Введение к работе
В развитии народного хозяйства СРВ увеличение добычи угля имеет особое значение. Уже в первые послевоенные годы уголь стал не только главным источником энергии, но и основным экспортным товаром, оказывая таким образом влияние на развитие других отраслей промышленности СРВ. Многолетний хозяйственный прогноз показывает, что потребность Вьетнама в угле в начале XXI века значительно превысит 20 млн.т.
В настоящее время во Вьетнаме основным угледобывающим источником является Куангниньское месторождение, разрабатываемое открытым (7 карьеров) и подземным (4 шахты) способами. Доля добычи угля открытым способом составляет около 70% от общей добычи. Тенденцией в развитии открытого способа разработки является непрерывный рост предельной глубины карьеров, который обычно влечет за собой увеличение срока их службы и осложнение условий устойчивости бортов карьеров и дренирования водоносных горизонтов.
В районе наблюдается широкое развитие разрывных тектонических нарушений, что ведет к разделению месторождения на отдельные тектонические блоки, в пределах которых породы имеют различные атементы залегания. Горные породы характеризуются весьма низкими прочностными параметрами и довольно высокой влажностью (до 25%). Под действием природных и техногенных факторов происходит изменение напряженно-деформированного и физического состояния горных пород, что приводит к нарушению равновесия откосов, в результате чего возникают оползневые деформации. В настоящее время на территории месторождения зарегистрировано более десятка очагов оползневых деформаций, наиболее крупными из которых являются оползни на карьерах Хату, Кокшау и Деонай. Оползневые смещения захватили от 5 до 10 верхних уступов бортов харьеров, что значительно затрудняет разработку угля открытым способом.
Изучение опыта строительства карьеров в СРВ показывает, что трудности при эксплуатации угля возникают главным образом в связи с недостоверной оценкой и неточным прогнозом инженерно-геологических условий месторождения.
Актуальность теми диссертации - угольное месторождение Куанг Нинь разрабатывается открытым способом несколькими карьерами. Оползни на откосах карьеров и отвалов создают большие сложности ведения горных работ, поэтому дальнейшее освоение месторождения должно быть обеспечено научными исследованиями в области инженерно-геологических оценок и прогнозов.
Цель работы - инженерно-геологическое обеспечение для безопасной разработки Куангаиньсхого угольного месторождения, обоснование противооползневых мероприятий на бортах карьеров и охрана геологической среды от отрицательного воздействия угледобывающих предприятий.
Задачи исследований заключались в следующем:
- анализ результатов изучения инженерно-геологических условий
угольного месторождения Куанг Нинь;
построение ішженернсчгеологических моделей на основе геологического разреза и гидрогеологических условий всей толщи пород борта и его основания, условий залегания отдельных слоев, наличия слабых слоев, контактов, трещин, которые определяют положение поверхности скольжения, механизм, динамику, морфологию и масштабы оползней;
инженерно-геологическое районирование угольного месторождения Куанг Нинь по условиям устойчивости бортов карьеров;
обоснование мероприятий по обеспечению устойчивости бортов карьеров;
обоснование условий организации и функционироваїшя локального инженерно-геологического (геоэкологического) мониторинга.
Види исследований Решение поставленных задач осуществлялось на основе комплексного подхода, включающего:
- сбор и анализ публикаций и фондовых материалов, охватывающих
результаты исследований инженерно-геологических условий;
- полевые и лабораторные исследования структуры, состояния и
свойств горных пород месторождения;
натурные наблюдения;
теоретические разработки.
Методика исследований базируется на анализе выполненных исследований и на применении геологических, модельных и расчетно-аналитических подходов при проведении инженерно-геологических оценок и прогнозов. Достоверность выполненных исследований, выводов и рекомендаций обеспечивается большим объемом проанализированных материалов и теоретических обобщений, выполненных современными методами и аппаратурой.
Научная новизна диссертации состоит в следующем:
- выявлены основные закономерности возникновения и развития
оползневого процесса на бортах глубоких карьеров крупного угольного
месторождения в сложных геолого-тектонических условиях;
впервые обоснована возможность проведения инженерно-геологического районирования рассмотренных карьерных полей на основе комплекса признаков, определяющих характер расчетной модели прогноза оползневой опасности;
- впервые для условий угольных карьеров Вьетнама разработана
научная программа локального инженерно-геологического мониторинга на
период эксплуатации месторождений и рекультивации нарушенных территорий.
Практическое значение диссертации:
- выполненное инженерно-геологическое районирование с вьіделеішем
14 участков дает возможность уточнять параметры бортов карьеров по мере
развития горных работ,
разработанные рекомендации по применению противооползневых мероприятий найдут применение на конкретных участках карьеров;
разработанная программа функционирования локального инженерно-геологического мошггоринга дает возможность в конкретных условиях получать исходные данные для решения практических задач по обеспечению безопасности ведения горных работ и рекультивации нарушенных территорий;
результаты исследований будут переданы Министерству угольной промышленности СРВ для использования их при составлении проектов расширения старых и строительства новых карьеров на угольных месторождениях и восстановления разрушенных территорий.
Защищаемые положения
1. Все разнообразие инженерно-геологических условий развития
оползневых явлений на месторождении Куанг Нинь может быть сведено к трем
основным типам:
I тип. Однородная (квазиоднородная) среда, в которой могут возникнуть асеквентные и инсеквентные оползни.
II тип. Неоднородная слоистая среда, в которой возникают консеквентные оползни.
- Ш тип. Неоднородная слоистая и трещиноватая среда, в которой
возникают смешанные консеквеншо-инсеквентные оползни.
-
Исхода из теоретических представлений о характере оползневых явлений были обоснованы расчетные модели прогноза устойчивости бортов карьеров, проведено инженерно-геологическое райошфование карьерных полей, выделены и охарактеризованы 3 района и 14 участков.
-
Для контроля за изменением окружающей среды под влиянием горных работ, предупреждения оползневых явлений на бортах карьеров и обеспечения восстановительных работ (рекультивации) на нарушенных территориях разработана программа локального инженерно-геологического мониторинга, которая предусматривает исследования и наблюдения с целью уточнения инженерно-геологических оценок и прогнозов и управления происходящими изменениями с помощью научно-обоснованных мероприятий.
Исходный материал: постановка цели работы и решение названных задач осуществлялись на основе данных геологоразведочных работ, а также результатов, полученных за последние 10 лет коллективом сотрудников Государственного предприятия Научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (ВНИМИ) и Ханойского научно-исследовательского института по горному делу при специальном изучении инженерно-геологических условий открытой разработки угольного месторождения Куанг Нинь.
Личный вклад автора заключается в сборе и анализе большого объема геологических материалов и специальных исследований инженерно-геологических и гидрогеологических условий разработки угольного месторождения, а также технических проектов института «Гипрошахт» с последующими оценками и прогнозами в соответствии с поставленными задачами научного содержания диссертации.
Публикация: по теме диссертации опубликованы 2 работы. Представленная работа содержит 130 стр. текста, 38 иллкэстраций, 16 таблиц. Список литературы насчитывает 59 наименований.
Апробация результатов исследований осуществлена во время рассмотрения и обсуждения их на семинарах кафедры инженерной геологии СПбГИ и на научно-технической конференции молодых ученных института в апреле 1997 г.
Автор выражает признательность научному руководителю, профессору И. П. Иванову за постоянную помощь при подготовке диссертационной работы. Автор искренне благодарит за ценные советы и помощь при сборе материалов зав.лабораторией устойчивости бортов карьеров ВНИМИ, канд.техн.наук Т. К. Пустовойтову.
