Контроль стану стійкості внутрішніх відвалів
Запропонований спосіб контролю стану стійкості внутрішніх відвалів різноміцних порід на основі методу звукометрії. Обґрунтоване очікуване збільшення точності контролю стійкості внутрішніх відвалів від застосування розробленого способу із забезпеченням безпечного відвалоутворення. Предложен способ к...
Saved in:
| Date: | 2008 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут проблем природокористування та екології НАН України
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14405 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Контроль стану стійкості внутрішніх відвалів / Д.О. Шевченко // Екологія і природокористування. — 2008. — Вип. 11. — С. 89-93. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859671598988001280 |
|---|---|
| author | Шевченко, Д.О. |
| author_facet | Шевченко, Д.О. |
| citation_txt | Контроль стану стійкості внутрішніх відвалів / Д.О. Шевченко // Екологія і природокористування. — 2008. — Вип. 11. — С. 89-93. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| description | Запропонований спосіб контролю стану стійкості внутрішніх відвалів різноміцних
порід на основі методу звукометрії. Обґрунтоване очікуване збільшення точності контролю стійкості внутрішніх відвалів від застосування розробленого способу із забезпеченням безпечного відвалоутворення.
Предложен способ контроля состояния устойчивости внутренних отвалов разнопрочных пород на основе метода звукометрии. Обосновано ожидаемое увеличения точности контроля устойчивости внутренних отвалов от применения разработанного способа
с обеспечением безопасного отвалообразования.
The way of the control of a condition of stability of internal dumps of different-soil breeds on
the basis of a sound-measuring method is offered. The expected increase in accuracy of the
control of stability of internal dumps from application of the developed way with safe dumpforming
maintenance is proved.
|
| first_indexed | 2025-11-30T13:40:35Z |
| format | Article |
| fulltext |
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
89
УДК 622.271.3:624.131.537
Д.О. Шевченко
КОНТРОЛЬ СТАНУ СТІЙКОСТІ
ВНУТРІШНІХ ВІДВАЛІВ
Криворізький технічний університет, Кривий Ріг
Запропонований спосіб контролю стану стійкості внутрішніх відвалів різноміцних
порід на основі методу звукометрії. Обґрунтоване очікуване збільшення точності конт-
ролю стійкості внутрішніх відвалів від застосування розробленого способу із забезпе-
ченням безпечного відвалоутворення.
Предложен способ контроля состояния устойчивости внутренних отвалов разнопро-
чных пород на основе метода звукометрии. Обосновано ожидаемое увеличения точнос-
ти контроля устойчивости внутренних отвалов от применения разработанного способа
с обеспечением безопасного отвалообразования.
В результаті людської діяльності утво-
рюються порушені землі - землі, що втрати-
ли свою господарську цінність або що стали
джерелом негативної дії на природне сере-
довище. Найбільше порушення земель ви-
никає в результаті гірничодобувних робіт
(кар'єри, відвали). Тому одним з головних
напрямів природоохоронної діяльності гір-
ничих підприємств є рекультивація поруше-
них земель.
З розробкою та введенням в дію «Поло-
ження про проектування внутрішнього від-
валоутворення та складування відходів ви-
робництва…» [1] проектування внутрішньо-
го відвалоутворення набуває все більшого
впровадження і являє собою один із спосо-
бів проведення гірничотехнічної рекульти-
вації окремих ділянок глибоких кар’єрів.
Гірничотехнічна рекультивація поруше-
них земель залізорудних кар’єрів Кривбасу є
однією з самих проблемних. Тому впрова-
дження внутрішнього відвалоутворення до
закінчення відпрацювання кар’єра являється
першочерговим завданням, що буде сприяти
створенню Інгулецького екологічного кори-
дору.
Часто гірничотехнічна рекультивація
внутрішніх відвалів супроводжується дефо-
рмаційними процесами відвальної маси, що
тягне за собою додаткові витрати на прове-
дення технічної рекультивації порушених
земель і відповідно подальшої біологічної
рекультивації та захисту рельєфу місцевості
від ерозійного руйнування.
Тому, виходячи з цього, стійкість бортів
© Шевченко Д.О., 2008
внутрішніх відвалів слід розглядати як скла-
дову сталого розвитку гірничовидобувних
регіонів.
Згідно нормативних документів [2-5], ко-
нтроль стійкості відвалів включає закладку
спеціальних спостережних станцій, що
складаються з профільних ліній, по яким
розташовані опорні та робочі репери та пе-
ріодично проводяться інструментальні спо-
стереження. У зв'язку з тим, що укладання і
закладку робочих датчиків у вигляді реперів
проводять після відсипання західки відвалу і
лише на його поверхні, прийом по реперах
інформації про зміщення контрольованої
дільниці відвалу і визначення їх поточних і
контрольованих критичних величин на ак-
тивній стадії порушення відвалу спостеріга-
чами, що знаходяться в небезпечних для них
умовах, при розташуванні опорних реперів
поза зоною зміщень, що часто є лише перед-
бачуваною, а не фактичною, відбувається
отримання інформації із запізнюванням про
зміщення контрольованої дільниці відвалу,
що у свою чергу приводить до низької точ-
ності контролю стійкості внутрішнього від-
валу.
Метою цієї роботи є розробка способу
контролю стійкості внутрішнього відвалу, в
якому шляхом визначення прихованої стадії
порушення усередині призми можливого
зсування в нижній і верхній її частинах по
частоті появи імпульсів акустичної емісії на
контрольованій дільниці внутрішнього від-
валу за рахунок можливості роздільного
прийому датчиками у вигляді металевих
хвилеводів в нижній і верхній частинах від-
валу в призмі можливого зсування критич-
них і поточних величин частот появи імпу-
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
90
льсів акустичної емісії, досягають підви-
щення точності контролю стійкості внутрі-
шнього відвалу із забезпеченням безпечного
відвалоутворення.
Реалізація цієї мети можлива при засто-
суванні методу звукометричного контролю
за напруженим станом гірських порід. Дос-
лідження в цьому напрямку [6] показали, що
в процесі ущільнення та переміщення часток
породи, виникають сигнали акустичної емі-
сії. Враховуючи це, розроблений нами спо-
сіб здійснюється наступним чином.
До відсипання міцних і м'яких порід вну-
трішнього відвалу висотою Нв з кутом при-
родного укосу αв уздовж проектної межі йо-
го з бортом кар'єру на поверхні його укосу з
кутом нахилу αб і висотою Нб на дільниці
відсипання внутрішнього відвалу, вхрест
простягання борту кар'єру на профільних
лініях спеціальних спостережних станцій
контрольованих дільниць по черзі уклада-
ють робочі датчики, які є одночасно і опор-
ними у вигляді металевих хвилеводів різної
довжини, спочатку нижні потім верхні шля-
хом опускання їх під власною вагою на дов-
жину, яку визначають з виразів:
б
бн
Хн
Hk
l
αsin
⋅= ,
б
бв
Хв
Hk
l
αsin
⋅= ,
де lХн – довжина нижнього металевого хви-
леводу, м; kн – коефіцієнт “глибини зонду-
вання” призми можливого зсування нижньо-
го металевого хвилеводу; Hб – висота борту
кар'єру на дільниці відсипання внутрішнього
відвалу, м; αб – кут нахилу борту кар'єру на
дільниці відсипання внутрішнього відвалу,
град., lХв – довжина верхнього металевого
хвилеводу, м; kв – коефіцієнт “глибини зон-
дування” призми можливого зсування верх-
нього металевого хвилеводу.
Довжину контрольованих дільниць
приймають рівною довжині профільних лі-
ній спеціальних спостережних станцій, яку
визначають одним з відомих способів зале-
жно від висоти борту кар'єру та міцності йо-
го порід.
Нижні і верхні металеві хвилеводи укла-
дають по черзі на однаковій відстані L рів-
ній висоті Нб борту кар'єру на дільниці від-
сипання внутрішнього відвалу як один від
одного, так і до найближчих меж кожної ко-
нтрольованої дільниці (рисунок 1).
Рисунок 1 - Схема формуванням контрольованих дільниць (a, b, c, d та e, f, g, h) на борту
кар'єру до відсипання внутрішнього відвалу: 1 – проектна межа внутрішнього відвалу з бортом
кар'єру; 2 – кар'єр; 3 – профільні лінії спеціальних спостережних станцій; 4 – нижній
металевий хвилевод; 5 – верхній металевий хвилевод
Після укладання металевих хвилеводів на
контрольованих дільницях здійснюють за-
кладку (засипку) нижнього металевого хви-
леводу на дільниці відсипання внутрішнього
відвалу. Потім на цій же контрольованій ді-
льниці проводять прийом сигналів акустич-
ної емісії (АЕ), реєстрацію частоти появи
імпульсів АЕ з визначенням контрольованої
критичної величини частоти Nкн в ході про-
цесу ущільнення відвальної маси. При посу-
ванні екскаваторної західки в межах контро-
льованої дільниці здійснюють закладку вер-
хнього металевого хвилеводу і проводять
прийом сигналів АЕ, реєстрацію частоти
появи імпульсів АЕ з визначенням контро-
льованої критичної величини частоти Nкв, з
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
91
одночасним прийомом сигналів АЕ, реєст-
рацією нижнім металевим хвилеводом пото-
чної величини частоти Nпн появи імпульсів
АЕ. І після посування екскаваторної західки
до межі контрольованих дільниць внутріш-
нього відвалу проводять прийом сигналів
АЕ, реєстрацією верхнім металевим хвиле-
водом поточної величини частоти Nпв появи
імпульсів АЕ (рисунок 2).
Рисунок 2 - Кар'єр в процесі відсипання внутрішнього відвалу: 1 – проектна межа внутрішнього
відвалу з бортом кар'єру; 2 – кар'єр; 3 – профільні лінії спеціальних спостережних станцій;
4 – нижній металевий хвилевод; 5 – верхній металевий хвилевод; 6 – внутрішній відвал
Поява сигналів АЕ, як в процесі відси-
пання відвалу, так і в сформованому відвалі
супроводжується виникненням в металевих
хвилеводах коливань звукового діапазону
частот при терті кусків породи між собою і
кусків породи об металеву поверхню хвиле-
водів. Ці коливання в металевих хвилеводах
у вигляді імпульсів АЕ приймають п'єзоеле-
ктричним геофоном і реєструють самопис-
цем.
Шляхом порівняння поточних величин
частот появи імпульсів АЕ з критичними
величинами, роблять висновки про стійкість
контрольованої дільниці внутрішнього від-
валу.
У випадку зростання поточної частоти
Nпн появи імпульсів АЕ до їх критичних зна-
чень зареєстрованих нижнім металевим хви-
леводом роблять висновки про початок
утворення призми можливого зсування з по-
верхнею ковзання, а при її подальшому роз-
витку аж до реєстрації зростання поточної
частоти Nпв появи імпульсів АЕ до їх крити-
чних значень верхнього металевого хвиле-
воду, роблять висновки про нестійкий стан
сформованої західки контрольованої діль-
ниці внутрішнього відвалу. Після чого робо-
ти по відвалоутворенню на цій дільниці
тимчасово зупиняють і продовжують роботи
на суміжній дільниці уздовж фронту відва-
лоутворення. По завершенню стабілізації
порушеної призми можливого зсування кон-
трольованої дільниці внутрішнього відвалу,
що підтверджується результатами прийому
сигналів АЕ і реєстрацією нижнім і верхнім
металевими хвилеводами частот появи ім-
пульсів АЕ поточних величин частот, ухва-
люють рішення про проведення робіт по ві-
двалоутворенню на наступній дільниці де її
контроль стійкості проводять аналогічно
контролю стійкості попередньої дільниці
внутрішнього відвалу.
При використанні запропонованого спо-
собу контролю стійкості внутрішнього від-
валу забезпечується можливість обхвату
прийому появи імпульсів акустичної емісії в
найбільш напружених нижній - нижнім хви-
леводом і верхній - коротким хвилеводом
областях призми можливого зсування внут-
рішнього відвалу та завдяки тому, що після
укладання металевих хвилеводів на дільниці
відсипання внутрішнього відвалу в процесі
його відсипання здійснюють закладку ниж-
нього металевого хвилеводу, а потім верх-
нього і проводять відповідно прийом сигна-
лів акустичної емісії, реєстрацію частоти
появи імпульсів акустичної емісії з визна-
ченням контрольованих критичних величин
частот Nкн і Nкв появи імпульсів акустичної
емісії в ході процесу ущільнення відвальної
маси до його завершення з наступним ви-
значенням поточних величин частот Nпн і
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
92
Nпв появи імпульсів акустичної емісії і їх
порівняння з контрольованими критичними
для контролю стійкості внутрішнього відва-
лу в сформованій його західці, існує можли-
вість своєчасно отримувати в контрольова-
них нижній і верхній областях призми мож-
ливого зсування відвалу достовірні дані про
стан стійкості внутрішнього відвалу. А ви-
значаючи поточні величини частот Nпн и Nпв,
у разі зростання поточних величин частоти
Nпн появи імпульсів акустичної емісії до їх
критичних значень, зареєстрованих нижнім
металевим хвилеводом, робляться висновки
про початок утворення призми можливого
зсування і про необхідність систематичного
контролю (ноу-хау) за розвитком поверхні
ковзання призми можливого зсування внут-
рішнього відвалу, підготовки до зупинки
ведення гірських робіт з переходом на сумі-
жну дільницю для подальшого відсипання
внутрішнього відвалу і при визначенні пото-
чних величин частот Nпн і Nпв, у разі пода-
льшого розвитку призми можливого зсуван-
ня аж до реєстрації зростання поточних ве-
личин частот Nпв появи імпульсів акустичної
емісії до їх критичних значень верхнього
металевого хвилеводу, робляться висновки
про нестійкий стан сформованої західки ко-
нтрольованої дільниці внутрішнього відвалу
і необхідність зупинки відсипання внутріш-
нього відвалу.
Запропонована методика контролю стану
стійкості внутрішнього відвалу може бути
застосована на Центральному ГЗКі, де скла-
дують змішані розкривні породи у зовнішній
відвал Глеюватського кар’єру. Так, на залі-
зорудному кар'єрі на дільниці його борту
висотою 100 м і кутом нахилу 42˚ складýють
міцні і м'які породи у внутрішній відвал ви-
сотою 100 м з кутом природного укосу від-
валу 36˚.
На дільниці відсипання внутрішнього ві-
двалу вхрест простягання борту кар'єру на
двох контрольованих дільницях довжиною
рівною відповідно довжині кожної профіль-
ної лінії, що складає 3Нб = 3 х 100 м = 300 м
по черзі укладають робочі датчики, які є од-
ночасно і опорними у вигляді металевих
хвилеводів (ХВ) різної довжини, спочатку
нижні lХн потім верхні lХв шляхом опускання
їх під власною вагою на довжину, яку ви-
значають відповідно з виразів:
м
Hk
l
б
бн
Хн 6,89
42sin
1006,0
sin
=
°
⋅=⋅=
α
,
м
Hk
l
б
бв
Хв 8,44
42sin
1003,0
sin
=
°
⋅=⋅=
α
.
Укладання металевих ХВ здійснюють на
однаковій відстані один від одного на конт-
рольованих дільницях а, b, с, d і e, f, g, h рів-
ній висоті борту кар'єру на дільниці відси-
пання внутрішнього відвалу L = Нб = 100 м і
на такій же відстані до найближчих меж ко-
жної контрольованої дільниці відповідно ad
і eh. При укладанні металевих ХВ викону-
ють закріплення їх верхніх кінців на розван-
тажувальній площадці фронту відвалоутво-
рення.
Після укладання металевих ХВ з раніше
використаних екскаваторних канатів шля-
хом їх опускання під власною вагою по по-
верхнях укосів борту кар'єру на повну їх до-
вжину і закріплення їх верхніх кінців на роз-
вантажувальній площадці фронту відвалоут-
ворення, виконують їх закладку (засипку) на
висоту відвалу до його верхньої межі з бор-
том кар'єру. І після засипки нижнього мета-
левого ХВ на висоту відвалу контрольованої
дільниці а, b, с, d здійснюють прийом сигна-
лів акустичної емісії (АЕ), реєстрацію часто-
ти появи імпульсів АЕ з визначенням конт-
рольованої критичної величини частоти Nкн
в ході процесу ущільнення відвальної маси,
що досягла максимального значення, рівної
82 імп/хв. Потім після засипки верхнього
металевого ХВ при посуванні західки в ме-
жах контрольованої першої дільниці а, b, с, d
здійснюють прийом сигналів АЕ, реєстрацію
частоти появи імпульсів АЕ з визначенням
контрольованої критичної величини частоти
Nкв, рівної 63 імп/хв з одночасним прийомом
сигналів АЕ, реєстрацією нижнім металевим
ХВ поточної величини частоти Nпн появи
імпульсів АЕ, рівною 38 імп/хв. І після по-
сування екскаваторної західки до межі de
контрольованих дільниць а, b, с, d і e, f, g, h
внутрішнього відвалу здійснюють прийом
сигналів АЕ, реєстрацією верхнім металевим
ХВ поточної частоти Nпв появи імпульсів
АЕ, рівною 19 імп/хв. Шляхом порівняння
поточних величин частот появи імпульсів
АЕ з критичними величинами, роблять ви-
сновки про стійкість контрольованої дільни-
ці а, b, с, d внутрішнього відвалу.
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2008, Випуск 11
93
При формуванні екскаваторної західки
другої дільниці e, f, g, h аналогічно першому
а, b, с, d отримані результати для другої кон-
трольованої дільниці e, f, g, h внутрішнього
відвалу для нижнього металевого ХВ Nкн =
79 імп/хв і Nпн = 82 імп/хв; для верхнього
металевого ХВ Nкв = 58 імп/хв і Nпв = 45
імп/хв. На підставі проведених спостере-
жень за акустичною емісією в процесі утво-
рення призми можливого зсування внутріш-
нього відвалу можна робити висновки про
можливість продовження робіт по відвалоу-
творенню на першій контрольованій дільни-
ці і тимчасовому припиненні робіт на дру-
гій, до стабілізації порушеної призми мож-
ливого зсування.
Таким чином, застосування способу кон-
тролю стійкості внутрішнього відвалу на
нашу думку, дозволить підвищити точність
контролю його стійкості із забезпеченням
безпечного відвалоутворення і за рахунок
цього поліпшаться умови технічної рекуль-
тивації порушених земель гірничими робо-
тами з подальшою біологічною рекультива-
цією і захистом рельєфу місцевості від еро-
зійного руйнування.
Перелік посилань
1. Положення про проектування внутрішнього відвалоутворення та складування відходів
виробництва в залізорудних і флюсових кар’єрах. – Дніпропетровськ: ІППЕ НАН України,
2004. - 50 с.
2. Методичні вказівки з визначення оптимальних кутів нахилу бортів, укосів уступів і від-
валів залізорудних та флюсових кар’єрів. – Дніпропетровськ: ІППЕ НАН України, 2008. –
194 с.
3. Методические указания по расчету устойчивости и несущей способности отвалов. – Л.:
ВНИМИ, 1987. – 126 с.
4. Инструкция по наблюдениям за деформациями бортов, откосов уступов и отвалов на
карьерах и разработке мероприятий по обеспечению их устойчивости. – Л.: ВНИМИ, 1971. –
188 с.
5. Методические указания по наблюдениям за деформациями бортов разрезов и отвалов,
интерпретации их результатов и прогнозу устойчивости. – Л.: ВНИМИ, 1987. – 118 с.
6. Цариковский В.В., Сакович В.В., Ященко М.А., Запорожец В.Д., Мигуль А.Ф. Возмож-
ность использования акустической эмиссии для оценки состояния отвалов скальных и смешан-
ных пород // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2000. – № 3. – С. 67-68.
D.О. Shevchenko
THE CONTROL OF A CONDITIONG
OF STABILITY OF INTERNAL DUMPS
Technical University of Kriviy Rig
The way of the control of a condition of stability of internal dumps of different-soil breeds on
the basis of a sound-measuring method is offered. The expected increase in accuracy of the
control of stability of internal dumps from application of the developed way with safe dump-
forming maintenance is proved.
Надійшла до редколегії 18 вересня 2008 р.
Рекомендована членом редколегії канд.техн.наук П.І. Копачем
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-14405 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0010 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-30T13:40:35Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут проблем природокористування та екології НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Шевченко, Д.О. 2010-12-22T13:50:33Z 2010-12-22T13:50:33Z 2008 Контроль стану стійкості внутрішніх відвалів / Д.О. Шевченко // Екологія і природокористування. — 2008. — Вип. 11. — С. 89-93. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. XXXX-0010 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14405 622.271.3:624.131.537 Запропонований спосіб контролю стану стійкості внутрішніх відвалів різноміцних порід на основі методу звукометрії. Обґрунтоване очікуване збільшення точності контролю стійкості внутрішніх відвалів від застосування розробленого способу із забезпеченням безпечного відвалоутворення. Предложен способ контроля состояния устойчивости внутренних отвалов разнопрочных пород на основе метода звукометрии. Обосновано ожидаемое увеличения точности контроля устойчивости внутренних отвалов от применения разработанного способа с обеспечением безопасного отвалообразования. The way of the control of a condition of stability of internal dumps of different-soil breeds on the basis of a sound-measuring method is offered. The expected increase in accuracy of the control of stability of internal dumps from application of the developed way with safe dumpforming maintenance is proved. uk Інститут проблем природокористування та екології НАН України Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами Контроль стану стійкості внутрішніх відвалів The control of a conditiong of stability of internal dumps Article published earlier |
| spellingShingle | Контроль стану стійкості внутрішніх відвалів Шевченко, Д.О. Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами |
| title | Контроль стану стійкості внутрішніх відвалів |
| title_alt | The control of a conditiong of stability of internal dumps |
| title_full | Контроль стану стійкості внутрішніх відвалів |
| title_fullStr | Контроль стану стійкості внутрішніх відвалів |
| title_full_unstemmed | Контроль стану стійкості внутрішніх відвалів |
| title_short | Контроль стану стійкості внутрішніх відвалів |
| title_sort | контроль стану стійкості внутрішніх відвалів |
| topic | Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами |
| topic_facet | Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14405 |
| work_keys_str_mv | AT ševčenkodo kontrolʹstanustíikostívnutríšníhvídvalív AT ševčenkodo thecontrolofaconditiongofstabilityofinternaldumps |