[go: up one dir, main page]

RU2014454C1 - Method for heaping spoil-bank on undermined territory - Google Patents

Method for heaping spoil-bank on undermined territory Download PDF

Info

Publication number
RU2014454C1
RU2014454C1 SU4892737A RU2014454C1 RU 2014454 C1 RU2014454 C1 RU 2014454C1 SU 4892737 A SU4892737 A SU 4892737A RU 2014454 C1 RU2014454 C1 RU 2014454C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dumping
rock
displacement
rocks
dump
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Д. Сашурин
В.П. Драсков
В.А. Беркутов
В.Н. Шашкин
К.А. Амиралин
С.Н. Колумбетов
Original Assignee
Сашурин Анатолий Дмитриевич
Драсков Владимир Павлович
Беркутов Виталий Александрович
Шашкин Владимир Николаевич
Амиралин Куандык Амирович
Колумбетов Сиит Нагиметович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сашурин Анатолий Дмитриевич, Драсков Владимир Павлович, Беркутов Виталий Александрович, Шашкин Владимир Николаевич, Амиралин Куандык Амирович, Колумбетов Сиит Нагиметович filed Critical Сашурин Анатолий Дмитриевич
Priority to SU4892737 priority Critical patent/RU2014454C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2014454C1 publication Critical patent/RU2014454C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: method involves placing a layer of rock on undermined territory within boundaries of projected spoil-bank in the zone of expected or repeated development of strata displacement process. The height of said rock layer should be sufficient for stopping the development of displacement and caving processes on its surface. Said height is determined by a mathematical expression and the spoil-bank is heaped on said layer. EFFECT: higher efficiency. 4 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, преимущественно к совместной разработке месторождений железных ископаемых открытыми и подземными горными работами системами с обрушением налегающей породной толщи и может быть использовано для обеспечения безопасности отвалообразовательных работ при сооружении породного отвала на подрабатываемой территории. The invention relates to mining, mainly to the joint development of iron deposits by open and underground mining systems with the collapse of the overlying rock strata and can be used to ensure the safety of landfill operations in the construction of a waste dump in the undermined area.

Известен способ (1) отвалообразования в зоне влияния подземной разработки, включающей отсыпку горных пород на участке с неактивным развитием процесса сдвижения, где подземная отработка эксплуатационных запасов полезного ископаемого и сопровождающий ее процесс сдвижения и обрушения породной толщи прекратился, а на поверхностном рельефе окончательно оформились проявившиеся при этом процессе соответствующие нарушения: оседание, трещины, воронки и провалы. Недостатком способа является ограниченность применения на подрабатываемой территории, обусловленная выполнением предписываемого пунктами 38, 39 действующих охранных правил (1) обязательного условия соблюдения безопасности при производстве отвалообразовательных работ. Обязательным условием применения способа служит естественное затухание процесса сдвижения или искусственная ликвидация имеющихся пустот. В первом случае срок начала использования территории для отвалообразования может отдалиться, а во втором требуются дополнительные затраты на проведение инженерных мероприятий по закладке выработанного пространства или обрушению налегающей толщи. The known method (1) dumping in the zone of influence of underground mining, including dumping of rocks in the area with an inactive development of the displacement process, where the underground mining of operational mineral reserves and the accompanying process of displacement and collapse of the rock mass stopped, and finally manifested on the surface topography In this process, the corresponding violations are: subsidence, cracks, funnels and dips. The disadvantage of this method is the limited application on the part of the mine, due to the fulfillment of the mandatory security requirements (1) prescribed by clauses 38, 39 of the mandatory conditions for maintaining safety during the production of dumping works. A prerequisite for the application of the method is the natural attenuation of the displacement process or the artificial elimination of existing voids. In the first case, the term for the start of use of the territory for dumping may be delayed, and in the second, additional costs are required for engineering activities to lay the worked out space or collapse the overlying strata.

Указанный недостаток устранен в способе (2), в котором для складирования пустых пород используют активную зону сдвижения, где подземная отработка полезного ископаемого не прекращена и присутствует процесс развития сдвижений и деформаций налегающей породной толщи. This drawback is eliminated in the method (2), in which an active displacement zone is used for storing waste rock, where underground mining of minerals is not stopped and there is a process of development of displacements and deformations of the overlying rock stratum.

Отвалообразование в зоне с активным развитием сдвижения, включающее визуально-инструментальный контроль за развитием зоны сдвижения, прогнозную оценку степени опасности подработанной территории и отсыпку пород, осуществляют с рабочей площади отвала-пионерной насыпи, сооружаемой на участке поверхности, находящейся за пределами воронок обрушения в зоне зафиксированных плавных сдвижений и незначительных трещин. Для отсыпки пород с пионерной насыпи в воронки обрушения используют подвесные дороги и специальные землеройные машины, позволяющие выполнять операцию отсыпки на расстоянии с безопасного места. Dumping in a zone with active development of displacement, including visual and instrumental monitoring of the development of the displacement zone, a predictive assessment of the degree of danger of the developed area and dumping of rocks, is carried out from the working area of the dump-pioneer embankment constructed on a surface site located outside the collapse funnels in the zone of fixed smooth movements and minor cracks. To fill the rocks from the pioneer embankment into the crater of the collapse, suspension roads and special earth-moving machines are used, which allow performing the dumping operation at a distance from a safe place.

Опасность внезапного образования воронок на подработанной породной толще, особенно при сохранении пустот и необходимость применения специальной техники существенно ограничивают и снижают эффективность отвалообразования на подрабатываемой территории. The danger of the sudden formation of funnels in the underworked rock mass, especially while maintaining the voids and the need for special equipment, significantly limit and reduce the efficiency of dumping in the undermined area.

Целью изобретения является повышение безопасности и эффективности ведения отвалочных работ в зоне ожидаемого активного процесса сдвижения горных пород. The aim of the invention is to increase the safety and efficiency of landfill operations in the area of the expected active process of rock displacement.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе, включающем отсыпку отвала на подрабатываемую подземной разработкой поверхность, для снижения активности процесса сдвижения путем самоподбучивания обрушаемых пород до начала подземной разработки укладывают на поверхность зоны ожидаемого активного процесса сдвижения слой породы высотой, определяемой из выражения
H=

Figure 00000001
, м, где mэф - эффективная мощность условно отработанной залежи, м;
Кр.вт - вторичный коэффициент разрыхления пород, равный 1.10-1.15, после чего на указанные породы производят отсыпку отвала.This goal is achieved by the fact that in the proposed method, which includes dumping the blade onto the surface being mined by underground mining, in order to reduce the activity of the displacement process by self-winding up collapsed rocks before the underground mining starts, a layer of rock with a height determined from the expression is laid on the surface of the zone of the expected active displacement process
H =
Figure 00000001
, m, where m eff is the effective power of a conventionally worked out deposit, m;
To r.vt is the secondary coefficient of loosening of the rocks, equal to 1.10-1.15, after which the dump is dumped onto the indicated rocks.

На фиг.1,2,3 показаны разрезы по простиранию эксплуатируемого месторождения залежей полезного ископаемого, отображающие открытые и подземные горные работы; на фиг.4 приведена конструктивная схема модели расчета необходимой высоты безопасного слоя-основания для породного отвала на подрабатываемой территории. In Fig.1,2,3 shows sections along the strike of the exploited deposits of mineral deposits, showing open and underground mining; figure 4 shows a structural diagram of a model for calculating the required height of the safe base layer for the waste dump in the undermined area.

В результате подземной выемки геологических залежей 1 эксплуатируемого месторождения происходит разработка породной толщи 2 и ее поверхности 3 (см. фиг.1). As a result of underground excavation of geological deposits 1 of the exploited field, the development of the rock stratum 2 and its surface 3 occurs (see figure 1).

Используя подрабатываемую территорию 3 для складирования пустых пород, отвалообразовательные работы в проектных границах 4 сооружаемого породного отвала 5 ведут с учетом временного и пространственного положения подземных очистных работ относительно поверхности. Using the undermined territory 3 for storing waste rock, the dumping work within the design boundaries 4 of the constructed waste dump 5 is carried out taking into account the temporary and spatial position of the underground treatment work relative to the surface.

Исходят из того, на разрабатываемой территории 3 выделяют зоны с различной степенью опасности вредного влияния подземной разработки. Справа от геологической оси VII на фиг.1.2 и 3 показана зона 6 с неактивным развитием процесса сдвижения горных пород, где очистные работы прекращены, а процесс сдвижения и обрушения налегающей породной тощи 2 находится в стадии затухания. Слева от геологической оси показана зона 7 с активным развитием процесса сдвижения горных пород, обусловленного идущей отработкой запасов залежей 1 эксплуатируемого месторождения. It is assumed that in the developed territory 3 zones with a different degree of danger of the harmful effects of underground mining are distinguished. To the right of the geological axis VII, Figs. 1.2 and 3 show zone 6 with the inactive development of the rock displacement process, where the treatment works are stopped, and the displacement and collapse of the overlying rock 2 is in the attenuation stage. Zone 7 is shown to the left of the geological axis with the active development of the process of rock displacement caused by the ongoing development of reserves of deposits 1 of the exploited field.

В обычном случае отсыпку породного отвала 5 на разрабатываемой территории 3 производят вслед за отработкой залежей 1 преимущественно в зоне с неактивным развитием процесса сдвижения горных пород 6. В зоне с активным развитием процесса сдвижения горных пород 7 допускается засыпка вышедших на земную поверхность воронок обрушения с безопасного места, характеризуемое отсутствием возможности разработки. In the usual case, dumping of the waste dump 5 in the developed area 3 is carried out after mining of deposits 1 mainly in the zone with the inactive development of the process of moving rocks 6. In the zone with the active development of the process of moving rocks 7 it is allowed to fill the crash funnels that have come to the earth's surface from a safe place characterized by a lack of development capabilities.

При этом, основанием сооружаемого породного отвала 5 служит земная поверхность подработанной породной толщи 2. In this case, the basis of the constructed waste dump 5 is the earth's surface of the underworked rock mass 2.

Состояние устойчивости породного отвала 5, сооружаемого на подрабатываемой территории 3, и безопасности отвалообразовательных работ может быть серьезно нарушено развитием в теле самого отвала процессов обрушения 8 от пустот 9, образованных вторичных воронок обрушения и провалов (см. фиг.2). The stability state of the waste dump 5 being built on the undermined territory 3 and the safety of dumping operations can be seriously impaired by the development in the body of the dump itself of the processes of collapse 8 from voids 9, formed by secondary craters of collapse and failures (see figure 2).

Образование вторичных воронок обрушения и провалов в основании породного отвала 5 обусловлено повторным развитием процессов обрушения 10. The formation of secondary craters of collapse and dips at the base of the rock dump 5 is due to the re-development of the processes of collapse 10.

Причиной этому служит появление новых пустот 11 в подработанной породной толще 2 от перераспределения, заполнивших отработанные пространства нижележащих горизонтов, а также пустот 12, процесс обрушения от которых задержался. The reason for this is the appearance of new voids 11 in the underworked rock mass 2 from redistribution, filling the worked up spaces of the underlying horizons, as well as voids 12, the collapse of which was delayed.

Описанная ситуация ухудшает условия отвалообразования и делает невозможным производить дальнейшие работы по отсыпке породного отвала, ввиду угрозы подработки. The described situation worsens the conditions of dumping and makes it impossible to carry out further work on dumping the waste dump, due to the threat of part-time work.

Повышение безопасности и эффективности отвалообразования на подрабатываемой территории с помощью предлагаемого способа происходит следующим образом. Improving the safety and efficiency of dumping in the developed area using the proposed method is as follows.

Для устранения угрозы подработки и обеспечение возможности одновременного производства работ по отвалообразованию в зонах с активным и неактивным развитием процесса сдвижения горных пород и воронкообразования предварительно на участке разрабатываемой территории 3, заключенном в проектируемых границах 4 породного отвала 5, отсыпают породную насыпь 13 высотой, обеспечивающей количество породной массы объемом, достаточным для заполнения объемов пустот воронок обрушения, образующихся в основании сооружаемого породного отвала 5. После отсыпки породной насыпи 13 приступают к сооружению породного отвала 5 на компенсирующем основании 13 (см. фиг.3). To eliminate the threat of underworking and ensuring the possibility of simultaneous work on dumping in areas with active and inactive development of the process of shifting rocks and funnel formation previously on the site of the developed territory 3, enclosed within the design boundaries 4 of the waste dump 5, fill the rock embankment with a height of 13, providing the amount of rock mass with a volume sufficient to fill the volumes of the voids of the collapse funnels formed at the base of the constructed waste dump 5. After the dump of the embankment 13 proceed to the construction of the dump 5 on the compensating base 13 (see figure 3).

Безопасная высота отсыпаемой породной насыпи определяется расчетным путем по формуле, получаемой из условия сопоставления объема условной пустоты воронок обрушения, ожидаемых на поверхности участка отсыпки породного отвала, с увеличенным объемом породного отвала при вторичном разрыхлении в результате развития в нем процесса сдвижения. При этом непосредственно для расчета из всех ожидаемых воронок обрушения выбирают воронку обрушения с максимальной глубиной образования. Можно также вести отсыпку породной насыпи переменной высоты в зависимости от параметров воронок на каждом конкретном участке. The safe height of the dumped embankment is determined by calculation using the formula obtained from the condition for comparing the volume of the conditional emptiness of the collapse funnels expected on the surface of the dumping site of the rock dump with the increased volume of the rock dump during secondary loosening as a result of the development of the displacement process in it. In this case, directly for the calculation of all the expected collapse funnels, a collapse funnel with a maximum formation depth is selected. You can also dump a rock embankment of variable height depending on the parameters of the funnels in each particular area.

На фиг.4 представлена схема модели расчета высоты безопасного основания для породного отвала. Figure 4 presents a diagram of a model for calculating the height of the safe foundation for the waste dump.

Определим высоту безопасного основания H, обозначив глубину воронки обрушения 9-hb, эффективную мощность (высоту) условной пустоты 14-mэф, высоту компенсирующего породного слоя 13 Ho.отв, приняв за основу положение о компенсации образующейся пустоты воронки обрушения разрыхленными породами отсыпаемого породного слоя 13 на подрабатываемой территории 3.Let us determine the height of the safe base H, denoting the depth of the collapse funnel 9-h b , the effective power (height) of the conditional void 14-m eff , the height of the compensating rock layer 13 H o.otv , taking as a basis the provision on the compensation of the resulting emptiness of the collapse funnel with the loosened rocks of the dumped rock layer 13 in the developed area 3.

Из соотношения объемов конуса воронки 9 и эквивалентного цилиндра 14 находим mэф = 1/3 hb. Глубину воронки 15 определяем по формуле (2)
hb = m - Hp(Kp - 1), м, (1) где m - мощность отрабатываемой залежи, м;
Hp -расстояние от поверхности до верхней границы выработанного пространства, м;
Kp - коэффициент разрыхления;
- глубина воронки обрушения, м.
From the ratio of the volumes of the funnel cone 9 and the equivalent cylinder 14, we find m eff = 1/3 h b . The depth of the funnel 15 is determined by the formula (2)
h b = m - H p (K p - 1), m, (1) where m is the power of the worked out deposit, m;
H p is the distance from the surface to the upper boundary of the worked out space, m;
K p is the coefficient of loosening;
- depth of the collapse funnel, m.

Условию сохранения эксплуатационной способности породного отвала и гарантия безопасных условий отвалообразования на подрабатываемой территории должно соответствовать состояние поверхности основания для породного отвала, когда отсутствуют повреждения, определяющие зону обрушения воронки, провалы, трещины с оседанием краев более 0,25 м. The condition of preserving the operational ability of the waste dump and the guarantee of safe conditions for dumping in the developed area should correspond to the surface condition of the foundation for the waste dump, when there are no damages that define the area of the crater collapse, dips, cracks with subsidence of the edges of more than 0.25 m.

Исходя из этого, условие безопасности поверхности основания запишется в следующем виде:
η = mэф - Но.отвр.вт - 1) < 0,25, м, (2) где η - оседание подработанной поверхности, м;
Но.отв - высота породного слоя, служащего основанием для породного отвала, м;
Кр.вт - вторичный коэффициент разрыхления;
mэф - эффективная мощность, условно отработанной залежи полезного ископаемого, принимается равной 1/3 максимальной глубины hb воронки обрушения, м;
0,25 - допустимая величина деформации поверхности основания отвала, используется на практике, как параметр, оценивающий зону плавных сдвижений в мульде сдвижения, м.
Based on this, the condition for the safety of the surface of the base can be written as follows:
η = m eff - H o.otv (K r.vt - 1) <0.25, m, (2) where η is the subsidence of the worked surface, m;
N o.otv - the height of the rock layer, which serves as the basis for the rock dump, m;
To r.vt - the secondary coefficient of loosening;
m eff is the effective power of a conventionally worked out mineral deposit, taken equal to 1/3 of the maximum depth h b of the collapse funnel, m;
0.25 - the allowable amount of deformation of the surface of the base of the blade, is used in practice, as a parameter that estimates the zone of smooth displacements in the trough of displacement, m

Из выражения (2) найдем высоту безопасного основания H
H=Hо.отв=

Figure 00000002
, м.From expression (2) we find the height of the safe base H
H = H about. =
Figure 00000002
, m

Claims (1)

СПОСОБ ОТВАЛООБРАЗОВАНИЯ НА ПОДРАБАТЫВАЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ, включающий отсыпку отвала на подрабатываемую подземной разработкой поверхность, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности ведения отвальных работ в зоне ожидаемого активного процесса сдвижения пород за счет снижения активности их сдвижения путем самоподбучивания обрушаемых пород, до начала подземной разработки укладывают на поверхность зоны активного процесса сдвижения слой породы высотой H, определяемой из выражения
H=
Figure 00000003
,
где mэф - эффективная мощность условно отработанной залежи, м;
Kр.вт=1,10 - 1,15 - вторичный коэффициент разрыхления пород,
после чего на указанные породы производят отсыпку отвала.
METHOD OF DUMP FORMATION IN THE PRODUCED TERRITORY, including dumping of the dump on the surface being mined by underground mining, characterized in that, in order to increase the safety of dumping operations in the area of the expected active process of displacement of rocks by reducing the activity of their displacement by self-winding of collapsed rocks, they are laid before underground mining on the surface of the zone of the active process of displacement, a rock layer of height H, determined from the expression
H =
Figure 00000003
,
where m eff is the effective power of a conventionally worked out deposit, m;
K r.vt = 1.10 - 1.15 - secondary coefficient of loosening of rocks,
after which dumping is performed on the indicated rocks.
SU4892737 1990-12-19 1990-12-19 Method for heaping spoil-bank on undermined territory RU2014454C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4892737 RU2014454C1 (en) 1990-12-19 1990-12-19 Method for heaping spoil-bank on undermined territory

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4892737 RU2014454C1 (en) 1990-12-19 1990-12-19 Method for heaping spoil-bank on undermined territory

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2014454C1 true RU2014454C1 (en) 1994-06-15

Family

ID=21551069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4892737 RU2014454C1 (en) 1990-12-19 1990-12-19 Method for heaping spoil-bank on undermined territory

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2014454C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2235204C1 (en) * 2003-01-04 2004-08-27 Южно-Российский государственный технический университет (НПИ) Method of shaft pillar treatment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2235204C1 (en) * 2003-01-04 2004-08-27 Южно-Российский государственный технический университет (НПИ) Method of shaft pillar treatment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rowe et al. A theoretical examination of the settlements induced by tunnelling: four case histories
Strozik et al. Mine Subsidence as a Post-Mining Effect in the Upper Silesia Coal Basin.
CN109000525A (en) A kind of shield driving upper-soft lower-hard ground presplit blasting construction method
CN113944481A (en) A kind of treatment method of tunnel vault filled karst cave in karst karst area
Kleinhans et al. Guidelines for sinkhole and subsidence rehabilitation based on generic geological models of a dolomite environment on the East Rand, South Africa
CN115199288A (en) A construction method of mud-water balance circular pipe jacking down through the subgrade of railway subgrade
Terzaghi et al. Mission Dam an Earth and Rockfill Dam on a Highly Compressible Foundation
RU2014454C1 (en) Method for heaping spoil-bank on undermined territory
BELL The history and techniques of coal mining and the associated effects and influence on construction
Stacey et al. The influence of subsidence on planning and development in Johannesburg, South Africa
Stead Engineering geology in Papua New Guinea: a review
Bell et al. The significance of engineering geology to construction
Bauer et al. The Material Extraction for the Kühtai Dam
Acker et al. Foundation and abutment treatment for rockfill dams
Giacomin et al. The most challenging underground project in southern Italy: Pavoncelli-bis water tunnel
Malkin et al. Subsidence problems in route design and construction
Romani et al. The T3 stretch of Line C in Rome: TBM excavation
Perez Pereira 3D Modelling of an EPB Tunnel Drive in Mixed Geological Formation
Linney A review of the geotechnical aspects of the construction of the first phase of the Mass Transit Railway, Hong Kong
SU1097793A1 (en) Method of strip mining of horizontal and gently-sloping beds of minerals
Marsland et al. Placing and Compacting 400,000 cu yd of Fill in the Thames River for the Connecticut State Pier
Wallace et al. Foundation practices for Talbingo dam, Australia
Chen et al. Sinkhole collapse resulting from pumping of karst groundwater: a problem and its solution
CN114482062A (en) Underground mining metal mine collapse pit repairing method
Hall et al. Rock Mechanics at the Fiesta Texas Theme Park