Partner serwisu
28 października 2016

Zbocze stateczne – złoże bezpieczne

Kategoria: Artykuły z czasopisma

Utrata stateczności skarp może skutkować degradacją objętych nimi terenów, uszkodzeniem infrastruktury czy pracujących w wyrobisku maszyn i urządzeń. Mogą stanowić także zagrożenie dla samych operatorów i pracowników zakładu. Istnieje wiele metod zapobiegania tym zjawiskom.

Zbocze stateczne – złoże bezpieczne

W celu zwiększenia dokładności oraz przyspieszenia obliczeń opracowano szereg inżynierskich programów komputerowych, które są w stanie ocenić stateczność skarp różnymi metodami opisanymi wcześniej w literaturze. Liczne opracowania oraz ekspertyzy dotyczące budowy geologicznej złóż umożliwiają szczegółowe ustalenie warunków geologiczno-górniczych występujących w poszczególnych partiach złoża. Sprecyzowanie wyżej wspomnianych warunków pozwala na wstępne wskazanie rejonów, w których z wysokim prawdopodobieństwem wystąpią zagrożenia mogące uaktywnić procesy osuwiskowe. W ramach pracy określono możliwość bezpiecznej eksploatacji jednego ze zboczy dla poziomów III i IV, bez pozostawiania półek między poziomowych w ścianach docelowych.

Opis metod obliczeniowych

Analiza stateczności zboczy odkrywki ma na celu określenie potencjalnych powierzchni poślizgu oraz określenie wskaźnika stateczności FS, przy zastosowaniu metody równowagi granicznej. Podstawowym parametrem decydującym o stateczności zbocza lub skarpy jest wytrzymałość na ścinanie. W skarpach zbudowanych ze skał zwięzłych model Coulomba-Mohra nie może być użyty dla zdefiniowania wytrzymałości na ścinanie, ponieważ w skałach nie ma liniowej
zależności pomiędzy wytrzymałością na ścinanie i obciążeniem. W związku z tym, w ramach pracy do obliczeń dla przykładowego zbocza zastosowano model Hoecka & Bray’a (1981), który pozwala na zastosowanie klasycznych równań równowagi granicznej do skarp zbudowanych ze skał zwięzłych. Kąt tarcia wewnętrznego j i kohezja c masywu skalnego działająca wzdłuż określonej powierzchni poślizgu jest zdefiniowana jako:

tgϕ = AB ( σ’ / σc – T) B-1
C = Aσ c (σ’ / σc –T) B – σ’ tgϕ

gdzie:
σc = wytrzymałość na ściskanie,
σ’ = siła działająca w podstawie każdej potencjalnej powierzchni poślizgu,
A,B,T = współczynniki korelacyjne dla określonych rodzajów skał.

W celu doboru współczynników korelacyjnych zastosowano klasyfikacje wieloparametrowe RMR i Q. Do analizy stateczności wykorzystano program Slope firmy GeoStru Software oraz metody obliczeniowe Felleniusa, Janbu i Bishopa. Podstawowym celem oceny warunków geomechanicznych górotworu jest dostarczenie jak najpełniejszych informacji o tym, czy odsłonięte w wyniku prowadzonej eksploatacji ociosy i zbocza będą w układzie długotrwale statecznym. Do oznaczeń parametrów górotworu konieczne są informacje geologiczne, hydrogeologiczne, geomechaniczne, geofizyczne, górnicze, mineralogiczno-petrograficzne i geochemiczne, niezbędne do wykonania obliczeń. Dane otrzymywane są z badań, pomiarów oraz oględzin ociosów wyrobisk. Zestawienie otrzymanych wyników niezbędnych do wykonania obliczeń stateczności pojedynczych ociosów, jak i całych zboczy, prowadzone jest na podstawie odpowiednio przygotowanych klasyfikacji takich jak RQD, Q i RMR. Klasyfikacje te są wieloparametrowe. W wyniku kombinacji wybranych parametrów górotworu uzyskano notę punktową pozwalającą określić współczynniki korelacyjne i wyciągać wnioski dotyczące jakości górotworu.

 

Cały artykuł ukazał się w numerze 4-5 magazynu Surowce i Maszyny Budowlane

 

 

Strona używa plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. OK, AKCEPTUJĘ