2. Наблюдение за состоянием бортов карьеров и отвалов

Для управления устойчивостью откосов на карьерах необходимо систематически получать и накоплять достоверную информацию о состоянии массива горных пород. Своевременно предупреждают о возникающих деформациях и корректируют параметры уступов, бортов и отвалов в процессе ведения горных работ на основе специальных наблюдений, измерений или контроля за состоянием откосов.

Главная задача наблюдений – выяснить механизм оползневого процесса и установить наиболее важные параметры деформирования откоса. Наблюдения позволяют выявить совокупное действие всей суммы факторов, влияющих на устойчивость откосов, и оценить преобладающие из них.

Контроль за состоянием откосов проводят по мере их формирования при подвигании фронта горных работ к предельным контурам карьера и вскрытия нижележащих горизонтов. Для изучения характера проявлений геомеханических процессов карьерах, напряженного состояния откосов, изменения инженерно-геологических и гидрогеологических условий в пределах карьерного поля широко применяют методы натурных изменений.

Они позволяют: получать экспериментальным путем численное отношение между измеряемой величиной и некоторым ее значением, принятым за единицу сравнения; судить о форме проявления деформации откосов и следить за характером их развития.

Контроль состояния откосов представляет собой процесс установления соответствия между текущими измерениями геомеханических параметров и заранее установленной нормой. Под нормой понимают заданный коэффициент запаса устойчивости откоса, докритическую скорость или допредельную величину деформации, физические свойства массива до начала развития геомеханического процесса.

Схема контроля состояния откосов следующая: измерения контролируемого геомеханического параметра (сопоставление его с нормой (требованием)), формирование и выдача суждения о степени устойчивости откоса. При контроле основным результатом является качественная характеристика состояния откоса, а при измерении – количественная, выраженная числом.

В наблюдениях за состоянием уступов, бортов и отвалов применяются визуальные, маркшейдерско-геодезические, инженерно-геофизические, инженерно-геологические и гидрогеологические методы.

Сущность визуальных наблюдений заключается в фиксации видимых на поверхности проявлений нарушения устойчивости откосов, характера трещиноватости массива, водопроявлений и последствий взрывных работ. В результате этих наблюдений выбираются участки инструментальных измерений, оцениваются представительность и область применения результатов инструментальных, геофизических и инженерно-геологических определений состояния откосов.

Сущность инженерно-геофизических методов – фиксация изменений в распределении физических полей (электрического, магнитного, электромагнитного и др.), связанных с наличием скрытого нарушения откоса, изменением физико-механических и водно-физических свойств массива горных пород. При микроразрушениях в массиве изменяются электрические, акустические, прочностные, упругие и другие физические свойства горных пород. Инженерно-геофизические методы позволяют определять в массиве влажность и плотность, регистрировать сейсмические напряжения и колебания, напряженность горных пород.

Инженерно-геологические наблюдения приобретают ведущую роль при формировании отвалов рыхлых и скальных пород на слабом основании. Так, выбор схемы испытания пород основания и отвальной массы зависит от условий и степени уплотнения пород в отвале, которые устанавливают с помощью наблюдений за поровым давлением датчиками, «задавленными» или законсервированными в скважинах на отвале.

Маркшейдерско-геодезические наблюдения производятся с целью определения смещения точек массива и их скоростей, величин деформаций сдвига, границ распространения и вида нарушения откосов.