ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Данное изобретение может использоваться для повышения устойчивости бортов карьеров и вертикальных стволов в условиях многолетней мерзлоты.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ повышения устойчивости бортов глубоких карьеров, включающий определение действующих напряжений в массиве,создание разгруэочных плоскостей перпердикулярно к поверхности борта карьера начиная с глубины превышения тангенциальных напряжений над прочностью массива (Зубков А.В., Напряженно-деформированное состояние бортов глубоких карьеров(Горный вестник,1996, №4.С.63-66). Недостатком способа является невозможность снятия внешней нагрузки, нарушение целостности и снижение прочности несущего слоя породного массива, провоцирование опасных радиальных деформаций, узкая область применения и неучет ассиметрии внешней нагрузки. Кроме того, образование трех поверхностей обнажения способствует увеличению сдвигающих сил по линии скольжения и формированию призмы обрушения.

В предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Определяют напряженное состояние массива горных пород вокруг карьера 1 для выявления величины тектонических сил 6. Для обеспечения точности определения вектора тектонических сил изучение естественного начального поля напряжений может быть проведено в нетронутом массиве за пределами радиуса влияния горных работ и других техногенных возмущений. При этом детально устанавливают величины и направления действий тектонических сил 6 на всю проектную глубину разработки, включая, радиус возмущения естественного поля напряжений. После, в зависимости от характера действия тектонических сил, выбирают схему расположения разгрузочных зон 4 и 8: по всей глубине действия тектонических сил ( фиг.3 ) или выборочно на отдельных горизонтах 2 пика тектонических сил ( фиг. 1 ). Разгрузочные зоны 4 и 8 создают путем бурения скважин и разупрочнения горных пород.Разупрочнение горных пород может быть произведено путем разрушения взрывом, образования щелевой полости путем выемки пород, снижения прочности пород намоканием, обработкой пород агрессивными средами. В условиях дефицита времени и минимизации материальных затрат наиболее приемлемым способом снижения уровня напряжений является создание разгрузочных зон 4 и 8 путем взрывания камуфлетных зарядов. Для снижения длины по периметру и использования фактора устойчивой формы создают разгрузочную зону 4 вокруг карьера 1 кольцеобразной формы в плане и на всю глубину действия тектонических сил 6. Если зона 6 распространяется значительно глубже проектной глубины разработки, то нижнюю границу размещения разгрузочных зон 4 ограничивают глубиной возмущения естественного поля напряжений. Для выравнивания ассимметрии нагрузки по периметру степень разгрузки массива в зоне 4 устанавливают прямо пропорционально величине тектонических сил 6. Это достигается путем выбора схемы взрывных скважин , расхода ВВ, конструкции заряда, диаметра скважин и др. Для экономии материальных затрат на буровзрывные работы разгрузочные зоны 4 создают по контуру кольца в виде дуг против направления максимальных тектонических сил 6 и по глубине выборочно на отдельных горизонтах 2, в которых величина тектонических сил имеет опасные высокие значения. Если учет ассимметрии нагрузки по периметру кольцеобразной разгрузочной зоны 4 выбором степени разгрузки неэффективен или невозможен, то разгрузочные зоны вокруг карьера создают по контуру эллипса 8, которая соответствует форме эллипса тектонических сил 6. Это позволяет уравновесить систему "внешнее усилие - внутреннее сопротивление" по всему периметру при однородной степени разгрузки. Разгрузочные зоны 4 и 8 вокруг карьера располагают на расстоянии от борта карьера 1 не меньше, чем радиус действия опорного давления. Это необходимо для исключения наложения зон повышенной концентрации напряжений полей гравитационных и тектонических сил.

Предлагаемый способ направлен на решение крупной научно-технической проблемы, использование которого позволит увеличить углы откосов бортов карьеров до 75-90 градусов при одновременном повышении их устойчивости за счет снижения бокового давления пород. В определенных горно-технических условиях внедрение данного способа обеспечит выемку полезного ископаемого открытым способом без производства вскрышных работ.