Карьер бортының күйін маркшейдерлік бақылау тәсілдерін дамыту

1. ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ Қ.И. СӘТБАЕВ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ЗЕРТТЕУ ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

ҚАЗАҚСТАН
РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ
Қ.И. СӘТБАЕВ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ
БІЛІМ
ҰЛТТЫҚ
ЖӘНЕ
ҒЫЛЫМ
ЗЕРТТЕУ ТЕХНИКАЛЫҚ
МИНИСТРЛІГІ
УНИВЕРСИТЕТІ
О.А. Байқоңыров атындағы тау-кен металлургия институты
«Маркшейдерлік іс және геодезия» кафедрасы
Науқанбаев Баубек Сейілханұлы
МАГИСТЕРЛІК ДИССЕРТАЦИЯ
Магистр академиялық дәрежесін алу үшін дайындалған
Диссертация атауы: Карьер бортының күйін маркшейдерлік бақылау тәсілдерін
дамыту
Дайындау бағыты:
Ғылыми жетекшісі:
6М074900 – «Маркшейдерлік іс»
доктор PhD
Жақыпбек Ы.
1
Алматы 2017

2.

ЖҰМЫСТЫҢ МАҚСАТЫ - ашық әдіспен пайдалы қазынды кенорындарын
игерудегі карьер беткейінің кемерлері мен қиябеттерінің деформациялану жағдайын
маркшейдерлік бақылау, орнықтылығын мониторингтеу және қамтамасыз ету
тәсілдерін жетілдіру болып саналады.
ЖҰМЫСТЫҢ НЕГІЗГІ ИДЕЯСЫ - ашық әдіспен пайдалы қазынды
кенорындарын игерудегі карьер беткейінің кемерлері мен қиябеттерінің
деформациялану
жағдайын
маркшейдерлік
бақылауды,
орнықтылығын
мониторингтеуді және қамтамасыз етуді негіздеудің жаңа әдістемесін ұсыну.
ЗЕРТТЕУДІҢ НЕГІЗГІ МӘСЕЛЕЛЕРІ:
- карьер беткейі деформациясының негізгі себептерін талдау;
- карьер беткейінің орнықтылығына тау жыныстардың физикалық-механикалық
қасиеттерінің тигізетін әсерін зерделеу;
-карьер беткейінің орнықтылығын мониторингтеу және қамтамасыз ету тәсілдерін
зерделеу;
- ашық кеніштегі тау жыныстардың деформациясын маркшейдерлік бақылауды
жетілдіру тәсілдерін зерделеу.
2

3.

Жұмыста қарастырылатын ғылыми ережелер:
Карьер беткейі деформациясының негізгі себептерін талдау. Сілем тау
жыныстарының құрылымдық ерекшеліктері және олардың карьер
беткейінің тұрақтылығына тигізетін әсерін зерделеу. Карьер беткейінің
орнықтылығына әсерін тигізетін инженерлік-геологиялық факторлар.
Карьер беткейінің орнықтылығына тау жыныстардың физикалықмеханикалық қасиеттерінің тигізетін әсерін зерделеу. Тау-кен сілемінің
құрылымдық ерекшеліктерін зерделеу. Кенорнындағы геомеханикалық
үдерістерді бақылау
3
Таулы-терең-биіктік түрдегі карьер беткейінің сұлбасы. Карьер беткейі
орнықтылығын бақылау станциясын құрумен зерделеу. Карьерлерде
беткейлер мен үйінділердің жағдайын геомеханикалық мониторингтеуді
ұйымдастыру. Тау-кен сілемін геомеханикалық мониторингтеудегі негізгі
техникалық құралдар
Карьерлерде геомеханикалық мониторингті жүргізу тәсілі. Ашық кеніштегі
тау жыныстардың деформациясын маркшейдерлік бақылауды жетілдіру
тәсілдерін зерделеу.

4.

КАРЬЕР БЕТКЕЙІ ДЕФОРМАЦИЯСЫНЫҢ НЕГІЗГІ СЕБЕПТЕРІН ТАЛДАУ
4

5.

Сілем тау жыныстарының құрылымдық ерекшеліктері және
олардың карьер беткейінің тұрақтылығына тигізетін
әсерін зерделеу
5

6.

Карьер беткейінің орнықтылығына әсерін тигізетін
инженерлік-геологиялық факторлар
6

7.

Карьер беткейінің орнықтылығына тау жыныстардың
физикалық-механикалық қасиеттерінің тигізетін әсерін
зерделеу
Аршыма таужыныс атауы және
олардың қалыңдығы
Қабаттың орташа
қалыңдығыhi, м
Тығыздық γ, кг/м
Ілінісу С, МПа
Ішкі үйкеліс бұрышы,
град
Сығуға/керуге беріктілік шегі,σсж /σр, МПа
Саздаққоңырлы-сұр (0–5 м)
3
1,68
0,011
14
0,028
0,017
Саздаққуаң, кейдеқоңыр (0–12
м)
8
1,87
0,009
19
0,025
0,013
Саздақсары-қоңыр (0–14 м)
8
1,955
0,0175
21
0,051
0,024
Саздаққызыл-қоңыр (0–7 м)
6
1,89
0,029
14
0,074
0,045
Саз балшыққызыл-қоңыр (0–20
м)
10
1,895
0,073
10,5
0,176
0,121
Саз балшықсұрлы-қоңыр (0–10
м)
5
1,79
0,059
15
0,154
0,091
Саз балшықкөк-сұр (0–5 м)
5
2,2
0,0975
31
0,345
0,110
Құмдар (0–78 м) кенді,
кенсіз
–
1,58
1,72
0,015
0,005
32
30
0,054
0,017
3
.
7

8.

Тау-кен сілемінің құрылымдық ерекшеліктерін зерделеу
8

9.

Кенорнындағы геомеханикалық үдерістерді бақылау

10.

Таулы-терең-биіктік түрдегі карьер беткейінің сұлбасы
Hгл - карьердің терең бөлігінің биіктігі; Hнаг - карьердің таулы бөлігінің
биіктігі;H=Hгл+Hнаг - таулы-терең карьердің биіктігі; Hскл - таулы-терең-биіктік
карьердің биіктігі

11.

Карьер беткейі орнықтылығын бақылау станциясын
құрумен зерделеу
карьердің батыс беткейінің жалпы көрінісі;
кемердегі жергілікті деформациялар

12.

Карьерлерде беткейлер мен үйінділердің жағдайын
геомеханикалық мониторингтеуді ұйымдастыру

13.

Тау-кен сілемін геомеханикалық мониторингтеудегі негізгі
техникалық құралдар
Аспаптар және әдістеме
Артықшылығы
Кемшілігі
Ескерту
Оптикалық
аспаптар
Жабдықтың төмен бағасы. Жеткілікті зерделегендігі.
Нәтижелерді өңдеудің әзірленген нұсқаулары.
Өлшеулердің ең- бексиымдылығы.
Ауа жағдайына талаптар.
Өлшеулерді жүргізудің әдісте- месі нормативтік
ретінде қабылданған.
Электронды
тахеометрлер
Өлшеулердіңжоғары жиілігі. Үздіксіз бақылауды ұйыдастырудың мүмкіндігі.
Пайдаланудың қарапайымдылығы.
Бақылау нүктелерінің шектелген саны.
Аспаптың жоғары бағасы.
Ұзақмерзімді бақылаулар мүмкіндігі және
деформациялық үдерістерді ерте айқындау.
Спутниктік позиционирлеу жүйелері (GPS)
Өлшеулердіңжоғары жиілігі. координаталарды есептеудің
автомат- тандырылған жүйесі.
Қателігі 2 мм шегінде.
Кинематикалық түсірудің жеткілік сіз дәлдігі. ТұрақМәліметтерді бағалау әдістемесін әзірлегенде тау-кен
тылық есебін шешудегі алынған мәліметтерді баға- лау сілемінің тұрақты- лығын бағалауды енгізу қажет.
әдістемесі жоқ.
Цифрлық
фотограмметрия
Пайжаланудың қарапайымдылығы.
Барынша кең телімді қамтуы.
Қателігі 20 мм дейін.Мәлімет- тердің төмен
ақпараттылығы.
Қосымша бақылау әдістемесін енгізу негізделген.
Лазерлік
сканирлеу
Өлшеудің жоғары жылдамдығы 10 000 нүкте/сек дейін.
Сканирлеу дәлдігі 500 м2 –қа 20-50 мм.
Үздіксіз бақылау мүмкіндігі.
Ауа жағдайына талаптар.Өлшеу- лердің шектелген
қашықтығы 1000 м дейін.
Озық бақылау әдістемесі. Ерте хабарлауда қолдану
мүмкіндігі.
Радарлық бақылау
Жоғары дәлдігі, қателігі 1 мм артық емес.Кез келген ауа
райында жұмыс жасайды.Өлшеудің зор қашықтығы.
Көтеріңкі бағасы.
Ұзақмерзімді бақылауда қолданудың қиындығы.
Жүйені құрудағы бақылаудың негізгі әдістемесі.

14.

Карьерлерде геомеханикалық мониторингті жүргізу тәсілі
Geomos жүйесі. Monitor жүйесінде
көрсетілген өлшеулер

15.

Ашық кеніштегі тау жыныстардың деформациясын
маркшейдерлік бақылауды жетілдіру тәсілдерін зерделеу

16.

Карьер беткейі жағдайын ғаламдық навигациялық спутниктік
жүйені пайдаланумен бақылау

17.

ҚОРЫТЫНДЫ
Диссертациялық жұмыста шет елдердегі және еліміздегі пайдалы қазынды
кенорындарын ашық әдіспен игерудегі карьер беткейінің кемерлері мен қиябеттерінің
деформациялану жағдайын маркшейдерлік бақылауды, олардың орнықтылығын
мониторингтеуді және қауіпсіздігін қамтамасыз етуді жан-жақты зерделеумен
мынадай нәтижелер алынды.
- карьерлердегі кемерлердің орнықтылығы, сілем тау жыныстарының
құрылымдық ерекшеліктері, жылжулар мен деформациялар, инженерлік-геологиялық
факторлар және тау-кен геологиялық жағдайлар жан-жақты талданды.
- карьер кемерлерінің орнықтылығына тау жыныстардың тау-кен геологиялық
және физикалық-механикалық қасиеттерінің тигізетін әсері, тау-кен сілемінің
ерекшеліктері және геомеханикалық үдерістері зерделенді.
- ашық кеніштегі тау жыныс сілемінің кернеулік жағдайын математикалық
моделдеу, карьер беткейінің орнықтылығын бақылаулық станцияны құрумен байқау,
терең карьер беткейлері тау жыныстарының деформациясын геомеханикалық
мониторингтеу және карьер беткейлерінің қиябеттерін жасанды нығайту ұсынылды.
- карьер беткейі жағдайын ғаламдық навигациялық спутниктік жүйемен
бақылау, тау жыныстар сілемін геомеханикалық мониторингтеу лазерлік сканирлеу
және георадарлық зондылау әдістерімен жүргізу ұсынылды.