Оценка устойчивости откоса методом кцпс

Устойчивость откосов связанных и сыпучих грунтов. Метод круглоцилиндрических поверхностей при исследовании устойчивости откосов.

Устойчивость откосов должна быть обеспечена при;

1. при откопке котлованов и траншей и т.п.

2. при строительстве зданий на бровке откосов

3. при проектировании земляных сооружений (насыпи, дамбы, грунтовые платины и т.п.

4. при оценке устойчивости естественных откосов

Виды оползней и разрушений: 1. скольжения, 2 вращения, 3. разжижения.

Существуют аналитический и графический методы расчёта

Аналитический наиболее простые решения были получены для идеально сыпучих и связанных грунтов.

Идеально сыпучие грунты.(с=0, φ≠0 )

T’- сила трения T’=N*f где f- коэф. Трения

Из условия равновесия

P sinα – f P cosα = 0 откуда f= tg φ

Идеально связанные грунты (с≠0, φ=0)

допущения; — обрушение откоса по некоторой линии АD “c”- удельное сцепление

определяем вес призмы

P=((a*b)*(b*d)*γ)/2) * h = (h 2 *γ*ctgα)/2

(γ*h 2 *ctgφ*sinα)/2- (c/2)*(h/sinα) = 0

Метод круглоцилендрических поверхностей

Этот метод применяется для любых грунтов с введением допущений;

Основан на опытных данных о форме поверхности скольжения одной части грунта относительно другой

-Поверхность скольжения при обрушении круглоцилиндрическая;

-Отдельные блоки не оказывают давления друг на друга

Разбиваем на ряд отсеков и определяем для каждого вес ‘’P’’ и силу удельного сцепления ,,с,,

Силу Р раскладываем на состовляющие

Устойчивость откоса оценивается соотношением моментов удерживающих сил к моменту сдвигающих сил (относительно точки ,,О,,)

η – коэф устойчивости откоса и откос устойчив если η≥1,1….1,5

Для определения наиболее опасного положения поверхности скольжения

(координаты точки О )нужно ; провести из точки В лини ю под углом 36 0 Далее рассматриваем положение точек О1….Оn по этой линии. Определяем значения η и на перпендикулярах к линии ОВ стрем эпюру. По экстремуму эпюры определяем опасное положение точки О.

Определение давления сыпучих и связных грунтов на ограждения.

Данная задача ставится в следующих случаях;

1. при расчёте заглубленных сооружений на боковое давление грунта

2. при расчёте подпорных стен

3. при расчёте давления на конструкции от сыпучих материалов

Существуют аналитический и графоаналитический методы расчёта.

Аналитический наиболее простые решения получены для идеально сыпучих грунтов и однородных связанных грунтов.

Активное давление Еа действует в направлении смещения подпорной стены.

Ер- пассивное давление старается удержать подпорную стену от смещения.

Еа и Ер – определяются в предельнонапряжённом состоянии грунта.

Идеально-сыпучий грунт

Рассмотрим элементарный объём V на глубине z

γ – удельный вес грунта

на основании теории прочности Мора-Куллона

σ3=σ1*tg 2 (45 0 -φ/2)

Для определения активного и пассивного давления нужно найти равнодействующую.

tg 2 (45±(φ/2)) – обозначим ч-з α_а; α_р – коэф. Активного и пассивного давления

Ea= (γ*H 2 *tg 2 α_а)/2 Eр= (γ*H 2 *tg 2 α_р)/2

Однородно-связанные грунты

z’- расстояние от края подпорной стены до пересечения эпюр

Заменяем Ре на действие грунта высотой h и γ

σ3=γ(h+z)tg 2 (45-φ/2)-Pe

σ3=γztg 2 (45-φ/2) — 2c*tg(45-φ/2)

σ_φ3— характеризует давление без учёта удельного сцепления

σ_c3— показывает на сколько на сколько снижается давление при учёте сил сцепления z’ = 2c / (γ*tg(45-φ/2))

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Расчет устойчивости откоса по кругло цилиндрическим поверхностям скольжения.

Меры по увеличению устойчивости откосов

Если откос не устойчив, необходимо принимать меры по увеличению его устойчивости:

А- уположение откоса

Б- поддержание откоса подпорной стенкой

В- осушение грунтов откоса

Г- закрепление грунтов в откосе.

Методы расчета откосов

Во всех расчетах напряженное состояние полагается плоско деформированным, то есть рассматривается узкая полоса склона шириной 1 м, условия ее работы сохраняются для всего склона.
В этих методах поверхность скольжения считается известной заранее. При расчетах устойчивости склона или оползневого давления призма скольжения делится вертикальными линиями на ряд отсеков. Обычно отсеки принимаются такими, чтобы без потери точности можно было в их пределах принимать поверхность за плоскость, а очертание склона, действие внешних сил и т.п. практически однородными.
Рассматриваются условия равновесия i-го отсека (Рис. 1, Рис. 2, Рис. 3). Все внешние активные силы (вес грунта в отсеке, внешняя нагрузка и т.д.), действующие на i-й отсек, приводятся к равнодействующей P_i. Последнюю раскладываем в точке ее приложения на составляющие: нормальную P_Ni и касательную P_Qi к плоскости возможного сдвига отсека.

Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения

Этот метод достаточно подробно рассмотрен в литературе и часто применяется на практике. Описание метода можно найти в книге Клейн Г.К. «Строительная механика сыпучих тел».

Рис.1. Схема расчета по методу круглоцилиндрических поверхностей скольжения.

Предполагаем, что центр O и радиус кривизны R поверхности скольжения заранее известны. В этом методе силы взаимодействия между соседними отсеками не учитываются, опираясь на то, что сумма этих сил должна быть равна нулю, а суммарный момент от них относительно точки O невелик. Касательная сила от всех нагрузок P_Qi=P_isin α_i является сдвигающей силой, вызывающей сползание откоса.
Сила сопротивления сдвигу сыпучего тела, находящегося за поверхностью скольжения (реакция), может быть представлена в виде суммы сил трения и сцепления:

где
N_i – нормальная реакция опоры.
s_i – длина дуги поверхности скольжения в пределах данного элемента i
φ_i– угол внутреннего трения в пределах дуги s_i
c_i – удельное сцепление в пределах дуги s_i.

Из уравнения проекций всех сил на нормаль к площадке отсека получаем.

Второе уравнение проекций остается неудовлетворенным, так как силы взаимодействия между отсеками не рассматривается. Условие равновесия откосов сводится к уравнению моментов всех сил, действующих на сползающую призму, относительно центра O поверхности скольжения.

Учет сейсмического воздействия при расчете противооползневых удерживающих конструкций осуществляется добавлением к расчетным усилиям, так называемой сейсмической силы Q_ci. Сейсмическая сила Q_ci приближенно определяется как доля от веса массы грунта, которая претерпевает сейсмическое воздействие:

где
μ – коэффициент динамической сейсмичности, значения которого рекомендуется при расчете естественных склонов принимать по табл. 1. При расчете искусственных откосов (насыпи дорог, плотины т.д.) значения коэффициента из табл. 1 следует (приближенно) увеличивать в 1,5 раза.

Направление силы Q_ci рекомендуется считать наиболее неблагоприятным. В связи с этим будем принимать, что сейсмические силы в каждом отсеке оползневого блока направлены параллельно основанию отсека. Условие равновесия откосов сводится к уравнению моментов всех сил, действующих на сползающую призму, относительно центра O поверхности скольжения.

При этом силы сопротивления сдвигу уменьшены в k раз с учетом необходимости обеспечить определенный запас устойчивости откоса против разрушения.

Тогда коэффициент выражается:

Учитывая, что , окончательно получим::

55. Активное и пассивное давление грунтов на подпорные стены.

Дата добавления: 2018-02-15 ; просмотров: 1191 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Оценка прочности и устойчивости грунтов. Определение коэффициента устойчивости откоса в однородном грунте по методу круглоцилиндрической поверхности скольжения

Страницы работы

Содержание работы

Дисциплина: МЕХАНИКА ГРУНТОВ

Раздел: ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ ГРУНТОВ

Практическое занятие № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА УСТОЙЧИВОСТИ

ОТКОСА В ОДНОРОДНОМ ГРУНТЕ ПО МЕТОДУ КРУГЛОЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ СКОЛЬЖЕНИЯ

К насыпным строительным грунтам относят грунты насыпей, откосов, плотин и дамб, насыпи под основания сооружений, грунты обратной засыпки при строительстве подземных линейных сооружений.

Устойчивость насыпей во многом зависит от геометрических размеров откоса, плотности, угла внутреннего трения и сцепления грунта. Расчет устойчивости откоса проводится с использованием чертежа, на котором определяется отсек обрушения.

В работе определяется коэффициент устойчивости откоса в однородном грунте для прокладки трубопровода, имеющем уклон 1:1,5. Необходимо сделать вывод об устойчивости или неустойчивости откоса. Коэффициент надежности γ_n = 1,2.

В работе используется метод круглоцилиндрической поверхности скольжения К. Терцаги.

Исходные данные: высота откоса Н, плотность грунта ρ, угол внутреннего трения φ_I и сцепление С_I приведены в табл. 1.

Для принятого положения поверхности обрушения (рис. 1) и её радиуса коэффициент устойчивости откоса методом К. Терцаги определяют через отношение момента предельных (удерживающих) М_пр сил к моменту сдвигающих М_сдв сил относительно центра окружности по формуле

(1)

При однородном грунте, если отсек обрушения (рис.1) разбить на вертикальные элементы одинаковой ширины Δ с абсциссами центра элементов х_i, вес каждого элемента выразить как G_i = Δ·h_i·γ (h_i – средняя высота элемента, γ – удельный вес грунта), длину дуги l определить через средний угол её наклона к горизонтали α_i и ширину элемента Δ: l_i = Δ / cos α_i, то из общей зависимости (1) после преобразований получим

, (2)

где cosα_i = .

Формулу (2) используют при решении задачи. Рекомендуется принимать ширину элементов Δ не менее (0,3 – 0,4)Н. При выборе Δ сам откос (линия АВ на рис. 1) следует делить на целое число элементов. В пределах гребня (линия ВС) значение Δ принимают таким же. Если последний элемент n будет меньшей ширины Δ_n, то при расчете к значениям h_n и 1/cosα_n вводится поправка в виде множителя Δ_n /Δ.

Расчет выполняют с использованием табл. 2.

К расчету устойчивости однородного откоса

Расчетные величины, м

Рис. 1. Схема к расчету устойчивости однородного откоса крутизной 1:1,5 методом К. Терцаги

В табл. 2 данные столбцов с 6-го по 8-й суммируют. Коэффициент устойчивости откоса K определяют по формуле

Положение центра «опасной» (с минимальным значением K) окружности скольжения для откоса с уклоном 1:1,5 будет находиться вблизи точки, определяемой построением (рис. 1). Эту точку при выполнении работы и нужно принимать за центр окружности сдвига.

При решении задачи откос и все необходимые построения выполняют в масштабе. Значения R, x_i и h_i устанавливают из чертежа.

Выполнение чертежа и расчетов

На схеме (рис. 1) вероятное положение центра опасной линии обрушения строится таким образом: из нижней точки основания откоса (рис.1) восстанавливаем перпендикуляр и находим точку на расстоянии 1,5Н. Из этой точки проводим под углом 45 о прямую и откладываем отрезок 0,3Н. Конец отрезка и является центром окружности скольжения О.

Соединяем центр с нижней точкой откоса и получаем R. Проводим линию обрушения. Откос делим на равные части Δ (Δ = 0,3 — 0,4 Н). Для последнего элемента вычисляем поправочный коэффициент Δ_n/Δ. Измеряем на чертеже значения средних высот элементов h_i и координат x_i (с учетом знака) относительно оси ОZ.

Результаты измерений вносим во 2 и 3 столбцы табл. 2. Вычисляем остальные значения табл. 2 по приведенным в таблице формулам.

Удельный вес грунта γ = ρ·g .

Находим коэффициент устойчивости по выражению (3). Полученное значение Ксравниваем с коэффициентом надежности γ_n = 1,2 и делаем вывод по работе.

Если коэффициент устойчивости К > 1,2, откос будет устойчив.

Если коэффициент устойчивости К ≤ 1,2, откос будет неустойчив.

Комплексная оценка устойчивости и стабильности земляного полотна при разработке индивидуальных конструкций насыпей и выемок

5.1. Для обоснования проектной конфигурации насыпей высотой более 12 м, определения допустимой влажности используемого для отсыпки грунта из выемки необходима комплексная оценка устойчивости и стабильности земляного полотна.

Расчеты осуществляют в такой последовательности:

оценивают устойчивость откосов по прочности и определяют рациональную конфигурацию конструкции при допустимой степени влажности используемого грунта;

определяют на основе реологического анализа длительную устойчивость откосов и выполняют прогноз деформаций ползучести;

для расчетной конфигурации насыпи устанавливают конечную величину осадки нестабильных слоев грунта повышенной влажности и время ее завершения.

5.2. Для оценки устойчивости откосов насыпей по прочности следует использовать метод круглоцилиндрической поверхности скольжения (КЦПС) в интерпретации Союздорнии с применением ЭВМ для массовых расчетов.

При залегании в основании грунтов повышенной влажности, переувлажненных или слабых необходимо оценивать устойчивость основания также методом КЦПС. Расчетная кривая должна при этом проходить в слабых грунтах основания.

Для выполнения расчетов устойчивости необходимы следующие данные: рабочие отметки насыпи по всей длине участка ее сооружения из грунтов выемки; диапазон влажности разрабатываемых грунтов; зависимости прочностных характеристик грунта насыпи и ее основания(_w, С_w, (_w, С_c от влажности в зоне сдвига.

5.3. Расчет устойчивости выполняют для нескольких (по менее трех) рабочих отметок (высот насыпей) и нескольких заложений откосов. Рациональную конфигурацию откосов для каждой рабочей отметки определи -ют следующим образом. Рассчитывают общую устойчивость насыпи высотой Н при нескольких заложениях откосов, принимаемых, например, по табл. 4.1. Для каждого заложения и каждой i-й пары прочностных характеристик используемого грунта С_wi и tg (_wi или С_ci и tg (_wi определяют коэффициент устойчивости насыпи данной высоты. Причем каждая пара значений прочностных характеристик грунта должна соответствовать одному из значений влажности в расчетном диапазоне. По результатам расчета строят зависимости коэффициентов устойчивости К₁ (для С_wi и tg (_wi) и К₂ (для С_сi и tg (_wi) от влажности для конкретной рабочей отметки (высоты насыпи) Н и различных заложений откоса m_i : К = f (W) (рис. 5.1).

Этот график может быть перестроен и представлен в виде зависимости коэффициента устойчивости от заложения откоса при различных значениях влажности для конкретной высоты насыпи (рис. 5.2).

5.4. Проектирование расчетной (по условию прочности — первое предельное состояние) конфигурации откосов насыпей при Н ( 12 м осуществляют следующим образом.

По оси абсцисс графика К₁= f (W) откладывают расчетный, а также допустимый (см. табл. 1.1) диапазоны влажности для данного грунта; по оси ординат — значение требуемого коэффициента устойчивости К_тр (см. п. 5.6). Через точку, соответствующую значению К_трна оси ординат, проводят прямую, параллельную оси абсцисс; точки пересечения с кривыми К₁ = f (W) при m_i = const сносят на ось абсцисс. Точки пересечения прямой, проведенной через точку, соответствующую К_тр, с кривыми для различных заложений откоса будут соответствовать их расчетным значениям, а величины абсцисс для этих точек — расчетному значению допустимой влажности грунта.

Рис. 5.1. Зависимость прочностных характеристик грунта и коэффициента устойчивости откоса от влажности грунта

5.5. В диапазоне допустимых влажностей грунта при К₁ = К_тр на основе построенных по результатам расчета графиков (см. рис. 5.1, 5.2) для данной рабочей отметки насыпи получают несколько расчетных заложений откосов, каждое из которых соответствует определенному допустимому (по степени влажности грунта) значению влажности.

Рис. 5.2. Зависимость коэффициента устойчивости насыпи высотой 20 м

от показателя заложения откоса при различной влажности грунта: ____ — при расчете устойчивости по К₁;— — — — то же, по К₂

Выбор заложения (крутизны) откоси для заданной рабочей отметки осуществляют в зависимости от степени влажности используемого грунта. Допустимая степень влажности конкретного грунта в конструкции насыпи определяется (при заданной высоте) максимально возможным заложением откосов по условиям размещения земляного полотна и полосы отвода, однако она не должна превышать значений, приведенных в табл. 1.1.

Окончательный выбор расчетного заложения и допустимой степени влажности грунта следует осуществлять на основе технико-экономического обоснования.

5.6. Требуемый коэффициент устойчивости насыпи К_тр по прочности (первое предельное состояние) следует определять по выражению

(5.1)

гдеК_н— коэффициент надежности по назначению сооружения (см. СНиП 2.02.01-83),К_н=1,25 — для дорог I категории, К_н = 1,1 — для II и К_н= 1,1 — для III категории;

n_c — коэффициент сочетания нагрузок; n_c = 1(0,9;

n_o— коэффициент перегрузки; n_o = 1,1 — для выемок, n_o = 1,2 — для насыпей;

т_о — коэффициент условий работы; т_о = 0,9 — для пылевато-глинистых грунтов в стабилизированном состоянии (выемки), т_о = 0,85 — в нестабилизированном состоянии.

5.7. При необходимости сооружения насыпей из суглинков тяжелых пылеватых и глин следует выполнить прогноз возможной потери устойчивости откосов во времени, уточнить параметры конструкции и диапазон допустимой влажности грунта.

С этой целью определяют коэффициент устойчивости по порогу ползучести (К₂) для запроектированной из условия прочности (К₁) конструкции насыпи. Расчетные значения tg (_w и С_c должны соответствовать установленному значению допустимой влажности.

Если К₂( 1, то длительная устойчивость откосов насыпи обеспечена. При К₂ 2 /с;

t — расчетный период, равный межремонтному сроку службы автомобильной дороги, с.

Коэффициент деформируемости рассчитывают по формуле

(5.3)

где ( — плотность грунта, кг/м 3 ;

g — ускорение свободного падения, м/с 2 ;

( — единичное сечение площадью 1 м 2 ;

(_w — коэффициент вязкости грунта насыпи при допустимой влажности, установленной при оценке устойчивости откосов по прочности, Па(с.

Расчетные значения коэффициента вязкости, необходимые для определения коэффициента деформируемости Д, следует принимать: для четвертичных суглинков и глин — 1(10 13 Па(с, дочетвертичных суглинков — 1(10 12 Па(с, жирных глин — 1(10 11 Па(с.

5.9. Прогнозируемое значение (Z сравнивается с допустимыми значениями (Z_o (табл. 5.1), принимаемыми из условия нераспространения деформаций ползучести под дорожную одежду.

Для глинистых грунтов с влажностью (1,1(1,4) W_o и плотностью, соответствующей степени уплотнения (0,8(0,95) (_dmax, величина пороговой нагрузки составляет 0,025-0,1 МПа (0,25-1 кгс/см 2 ) ((_dmax — максимальная плотность сухого грунта).

Мощность консолидируемой (активной) зоны h_a устанавливают по разности общей высоты насыпи (ее рабочей отметки) и мощности пассивной зоны h_п:

(5.5)

где Н — высота насыпи, м (отсчет ведется от проектной отметки).

5.13. Для оценки величины доуплотнения слоев консолидируемой зоны выполняют расчет осадки.

Для этого выделяют в консолидируемой зоне расчетные слои грунта (рис. 5.3) и устанавливают их мощность и показатели физико-механических свойств.

Рис. 5.3. Расчетная схема для прогноза осадки: 1 — неконсолидируемая (пассивная) зона насыпи h_п; 2 — то же, консолидируемая (активная) h_a;

3 — нагрузка от веса грунта неконсолидируемой зоны и собственного веса

грунта консолидируемой зоны; 4 — расчетные слои; Z_i — координата

5.14. При сооружении насыпей из неоднородных по составу или состоянию грунтов величина конечной осадки определяется как сумма осадок нестабильных слоев в консолидируемой зоне, а время завершения ее интенсивной части — по наиболее неблагоприятному слою, исходя из условий увлажнения, дренирования, величины передаваемой на расчетный слой нагрузки и водопроницаемости грунта.

5.15. При использовании однородного грунта конечную осадку определяют путем суммирования осадок каждого расчетного слоя в консолидируемой зоне, а время осадки — также по наиболее неблагоприятному слою.

5.16. Расчетные слои в консолидируемой зоне насыпи устанавливают по условию однородности напряженно-деформированного состояния грунта. Для этого определяют нормальные напряжения:

на поверхности расчетного слоя, расположенного непосредственно под дорожной одеждой и переходным слоем (h_общ), — как распределенную нагрузку от их веса ( Р = (_w h_общ);

на поверхности расчетного слоя, расположенного под неконсолидируемой зоной насыпи, — как распределенную нагрузку от веса всех остальных конструктивных слоев;

на поверхности последующих слоев — с учетом нагрузки от веса всех вышележащих слоев и веса дорожниц одежды;

на подошве расчетного слоя — как сумму напряжений ниаповерхности слоя и нагрузки от собственного веса грунта расчетного слоя.

Для ориентировочных расчетов осадки расчетная нагрузка Р для предварительно выделенных слоев может быть определена без учета изменения напряжений по высоте насыпи от веса вышележащих слоев по формуле

5.17. Для оценки степени однородности слоя на основе компрессионных зависимостей необходимо определить модули осадки, соответствующие максимальному и минимальному напряжениям в предварительно выделенном расчетном слое. Слой считается однородным, если найденные компрессионные параметры отличаются друг от друга но более чем на 10 %.

5.18. Для расчета осадки грунта в консолидируемой зоне по результатам компрессионных испытаний для каждого расчетного слоя определяют модуль осадки грунта l_pzi = (_p ( 1000 мм/м, где(_p— относительная деформация, соответствующая расчетной нагрузке на данный слой (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Зависимость относительной деформации образцов глинистых грунтов

Осадку грунта S (м) рассчитывают по формуле

(5.6)

где l_pzi — модуль осадки грунта по компрессионной кривой, соответствующий расчетной нагрузке на глубине z_i для данного слоя, мм/м;

Н_i — мощность расчетного слоя, м.

5.19. Для комплексной оценки времени достижения заданной относительной деформации и плотности грунта активной зоны следует учитывать, что в общем случае консолидация после мгновенной осадки имеет три стадии: дофильтрационную, фильтрационную и за счет ползучести скелета грунта (рис. 5.5).

Дата добавления: 2016-12-27 ; просмотров: 1288 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Наблюдения за бортами карьера. Краткий обзор 439 Приказа.

Помимо глобальных изменений в области недропользования в 2021 году https://mar-geo.ru/ekspertnyy-sovet/publikatsii/publikatsii_60.html с 01.01.2021 г. вступил в силу новый

Приказ № 439 Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила обеспечения устойчивости бортов и уступов карьеров, разрезов и откосов отвалов».

С момента введения в действие Приказа № 439 всем недропользователям в процессе эксплуатации объектов ведения открытых горных работ для своевременного выявления опасных зон и прогнозирования опасных ситуаций должен вестись комплекс маркшейдерских, геотехнических, гидрогеологических и иных наблюдений, достаточных для обеспечения нормального технологического цикла работ, включающий визуальные и инструментальные наблюдения за устойчивостью бортов, уступов, откосов. Если говорить простыми словами- на карьерах должны проводиться инструментальные наблюдения за устойчивостью бортов карьера.

Таким образом, организация, эксплуатирующая объект ведения открытых горных работ, должна обеспечить:

— проведение визуальных и инструментальных наблюдений за состоянием бортов, уступов и откосов;

— выявление зон и участков возможного проявления разрушающих деформаций бортов, бортов, уступов и откосов и организацию на этих участках стационарных инструментальных наблюдений и (или) дистанционного мониторинга;

— изучение выявленных нарушений устойчивости бортов, уступов, откосов, документирование нарушений, установление характера нарушений, степени опасности и причин возникновения;

— разработку и выполнение (проведение) противодеформационных мероприятий, в том числе укрепление ослабленных зон и участков, либо изменение профиля уступов на этих участках, либо обеспечение запрета доступа в опасную зону при условии, что в ней не ведутся горные работы.

Эксплуатирующей организацией должен выполняться прогноз устойчивости бортов и уступов карьеров, разрезов и откосов отвалов, результаты которого являются основой разработки противодеформационных мероприятий, включаемых в план развития горных работ на предстоящий календарный год.

Прогноз устойчивости бортов и уступов карьеров, разрезов и откосов отвалов является обязательным для объектов ведения открытых горных работ II класса опасности и (или) при комбинированной разработке месторождения.

На объектах ведения открытых горных работ II класса опасности и при комбинированной разработке месторождения эксплуатирующей организацией создаётся специальная группа по мониторингу и прогнозу устойчивости бортов, уступов, откосов.

Организация, ведущая эксплуатацию и ликвидацию (консервацию) объектов открытых горных работ II класса опасности и при комбинированной разработке месторождения, должна осуществлять оценку и управление рисками нарушения устойчивости их бортов, уступов, откосов, развития аварийных ситуаций, минимизации негативных последствий от развития деформаций, потери устойчивости бортов, уступов, откосов и их локальных участков

Так же, для объектов II класса опасности должно быть проведено инженерно-геологическое районирование участка недр путём выделения на плане, разрезе и/или в трёхмерном пространстве областей (доменов), в границах которых массив горных пород обладает одинаковыми инженерно-геологическими характеристиками. Иными словами- необходимо моделирование и создание цифрового двойника

Давайте рассмотри виды маркшейдерских наблюдений.

Маркшейдерские наблюдения подразделяются на инструментальные и визуальные.

Инструментальные маркшейдерские наблюдения проводятся для выявления зон и участков проявления деформаций бортов, уступов, откосов должны быть начаты до начала добычных работ в карьере, разрезе.

Периодичность наблюдений в зависимости от фактических горно-геологических условий на месторождении устанавливается в проекте производства маркшейдерских работ (наблюдательной станции) и корректируется по мере развития деформационных процессов по мере отработки месторождения и интенсивности понижения работ в карьере, но не может быть менее 1 раза в год.

Визуальные наблюдения за устойчивостью бортов, уступов, откосов должны проводиться не реже одного раза в месяц специалистами геологической и маркшейдерской служб и специалистами группы по мониторингу и заключаются в фиксации всех признаков начинающихся деформаций бортов, уступов, откосов, геологических и горнотехнических факторов, влияющих на их устойчивость. Для проведения наблюдений могут привлекаться специализированные организации.

Выбор методов наблюдений, их периодичность и точность определяются с учётом природных и горнотехнических факторов, типов деформаций, скоростей развития и масштабов деформаций, согласно таблице 1.

Таблица 1 — Методы наблюдений

Периодичность наблюдений устанавливается в зависимости от поставленных задач и интенсивности процесса деформирования массива горных пород.

При активизации процесса сдвижения интервалы между сериями наблюдений должны сокращаться.

Если скорость смещения реперов увеличивается со временем, то для установления критических скоростей смещений (оседаний), предшествующих срыву оползней, интервалы времени между сериями наблюдений должны сокращаться до нескольких в сутки, в зависимости от скоростей оседаний, или устанавливаться автоматизированная система контроля деформаций.

Мы считаем целесообразным производить инструментальные наблюдения. Данный вид наблюдений является более точным и надежным для выявления деформационных процессов.

Для инструментального наблюдения требуется наличие высокоточных средств измерений. Так же, согласно пункту 5 Постановления Правительства РФ от 16.09.2020 года № 1467 «О лицензировании производства маркшейдерских работ» осуществление измерений производится с применением средств измерений утвержденного типа, прошедших поверку в соответствии с Федеральным законом «Об обеспечении единства измерений» и (или) калибровку (контрольную проверку), обеспечивающих заданную точность в соответствии с методами (методиками) производства маркшейдерских работ.

Техническая оснащённость ООО НИПИ «МарГео» позволяет производить данный вид работ с высокой точностью измерений:

— Тахеометр Leica Flex TS06 power;

— Тахеометр Leica MS50;

— Нивелир Trimble Dini 0.3;

— Рейка инварная Trimble LD 12;

— Аппаратура спутниковая Trimble R8s.

Все средства измерений ежегодно проходят освидетельствование в АО «Сев.-Кав. АГП» и являются пригодными в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений.

Помимо Приказа № 439 требования по ведению мониторинга так же предусмотрены в пункте 24.3 Приказа № 537 «Об утверждении Требований к подготовке, содержанию и оформлению планов и схем развития горных работ и формы заявления о согласовании планов и (или) схем развития горных работ» :пояснительная записка планов развития горных работ должна включать сведения о результатах наблюдений за состоянием горных отводов, включая наблюдения за сдвижением массива горных пород (оседания земной поверхности), деформациями охраняемых зданий, сооружений и объектов и другими негативными проявлениями, связанными с проведением горных работ, с указанием расчетных величин деформаций (сдвижения, оседания) и фактических показателей.

В случае отсутствия сведений о результатах наблюдений за состоянием горных отводов для заполнения таблицы 2, Ростехнадзор имеет право отказать в согласовании Плана развития горных работ.

Таблица 2- Сведения о результатах наблюдений за состоянием горных отводов

Данный вид работ оформляется на несколько лет и согласовывается в Ростехнадзоре как «Схема развития маркшейдерских работ. Проект наблюдений за состоянием горного отвода», согласно пункту 5 Постановлению Правительства РФ от 16 сентября 2020 г. № 1466 «Об утверждении Правил подготовки, рассмотрения и согласования планов и схем развития горных работ по видам полезных ископаемых»: план развития горных работ составляется на 1 год по всем планируемым видам горных работ. Схема развития горных работ составляется по решению пользователя недр на срок, не превышающий 5 лет, по одному или нескольким видам работ.

Специалистами НИПИ «МарГео» ведутся многолетние маркшейдерские наблюдения за состоянием горных отводов на следующих объектах:

— карьеры Новороссийского I+III и Новороссийского 4 месторождениях мергеля ОАО «НЦ»;

— карьер Верхнебаканского месторождения цементных мергелей ОАО «Верхнебаканский цементный завод;

— карьер известняков Неберджаевского месторождения ООО «Бизнес Интернешнл Терминал»;

— карьер мергеля цементного завода ООО «АТАКАЙЦЕМЕНТ».

Компания НИПИ «МарГео» предлагает услуги по созданию и согласованию в Ростехнадзоре Проекта наблюдений за состоянием горного отвода.

Список используемой литературы

1. Приказ № 439 Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила обеспечения устойчивости бортов и уступов карьеров, разрезов и откосов отвалов». 13.11.2020 г.
2. Приказ Ростехнадзора № 537 «Об утверждении Требований к подготовке, содержанию и оформлению планов и схем развития горных работ и формы заявления о согласовании планов и (или) схем развития горных работ». 15.12.2020 г.
3. Постановления Правительства РФ от 16.09.2020 года № 1467 «О лицензировании производства маркшейдерских работ».