Учет пространственной изменчивости физико-механических свойств техногенного массива гидроотвала при отработке намывных отложений

摘要

Введение. Надежность прогноза устойчивости откосных сооружений зависит от степени схематизации результатов обобщения баз данных инженерно-геологического изучения, гидрогеологического мониторинга, электрических зондирований и маркшейдерских съемок. Для повышения точности прогноза устойчивости актуально использовать геомеханические модели, учитывающие пространственную изменчивость физико-механических свойств ,,грунтов прибортового массива, с последующим поиском наиболее опасного сечения в плане. Цель работы. Обоснование актуальности физико-технического мониторинга откосных сооружений методами скважинно-бесскважинного контроля и последующего прогноза устойчивости с использованием объемных геолого-геофизических моделей. Методология. Поиск наиболее опасного сечения участка массива по соотношению сдвигающих иудерживающих сил в пределах установленных зон, характеризующихся изменчивостью физико-механических свойств. Результаты. На основе обобщения баз данных инженерно-геологического изучения, гидрогеологического мониторинга, электрических зондирований и маркшейдерских съемок разработаны объемные геолого-геофизические модели прибортовых массивов гидровскрышного забоя и разделительной перемычки, представленной трехъярусной насыпью из пород сухой вскрыши, формируемой на намывном массиве. Выполнен прогноз устойчивости опытных участков массивов для фактических положений, дан сравнительный анализ полученных результатов. Выводы. При создании объемных геолого-геофизических моделей техногенных массивов, сформированных на площадях погашенных гидроотвалов, кроме результатов традиционных маркшейдерских измерений и прямых инженерно-геологических изысканий весьма важными являются информативные базы данных о пространственно-временных изменениях физико-механических свойств намывных пород, обусловленных их водоотдачей и консолидацией, которые с высокой детальностью на межскважинных интервалах могут быть получены на основе статистических зависимостей от изменений электропроводящих свойств методами электрических зондирований или томографии, а при создании ограждающих насыпей (перемычек) из сухих пород - информация об избыточном поровом давлении под этими объектами. При отработке гидромеханизированным способом намывных пород, относительно однородных по прочностным свойствам, устойчивость откоса гидровскрышного забоя в наибольшей степени определяется абсолютными величинами набранных прочностных показателей на отрабатываемом участке и неблагоприятным сочетанием формы уступа (наличием выступающих участков, изрезанностъ забоя в плане) с высотой заходки. Установленный диапазон коэффициента устойчивости составил п = 1,03-3,76. Устойчивость ограждающих сооружений из сухих пород в наибольшей степени зависит от глубины расположения и мощности слабого намывного слоя и абсолютной величины избыточного порового давления в этом слое. Установленный диапазон изменения коэффициента устойчивости для данного участка массива значительно уже и составил п = 1,29-1,59.