Розроблення методу розрахунку стійкості зовнішніх відвалів з урахуванням неоднорідності розкривних порід і слабкої основи - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук РОЗРОБЛЕННЯ МЕТОДУ РОЗРАХУНКУ СТІЙКОСТІ ЗОВНІШНІХ ВІДВАЛІВ З УРАХУВАННЯМ НЕОДНОРІДНОСТІ РОЗКРИВНИХ ПОРІД І СЛАБКОЇ ОСНОВИРоботу виконано в Криворізькому технічному університеті Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: Несмашний Євген Олександрович, доктор технічних наук, професор, Криворізький технічний університет Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри фізики. Офіційні опоненти: Поліщук Сергій Зіновійович, доктор технічних наук, професор, Інститут проблем природокористування та екології НАН України (м. Захист відбудеться "23" травня 2008 року о "14" годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 09.052.02 в Криворізькому технічному університеті Міністерства освіти і науки України за адресою: 50002, м. З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Криворізького технічного університету (50002, м.За період інтенсивної розробки залізних руд у Криворізькому залізорудному басейні зовнішніми відвалами порушено 12,5 тис. га земель, куди заскладовано близько 3 млрд. м 3 розкривних порід. Використання сучасних компютерних технологій і методів моделювання дозволяє уникнути зазначених труднощів, тому дослідження, спрямовані на розроблення нових оперативних методів розрахунків стійкості зовнішніх відвалів, є актуальними і дозволяють підвищити ефективність і безпеку відвалоутворення. Інгулець" (№ ДР 0104U007047); № 10-522-04 "Обґрунтування можливості нарощування відвалу № 1 ВАТ "ІНГЗК" з урахуванням забезпечення його стійкості" (№ ДР 0104U010860); № 10-54-05 "Визначення стійких параметрів неробочих ярусів відвалу № 3 ВАТ "ІНГЗК" з метою їх використання при рекультивації відвалу" (№ ДР 0105U007335); № 21-06 "Розробка пакетів прикладних програм для розрахунку коефіцієнта запасу стійкості зовнішніх відвалів", у яких автор брала особисту участь як виконавець. Поставлені завдання визначили комплексний метод досліджень, що включає: математичний аналіз та апарат аналітичної геометрії - при моделюванні форм поверхонь сковзання; імітаційне моделювання - при розробленні комплексної моделі "відвал-основа" й оцінки ризиків деформування; чисельне моделювання - для встановлення основних закономірностей зміни коефіцієнта запасу стійкості від геометричних параметрів відвалу й неоднорідності розкривних порід і літологічної будови слабкої основи; методи математичної статистики та теорії ймовірностей - для оброблення, аналізу результатів досліджень й оцінки точності розрахунків коефіцієнта запасу стійкості; компютерні технології - при обробленні маркшейдерської гірничотехнічної документації й розробленні пакету прикладних програм для розрахунку стійкості зовнішніх багатоярусних відвалів. установлено вплив геометричних параметрів відвалу, потужності слабкої основи, потужності обводнених порід в основі у межах єдиної системи "відвал-основа" для різних варіантів відсипки розкривних порід у відвал на коефіцієнт запасу стійкості;Незважаючи на загальний методологічний підхід щодо питання стійкості породних укосів, геомеханіка техногенних масивів, до яких належать відвали, має свою специфіку. По-перше, відвали є динамічними системами, які змінюють свої геометричні параметри й літологічний склад відвальних порід у просторі та часі. Аналіз умов зовнішнього відвалоутворення, схем деформування та методів розрахунків відвалів показав доцільність використання інженерно-геологічної схеми на слабкій основі великої потужності, яка враховує утворення валу випирання порід основі перед відвалом. Схема до розрахунку стійкості багатоярусного відвалу: 1 - пряма частина лінії сковзання, яка відповідає висоті Н 90; 2, 3, 4 - спряжені частини кривої лінії сковзання; Ві - міжярусна берма безпеки і-го ярусу, м; аі - ширина призми можливого зсуву, м; В - відстань від нижньої бровки укосу до ширини призми можливого зсуву, м; с, с 1, с 2, с 3 - абсциси початку, кінця, злому та спряження лінії сковзання відповідно; ? - кут між дотичною та вертикаллю в точці початку поверхні сковзання; ? - кут між дотичною та лінією горизонту в точці початку поверхні сковзання; ? - кут входу поверхні сковзання в слабкі шари порід основи відвалу; ? - кут злому поверхні сковзання між контактуючими шарами гірських порід. У загальному випадку Кст залежить від геометричних параметрів відвалу й літотипу основи, фізико-механічних властивостей відвальних порід і ґрунтів основи, і може бути представлений у вигляді функції багатьох змінних: , (2) де n - кількість ярусів відвалу; hi - висота i-го ярусу, ; Bi - берма безпеки i-го ярусу, ; Sвідв - множина значень фізико-механічних властивостей порід відвалу, що залежать від їх гранулометричного складу, місця розташування у відвалі й часу укладання; l - кількість літологічних шарів основи відвалу; mj - потужність j-го шару основи відвалу, ; Soc - множина значень фізико-механічних властивостей порід основи відвалу.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ