Обеспечение устойчивости рабочих бортов карьера при разработке мульдообразных залежей

При разработке мульдообразных месторождений отдельные участки карьерного поля приходится отрабатывать по восстанию угольных пластов. При этом угольные пласты по контактам с породами вскрыши имеют наиболее слабую плоскость скольжения и могут способствовать образованию оползня на рабочем борту. Такие оползни имеют значительное простирание по фронту работ и могут составлять в объеме до нескольких миллионов м3. Возникновение таких оползней может привести к остановке горных работ на участке или всем карьере на довольно продолжительное время и затрате значительных средств на ликвидацию оползня. Поэтому основные меры должны быть направлены на недопущение возникновения и развития оползневых явлений на рабочем борту.

Основные направления предупреждения возникновения оползневых явлений на рабочем борту карьера следующие:

1. Проведение комплекса работ по осушению массива горных пород в зоне возможного образования оползня;

2. Недопущение подрезки угольных пластов на участке их отработки по восстанию, так как это приводит к ослаблению потенциальной поверхности скольжения и может спровоцировать возникновение оползня;

3. Переход на оползневых участках на двухстороннее развитие горных работ;

4. Проведение работ по разгрузке рабочего борта за счет проведения дополнительных траншей;

5. Разнос рабочего борта под более пологим углом;

6. Недопущение больших площадей бортов в зоне возможно-го сползания пород за счет отсыпки или оставления временных перемычек.

Оползни, являющиеся результатом сильной обводненности подстилающих и вмещающих угольный пласт пород, характеризуются сравнительно медленными подвижками и оседанием в верхней части оползневого массива, а также выдавливанием пород в нижней его части. Основные меры по предупреждению такого рода оползней направлены на осушение массива горных пород.

Оползни, образующиеся в результате подрезки горными работами согласно падающих с откосами слоев пород, проявляются в виде первоначальных заколов по поверхностям ослабления, а затем в виде быстрых подвижек и обрушений по напластованию. При необходимости подрезки угольных пластов выемка угля осуществляется с оставлением упорных угольных целиков. Так, на Волчанском разрезе при подрезке пласта оставлялись целики шириной 24-30 м по простиранию пласта и высотой 4-5 м.

Наиболее благоприятные условия, предупреждающие возникновение оползневых явлений, создаются при отработке участков по падению угольных пластов при двухстороннем развитии горных работ. Такое развитие горных работ уравновешивает массив, предупреждает возникновение касательных напряжений, приводящих к оползням. Двухсторонняя разработка угольных пластов применялась на Волчанском разрезе. При двухстороннем развитии горных работ проводится разработка выходов пластов на разрезе «Лучегорский».

При небольшой высоте рабочего борта снижения сдвигающих напряжений в массиве можно добиться за счет проведения опережающих дополнительных траншей. Такой способ разгрузки рабочего борта использован на разрезе «Павловский-2» в Приморье при отработке угольных пластов по восстанию в зоне поднятий и показан на рис. 6.5. Tраншея пройдена драглайном бестранспортным способом с укладкой породы на один борт траншеи за пределами контура карьера.

При значительной высоте рабочего борта за счет проведения траншеи не удается добиться необходимого снижения нагрузок для предотвращения возникновения оползневых явлений. Такие участки могут быть отработаны при разносе борта под более пологим углом или с применением послойной выемки. При послойной выемке горные работы сосредоточиваются только на верхнем уступе и ведутся до постановки уступа на конечный контур. Так последовательно отрабатывают все уступы в пределах участка. Разнос борта под более пологим утлом производится за счет увеличения ширины рабочих площадок уступов, для чего увеличивается скорость подвигания фронта работ на верхних горизонтах и сдерживается на нижних. Как в том, так и в другом случаях на участках снижается интенсивность ведения горных работ.

Уменьшить вероятность потери устойчивости рабочего борта можно за счет создания временных породных перемычек. Такие перемычки отсыпаются на часть или всю высоту борта. Горные работы в зоне перемычки временно останавливаются. Поэтому для равномерного развития горных работ такие перемычки должны периодически разбираться, а взамен их отсыпаться другие на новом месте. Создание породных перемычек для повышения устойчивости рабочего борта практикуется на разрезе «Лермонтовский» на о.Сахалин. Для предотвращения контактных оползней на Богословских разрезах практиковалось создание драглайнами перемычек на всю высоту уступа высотой 30 м и шириной 40 м. Создание временных перемычек увеличивает затраты на горные работы. Компенсировать эти дополнительные затраты возможно за счет сокращения расстояния перевозки горной массы при расположении на перемычках транспортных коммуникаций.