Номер части:
Журнал

ОБОСНОВАНИЕ УСТОЙЧИВЫХ ПАРАМЕТРОВ УСТУПОВ КАРЬЕРА «ЭЛЬДОРАДО»



Науки и перечень статей вошедших в журнал:


DOI:
Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: Евразийский Союз Ученых, Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Автор:
, ,
Автор:
, ,
Автор:
, ,
Анотация:
Ключевые слова:                     
Данные для цитирования: . ОБОСНОВАНИЕ УСТОЙЧИВЫХ ПАРАМЕТРОВ УСТУПОВ КАРЬЕРА «ЭЛЬДОРАДО» // Евразийский Союз Ученых. Науки о Земле. ; ():-.





Месторождение Эльдорадо располагается в зоне Ишимбинского глубинного разлома и генетически связано с отложениями горбилокской свиты среднего протерозоя. Месторождение  разрабатывается открытым способом. Формирование структуры месторождения происходило в результате регионального метаморфизма фации-зеленых сланцев, проявления магматизма и тектонической активности и, наконец, внедрения гидротермальных растворов из глубинного очага, несущих золотую минерализацию.

Положение рудного поля в зоне действия разрывных и складчатых структур (Ишимбинской разлом, Успенско-Ольгинское антиклиналь) предопределило его внутреннюю структуру. Рудное поле месторождения на Северо-Западный, Северо-восточный, Центарльный и Юго-Восточный тектонические блоки. Естественными границами блоков является Ольгинское нарушение и причленяющиеся к нему ли параллельные ему Констанским, Раздельным, Южным, Сухоложским и Актоликским нарушениями.

Подвижки тектонических блоков привели к образованию зон смятия. Наличие линейно-вытянутых зон смятия, интенсивно рассланцованных и дробленых пород и многократное проявление тектоническоей активности в районе создли благоприятные структурные условия для проникновения гидротерамальных растворов и формирования отдельных кварцева-жильных тел и зон. Под действием тектонических напряжений образовались многочисленные зоны тектонических нарушений, характеризующиеся разноинтенсивным рассланцеванием и дроблением пород.

В этих условиях в связи с увеличением глубины разработки на 100-120 м возникла необходимость прогнозирования устойчивости карьерных откосов. Тщательное и всестороннее изучение прочности и строения горного массива позволяет решать вопросы предупреждения и борьбы с деформационными явлениям на карьерах[1,2].

По отношению к основному структурному элементу месторождения (кристаллизационной сланцеватости) разрывные нарушения подразделяются на согласные, поперечные и диагональные. Краткое описание нарушений приведено ниже.

Ольгинское, наиболее крупное согласное тектоническое нарушение, прослеживается на границе кординской и горбилокской свит. Мощность нарушения достигает 100-120 м. Внутреннее строение сложное. Наблюдается чередование зон дробления кварцитов (мощность до 5-7 м) с прослоями милонитов и кварц-биотитовых хлоритизированных сланцев. Часто отмечается глинка трения. Простирание плоскостей сместителя северо-западное по азимуту 310-315º, углы падения на северо-восток 65-75º. В региональной структуре Енисейского кряжа Ольгинское нарушение является частью Западно-Ишимбинского нарушения, ограничивающего с запада Ишимбинский разлом.

Констанское субмеридиональное нарушение прослежено в северо-западной части площади месторождения, приурочено к долине одноименного ручья. Ширина зоны нарушения достигает 35-40 м. Представлена дробленными и перемятыми кварц-биотит-серицитовыми сланцами. По многочисленным трещинам отмечается кальцит-флюоритовая и пиритовая минерализация (основных составляющих последней стадии формирования месторождения). Простирание зоны запад-северо-западное по азимуту 235º, падение под углом 70-80º на северо-запад.

Раздельное субмеридианальное нарушение состоит из двух параллельных сместителей, ограничивающих зоны дробления, перемятия и брекчирования кварц-биотит-серицитовых сланцев и гидротермально-измененных пород. Мощность зоны составляет 50-100 м. Наблюдается отчетливое выклинивание жильных образований в близи сместителей, т.е. нарушение является рудоконтролирующим. Азимут простирание сместителей 350º, падение на юго-запад под углом 70º.

Южное субмеридианальнальное тектоническое нарушение. Внутреннее строение этой зоны нарушения характеризуется переслаиванием зон дробления кристаллических сланцев мощностью до 1-2,5 м с кварц-биотит-серицитовыми, гранатсодержащими сланцами. Присутствуют прослои гидротермально-измененных сланцев мощностью 0,8-1,2 м. Мощность зоны нарушения 120 м. Простирание северо-северо-западное по азимуту 350-360º, падение на запад-юго-запад под углом 70-75º. Нарушение служит юго-восточной границей Первой жильной зоны.

Сухоложское субширотное нарушение прослеживается от устья руч. Констанского вверх по руч. Сухой Лож и далее на 1500 м до нарушения Южного, где и срезается. Является восточной границей Северо-Восточного тектонического блока. Характеризуется зонами дробления мощностью 1,5-6,5 м, перемежающихся с перемятыми сланцами кварц-биотит-серицитового состава. В зонах отмечаются обломки кварца, кварц-амфибол-гранатовых пород, прослоев глинок трения. Максимальная мощность зоны нарушения составляет 100 м. Простирание сместителей северо-западное по азимуту 295º, падение на северо-восток под углом 75-80º.

Актоликское субширотное нарушение откартировано южнее Сухоложского нарушения. Является границей Северо-Восточного и Центрального тектонических блоков. На западе срезается Раздельным, а на востоке Южным нарушениями. Зона дробления кварц-биотит-серицитовых сланцев с обломками кварца и прослоями глинки трения составляет около 50 м. Простирание сместителей северо-западное по азимуту 230º, падение на северо-восток под углом 75-80º.

Положение (азимут простирания и угол падения) вышеперечисленных тектонических нарушений относительно простирания лежачего борта карьера показано на круговой диаграмме (рисунок 1), преобладают северо-западные продольные нарушения. Плоскости разломов основном крутые и вертикальные их падение как в массив слагающий бортах карьера так и в сторону выработанного пространства. Продольные нарушения (Ольгинское, Сухоложинское) из-за большого расстояния от контура карьера, не попадают в призму возможного обрушения, рассчитанной по предельной глубине карьера и не будут оказывать влияние на устойчивость бортов карьера. При подвигании северо-восточного борта к предельному контуру, диагональные нарушения (Раздольно-Актолинское) и связанная с ним трещиноватость, в районе выходов карьерного пространства могут спровоцировать нарушение устойчивости уступов как в самих зонах нарушений, мощностью 50-120 м, так и в виде призм сползания, ограниченных ими.

Внутриблоковая разрывная тектоника характеризуется наличием мелких нарушений а также многочисленных тектонических трещин скалывания и отрыва.

Нарушения имеют субмеридианальное направление, крутые углы падения сместителей (70-80º), характеризуются незначительным смещением пород и жильных образований в пределах первых метров. Прослежены канавами и подземными горными выработками, выделяются по маломощным зонам дробления и смятия пород (первые сантиметры) с обязательным присутствием глинки трения.

Рисунок 1. Круговая диаграмма разрывных нарушений

Ранее проведенные замеры трещиноватости на 16 площадках, выделено 88 максимумов, обобщенные замеры которых с усреднением через 30° по азимутам и углам падения представлены в таблица 1, из которой видно, что наибольшим распространением пользуются крутопадающие трещины с северо-западным и юго-восточным азимутами падения (30 и 20° соответственно).

 

Таблица 1

Системы трещин месторождения

Элементы залегания

Количество максимумов трещин

11 10 9 6 5 4 3 2 1
Азимут падения / угол падения 302-324°/72-88° 274-298°/63-88° 123-148°/64-88° 182-208°/35-58° 189-208°/16-29° 156-175°/34-58° 64-88°/63-72° 272-276°/4-26° 165°/30°
      242-269°/32-58° 272-289°/32-58°   151-158°/68-75° 18°/60° 247°/28°
      331-355°/53-81°     218-227°/64-78° 110-112°/50-52° 218°/34°
              143°-144°/35-48° 318°/53°
              23-24°/59-70° 111°/80°
                202°/80°
                241°/82°

Монолитность сланцев нарушена трещинами выветривания и тектоническими. Среднее расстояние между естественными трещинами всех систем в плане и по глубине изменяться в широком диапазоне от 0,05 до 1,4 м.

На 5 горизонтах карьера нами дополнительно было произведено более 580 замеров элементов залегания трещин на 30 замерных станций (площадок).

Построенные обобщающие для всего карьера полигональные кривые углов падения трещин и азимутов простирания их. Кривые углов  падение показывают, что трещины с крутыми углами падения преобладают по площади карьера над пологими, а по простиранию интервалы с азимутами: 350-550, 1200-1400, 2100-2300, 3000-3300. Выявление преобладающих систем трещин всего карьерного поля и их элементов залегания произведено на круговой диаграммы (рисунок 2). В нашем случае четко вы­деляются системы трещин сланцеватости с углами простирания в пределах от от 290° до 340° и с углами падения от 55° до 85°. Системы блочной трещиноватости в трех плоскостях: с углами простирания в пределах от 30° до 50° и с углами падения от 55° до 85°; с углами простирания в пределах от 130° до 160° и с углами падения от 15° до 85°; с углами простирания в пределах от 200° до 240° и с углами падения от 60° до 90°. Системы тектонических трещин с углами простирания в пределах от 165° до 200° и с углами падения от 38° до 55°.

Рисунок 2. Обобщеная круговая точечная диаграмма (карта) трещиноватости бортов карьера «Эльдорадо»

Карьер имеет вытянутую форму в направлении с северо-запада на юго-восток. Выявленные преобладающие системы трещин будут опасны для юго-западного (лежачий), северо-восточного (висячий) бортов в разной степени.

Следует обратить внимание на диагональные и поперечные согласнопадающие с откосом трещины (разрывные нарушения) которые, в своем сочетании, могут образовывать призмы возможного обрушения.

В результате обследования уступов удалось выявить следующее. Откосы уступов северо-восточного (висячего) борта карьера на всех горизонтах высотой 20-30м с углом наклона 45°-60°, формируется вкрест сланцеватости по трещинам отдельности. Деформации имеют вид мелкоблочных вывалов, вследствие чего откосы уступов не формируются в однозначную плоскость (рисунок 3).

Так как устойчивость прибортового массива определяется устойчивостью отдельных породных откосов, оконтуренных с одной стороны поверхностью откоса, а с другой – одной или несколькими поверхностями ослаблений. В зависимости от вида и количества ослаблений в нашем случае можно выделить четыре схемы[3]: 1(VII.1.a) — когда в массиве уступа наличие продольных плоскостей ослаблений, падающих в сторону выработки; 2(VII.1.в) — применяется при подрезке откосов одной поверхности ослабления, слоистости пород диагонального залегания. В этом случае призма возможного обрушения оконтурена с одной стороны поверхностью откоса, с другой – поверхностями ослабления и сдвига в массиве; 3(VII.2) – предполагает наличие в массиве двух систем трещин пологого  крутого залегания. Призма обрушения ограничивается поверхностью откоса и естественными поверхностями скольжения; 4(VII.5) – присутствие в уступах диагональных и продольных согласнопадающих трещин.

Таблица 2 

Исходные данные и результаты расчета высоты откоса и ширины призмы возможного обрушения.

β1 β 2 ρ1 ρ2 ρ3 k1 k2 k3 λ3 λ2 λ1 ρ’ k’ λ γ α Н r Приме-чание
                                   
гр гр гр гр гр т/м2 т/м2 т/м2 гр гр гр гр т/м2 гр т/м3 гр м м
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
              αпред = 85°   12 9,1 60 2,7 75 32 10 Схема VII.1,а
              αпред = 81°   12 9,1 50 2,7 75 24 14
              αпред = 83°   12 9,1 40 2,7 75 23 22
              αпред = 81°   12 9,1 50 2,7 60 52 14
              αпред = 83°   12 9,1 40 2,7 60 34 22
    12     9,1   nу = 1,9   24 22 80   60 42 27 Схема VII.1,в
    12     9,1   nу = 1,6   24 22 70   60 28 17
    12     9,1   nу = 1,2   24,8 22,7 60   60 26 14
    12     9,1   nу = 1,2   24,8 22,7 85   75 50,8 30
    12     9,1   nу = 1,0   24,8 22,7 75   75 36,1 9,5
    15 12   10,2 9,1   90 30           75 37,7 52 Схема VII.2
    15 12   10,2 9,1   85 40           75 28,4 24
    15 12   10,2 9,1   80 50           75 28,4 15

Продолжение таблицы 2

β1 β2 ρ1 ρ2 ρ3 k1 k2 k3 λ3 λ2 λ1 ρ’ k’ λ γ α Н r Примечание
гр гр гр гр гр т/м2 т/м2 т/м2 гр гр гр гр т/м2 гр т/м3 гр м м
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
    15 12   10,2 9,1   90 30           60 47,9 52 Схема VII.5
    15 12   10,2 9,1   80 40           60 42,6 23
    15 12   10,2 9,1   70 50           60 62,1 15
36 31 12 12 13,5 9,1 9,1 9,8 30 80 75         75 33,2 45
36 31 12 12 13,5 9,1 9,1 9,8 40 80 75         75 26,1 24
36 31 12 12 13,5 9,1 9,1 9,8 50 80 75         75 26,6 15
36 31 12 12 13,5 9,1 9,1 9,8 30 75 70         60 42 44
36 31 12 12 13,5 9,1 9,1 9,8 40 75 70         60 39,3 23
36 31 12 12 13,5 9,1 9,1 9,8 50 75 70         60 58,1 15
36 31 12 12 13,5 9,1 9,1 9,8 50 75 70         53 178 16
36 31 12 12 13,5 9,1 9,1 9,8 40 75 70         53 55,1 23
36 31 12 12 13,5 9,1 9,1 9,8 30 75 70         53 49,6 44
36 31 12 12 13,5 9,1 9,1 9,8 30 75 70         45 66,4 44
36 31 12 12 13,5 9,1 9,1 9,8 40 75 70         45 125 23
36 31 12 13,5 15 9,1 9,8 10,2 30 80 75         75 37,6 51
36 31 12 13,5 15 9,1 9,8 10,2 40 80 75         75 28,5 26
36 31 12 13,5 15 9,1 9,8 10,2 50 80 75         75 28,5 17
36 31 12 13,5 15 9,1 9,8 10,2 30 75 70         60 47,6 50
36 31 12 13,5 15 9,1 9,8 10,2 40 75 70         60 42,9 26
36 31 12 13,5 15 9,1 9,8 10,2 50 75 70         60 62,3 17

Из анализа следует (таблица  2), что откосы уступов с фактической высотой 20 м и углом откоса α = 60, 75° будут устойчивы в различных разновидностях сланца, что и выявлено в результате обследования и съемки откосов бортов карьера. Наименьшая высота уступа получается по схемам расчета VII.1а, то есть при подрезке продольной трещины уступом с углами падения от 40 до 50°, но при этом следует иметь ввиду, что предельные углы откосов уступов изменяются от 81 до 85°, также наименьшая высота уступа получается по схемам расчета VII.5, то есть при подрезке двух диагональных поперечных трещин с крутыми углами падения. Третьей, с углом наклона от 30 до 50°. Реализация указанной схемы расчета в условиях карьера «Эльдорадо» может произойти для группы уступов с высотой более 100 м и с результирующим углом борта на этом участке более 53°, и то только на выходах зон разломов в карьерное пространство на верхних горизонтах.

Список литературы

  1. Попов В.Н., Шпаков П.С., Юнаков Ю.Л. Управление устойчивостью карьерных откосов. Учебник для вузов. – М.: Издательство МГГУ, издательство «Горная книга2, 2008.-683 с.:ил.
  2. Шпаков П.С., Юнаков Ю.Л., Шпакова М.В. расчет устойчивости карьерных откосов по программе stability analysis// Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2011. — № 8. – С. 56-63.
  3. Попов И.И., Окатов Р.П. Борьба с оползнями на карьерах. М., 1980. 239с.[schema type=»book» name=»ОБОСНОВАНИЕ УСТОЙЧИВЫХ ПАРАМЕТРОВ УСТУПОВ КАРЬЕРА «ЭЛЬДОРАДО»» author=»Юнаков Юрий Леонидович, Патачаков Игорь Витальевич, Фуртак Анна Анатольевна » publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-04-28″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 28.03.2015_03(12)» ebook=»yes» ]
Список литературы:


Записи созданы 6776

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх