Правила обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах

5.3. РАСЧЕТЫ УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ В СЛОИСТОЙ ТОЛЩЕ

5.3.1. Массив горных пород, в большинстве своем, содержит природные (естественные) поверхности ослабления (контакты слоев, трещины большого протяжения, тектонические нарушения и др.), прочность вдоль которых значительно ниже, чем вкрест простирания, и которые, в определенных условиях, частично или полностью формируют поверхности скольжения.

Угол падения естественных поверхностей ослабления и ориентировка их относительно простирания борта разреза или откоса уступа определяют схему расчета устойчивости откоса.

5.3.2. Схема расчета высоты вертикального откоса при неблагоприятном залегании поверхностей ослабления (направление падения их в сторону выемки), если (расчет предельной высоты подрезки слоев), представлена на рис.5.3.1.

Рис.5.3.1. Схема расчета высоты вертикального откоса при наличии поверхностей ослабления

Высота вертикального откоса вычисляется по формуле:

,                                       (5.14)

где

,                                              (5.15)

- глубина, при которой возникают площадки скольжения на контакте (глубина трещины отрыва), м; - сцепление пород по контактам, т/м; - угол трения по контактам пород, (...°); - угол падения слоев пород, (...°); - удельное сопротивление отрыву пород, т/м.

Схема применима при условии и .

Примечание. Трещина отрыва не образуется, если по этой трещине больше сопротивления сдвигу по поверхности ослабления в пределах призмы возможного обрушения (см. рис.5.3.1).

5.3.3. Схема расчета высоты уступа или небольшого по высоте участка борта при падении поверхности ослабления согласно с откосом под углом более угла трения () и угле откоса уступа большем угла падения поверхности ослабления () представлена на рис.5.3.2.

Рис.5.3.2

Высота откоса вычисляется по формуле:

.                               (5.16)

5.3.4. Для борта, расположенного в лежачем боку месторождения, когда сопротивление сдвигу по контактам пород не позволяет подрезать слои на большом протяжении борта (), определение максимальных параметров бортов следует производить в следующем порядке:

1) рассчитывается предельная высота устойчивого плоского борта при заоткоске его по наслоению ();

2) определяется наиболее рациональная конструкция борта для заданной глубины отработки угольных пластов, исходя из допустимой высоты откоса при , ширины и количества необходимых транспортных берм ();

3) производится оценка устойчивости борта принятого профиля.

5.3.5. Схема расчета предельной высоты уступа или участка борта при заоткоске его по наслоению (), когда угол трения по наслоению .

При заоткоске уступов по наслоению их устойчивость определяется не только углом падения слоев и сопротивлением сдвигу по слабым прослойкам, но и сопротивлением срезу пород в нижней части уступа. Верхняя часть поверхности скольжения формируется вдоль слоистости или контактов пород, форма нижней части поверхности скольжения на участке среза пород близка к круглоцилиндрической, а ориентировка в пространстве определяется углами и . Значения этих углов в соответствии с теорией предельного равновесия в сыпучей среде вычисляются следующим образом: