAULTFONT,HORIZDIR, 1); if(PRIN==0) continQ;

112. U=(Uc * qc+U w* qw)/(qc+qw);sb=aO*H*q*BETA* 100.; st=U*sb; xmax=0.;for(z=0; z<=H; z+=l.) {k=z/H; if(PR==0) { F13=Fl(k,mu);zl=d-z; }else {1. F13=F3(k,mu);zl=d-fabs(d-z); }

113. Pu0=pl*H*F13*100.; kl=zl/d;

114. Pu0=pl*H*F13*100.; kl=zl/d;

115. Расчет для задачи " Отдых под внешней нагрузкой */void rasch4(void) { float

116. PcO=pl*H*Fl 3* 100.; kl—zl/d;

117. Pw0=qw*F7(k 1 ,m 1 ); qO=qc+qw; Pc=PcO* F9(k 1 ,mu) ;1. F7=F7(kl,ml);1. PwO=qw*F7;qO=qc+qw;

118. Расчет степени уплотнения, осадок, Рдоп по годам для задачи " Отдых под внешней нагрузкой ", */void rasch4Pdop(void) { float

119. CvO=NACHCV*exp(-POKCONS*qO); mO=i8*365.*MPI*MPI*CvO/4/d/d;1. Uw==F10(mC));

120. РАСЧЕТНЫЕ МОДУЛИ ЗАДАЧ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСОВvoid menuniv(void) { int ip,j,k;float xl,yl,x3,y3,alf,alfl;static char menuitem4.[25]={ "Задать точки входа",

121. Поиск слабейшей", "Интерактивный", "Реакция посл.бл."}, шеп13.[25]={"Необводненный откос", "Обводненный откос",1. Подтопленный откос" };ip=0;setviewport(0,0,MaxX,MaxY,0); choicev=0; И: choicch=choicev; cpic=0;

122. VR=choicev=:menuch(320,42,4,4,menuitem); switch(choicev) { case 0:1.=0; IDD=0; RER=0;

123. CHO=menuch(250,200,3,3,menJ);1.();break; case 2:

124. NPLS=0; IDD=0; setblock(l);initfirst(XUD0.,YUD[0],XUD[l],YUD[l]);setblock(2);1.=0; IDD=0;1. RER=0;

125. YPLSNPLS.=cubpar(X4,Y4-rrr,xk,yk,0,b3/a3,al) XPLS[NPLS]=al; NTL[NPLS-1]=1; NPLS++; } while(al<=xk);eiseal22=angle(xtp 1 -X4,ytp 1-Y4)* 180./MPI; ALI NPLS-l.=al22;

126. XPLSNPLS.=xtpl ; YPLS[NPLS]=ytpl ; NTL[NPLS-1]=2; NPLS++;1. XPLSNPLS.=xk;46k

127. XTPTP.=xtp; YTP[TP]=ytp; TP++;jk=otrarc(Xc1.,YSi.,Xc[i+l],YS[i+l],XPLSO],YPLS[j],XPLSO+l],YPLSO+l], XC[j],YC[j],3,&xtpl,&ytpl,&xtp2,&ytp2); if(jk>0)1. Rü+i.=R1.;

128. XCti+l.=XCj]; YC[j+l]=YC[j];1. ALlj+l.=ALl[j];al=angle(XTP 1. -XC j ., YTP [i]-YC [j ])* 180./MPI;1. AL2 j+1 .=AL 1 [j ]=al ;mtmtc.=j+l;1. NTLÜ+1.=2;mtc++; }xx2=XPLSmt[l.]; k=mt[l]-mt[0]; if(k>l)for(i=mt0.+1 ; i<NPLS; i++) {