Раздел  «Геотехнологии.  Безопасность  жизнедеятельности»

Раздел  «Геотехнологии.  Безопасность  жизнедеятельности» 
 
 
 
 
болуы,  контактілердің  сулануы  және  құрылымдық  бұ-
зылулар). 
Екінші  топ  ашық  кеніш  алаңын  аршу  әдісімен, 
ӛндіру  жүйесімен,  үйінділердің  пайда  болуымен  және 
ашық  кеніштердің  геометриялық  параметрлерімен  си-
патталады. 
Осы  факторлардың  барлық  жиынтығы  жағдаума-
ңы  шынтастарының  кернеулік  жағдайларын  және 
олардың  ӛзгеріс  шарттарын  анықтайды.  Жоғарыда 
аталып  ӛткен  барлық  факторлардың  ішінде,  қиябет-
тердің  беріктілігіне  әсер ететін  ең негізгілері: 
–  жыныстардың  ұштастырылуы  және  жыныстар-
дың физика-механикалық  қасиеттері; 
–  жаңдаумаңы  шынтастарының  құрылымдық-тек-
тоникалық  ерекшеліктері; 
–  кенорындарды  ашық  әдіспен  ӛндіру  кезінде  тау-
кен жұмыстарын жүргізу технологиясы. 
Бірінші  екі  фактор  табиғи  болып  табылады,  беріл-
ген  шынтасқа  қатысты,  бірінші  текті,  оларды  ӛзгерту-
ге  болмайды,  тек  қана  зерттеуге  және қиябеттер берік-
тілігін  есептеуде  ескеруге  болады.  Үшінші  фактор 
адамның  ӛндірістік  қызмет  нәтижесі,  ол  ашық  кеніш 
қиябеттері  беріктілігінің  мәселесін  шешу  кезінде  бас-
қарылуы мүмкін. 
Ашық  кеніш  қиябеттері  беріктілігіне  әсер  ететін 
негізгі  факторларының  зерттеу  жағдайларын  толығы-
мен қарастырайық. 
Тау-кен  инженері,  жағдаумаңы  шынтастарының 
ӛзгеріс  түрлерін  кездестіргенде,  оның  құлау  жағдайы-
ның  алдын  алып,  сақтандырылуына  кӛңіл  бӛледі.  Кей-
бір  жағдайларда,  егер  ӛзгерістің  негізгі  себебін  жоюға 
мүмкіндік  болмаса  (мысалы,  шӛгіндінің  пайда  болуы, 
жергілікті  құлаулар),  онда  оны  болдырмаудың  жүйе-
лік  немесе  тұрақты  жағдайларын  азайту  қажет  (шӛгін-
дінің  жиналу  шамасы  бойынша  алаңды  тазалауды 
жүргізу,  қоршау  қабырғаларын  орнату, шынтастардың 
әлсізденген  учаскелерінде  табиғи  бекітуді  қолдану 
және т.б.).   
Күрделіқұрылымдық  пайдалы  қазбалы  кенорында-
рын  ӛндіру  кезінде  жағдаумаңы  шынтастарының  құ-
рылымын  зерттеу,  жарықшақтардың  жүйелігін  анық-
тау,  ӛзгерістердің  таралу  түрлері  және  әлсіз  беттердің 
сипаттамасы ең маңыздысы болып табылады. 
Станцияда  әртүрлі  әлсіз  беттерде  жатыс  элемент-
терін  бақылау  есептеулерін  жүргізу  кезінде  олардың 
қажеттілігі  мен  керекті  саны  туралы  сұрақтар  туын-
дайды.  Ӛлшеулердің  аз  саны  нәтижелердің  кӛрнектілі-
гі  мен  тұрақтылығын  тӛмендетеді,  ал  олардың  жоға-
рылауы  нәтижелердің  дәлдігін  жоғарылатпай  жұмыс-
тың кӛлемін  кӛтеруге мүмкіндік  береді. 
Кӛптеген  зерттеушілер  тау-кен  шынтастары  әр-
түрлі  әлсіз  беттерге  бӛлінгендігін  және  олар  арқылы 
анықталған  жағдайларда  ашық  кеніштерде  жылжу 
және  жыныстардың  құлауы  болуы  мүмкіндігін  атап 
отыр.  Құрылымды  зерттеу  кезінде  жеке  алынған  нүк-
теде  әлсіз  беттің  жатыс  элементтерін  анықтаумен  ғана 
шектеледі,  яғни  тау-кен-геометриялық  талдауға  мән 
берілмейді. 
Сондықтан,  жыныстардың  беріктілік  қасиеттерін 
зерттеу  бойынша  талдау  тәжірибелерді  жүргізу  әдісте-
рін  жетілдіру  мен  олардың  нәтижелерін  ӛңдеудің жаңа 
жолдарын қарастыруға мүмкіндік  жасайды. 
Табиғи  жағдайларда  әлсіздену  бетінің  сипаттама-
сын зерттеу  қажеттілігі  зертханалық   жағдайда   табиғи 
 
Қазақстан  кенорындары бойынша ашық кеніш  қиябеттерінің  ӛзгеріс түрлері 
Кенорын  
Кеніш 
Шӛгінділер 
Құлаулар 
Жылжулар 
Фильтр. 
ӛзгерістер 
Мысты кенорындар 
 
 
 
 
Конырат 
Конырат 
бар 
локальды 
Локальды ернеу учаскелері 
- 
Жезқазған 
Акчий – Спасск 
бар 
локальды 
Локальды ернеу учаскелері 
- 
Космурун 
Космурун 
бар 
локальды 
Шығыс ернеу 
бар 
Абыз 
Абыз 
бар 
локальды 
Жоғары сазды қиябеттерде 
бар 
Нурказган 
Нурказган 
бар 
локальды 
- 
- 
Итауз 
Итауз 
бар 
локальды 
Сәйкес емес қабаттылы-
ғымен батыс ернеуде 
бар 
Жезқазған 
Златоуст-Беловское  
бар 
локальды 
Ернеу кӛшкіндігі 
тоқтатылды 
- 
Николаевское мысмырышты 
Николаевский 
бар 
локальды 
200м биіктікпен солтүстік 
ернеудің кӛшкіні 
бар 
Ақжал 
Центральный 
бар 
локальды 
- 
- 
 
контактілерді  жасау  кезінде  беріктілік  сипаттамала-
рын  анықтау  үшін  әртүрлі  жыныстар  түрлеріне  пара-
метрлерін  қолданумен  жасалады.  Далалық  жағдайлар-
да  әлсіздену  бетінің  қатпарлылығын  түсіру  үшін  шаб-
лон қолданылады.   
Кенорнының  ӛңдеу  жүйесінің  тиімді  параметрле-
рін  таңдау  және  ашық  кеніштегі  қиябеттердің  берікті-
лігін  қамтамасыз  ету  бойынша  нақты  тау-кен  геомет-
риялық  есептерін  шешу  кезіндегі  негізгі  құжаттар  бо-
лып,  тау-кен  шынтастарының  жарықшақтар  картасы 

Раздел  «Геотехнологии.  Безопасность  жизнедеятельности» 
 
 
 
 
және  жыныстың  беріктілік  қасиеттерімен  байланыс-
қан құрылымдық тіліктер  болып табылады.   
Аудандау  кезінде  ашық  кеніш  кемерлері  бойынша 
бастапқы  мәліметтерді  ӛңдеу  мен  түсірістер  негізінде 
ұзақ  уақытты  беріктілік  жағдайлары  бойынша  участ-
келерді  таңдап  алуға  болады,  мұнда  ашық  кеніштерде-
гі  кӛшкін  құбылыстарын  алдын  алу  және  ескерту  ту-
ралы  сұрақтарын  тиімді  шешу  үшін  қатпарлылық  есе-
бімен  контактілер  бойынша  жыныстардың  беріктілік 
қасиеттерін  анықтайды.   
Тау-кен  шынтастарының  құрылымдық-тектоника-
лық  ерекшеліктері  дизъюктивті  және  пликативті  бұзы-
лулармен,  жарықшақтардың  сипаты  және  дәрежесі-
мен,  қабаттылығымен  сипатталуы  негізгі  факторлар-
дың  бірі  болып  табылады,  оны  ашық  қазуларда  ашық 
кеніш  қиябеттерінің  беріктілігін  қамтамасыз  ету  про-
блемасын  шешу  кезінде есепке алу қажет. Жер қырты-
сының  әртүрлі  учаскелерінде  үздіксіз  болатын,  әртүр-
лі  қарқынды  қатысты  эндогенді  және  экзогенді  үдіріс-
тер,  қайсыбір  жыныстар,  таулы  жыныс  шынтастарын 
аршу  кезінде  пайда  болған  жарықшақтар  ӛзгерістер 
нәтижелері  болып табылады. 
Таулы  шынтастардың  құрылымдық-тектоникалық 
ерекшеліктерінің  элементтеріне  әлсіреу  бетінің  кеңіс-
тіктік  бағдарлауы,  олардың  қарқындылығы,  таралу  тү-
рі  және  әлсіреу  бетінің  сипаты  жатады.  Әлсіреу  беті-
нің  қарқындылығы  құрылымдық  кенбӛліктер  мӛлше-
рімен  анықталады.  Әлсіреу  бетінің  таралу  түрі  бет  ӛз-
герістерімен  және  біркелкі  емес  параметрлерімен,  яғ-
ни  бүгіліс  тереңдігі  және  олардың  арасындағы  қашық-
тықпен  анықталады.  Әлсіреу  бетінің  сипаты  оның  жа-
рықшақтық  дәрежесінде.  Қазіргі  уақытта  қиябеттердің 
беріктілігін  есептеу  кезінде  құлау  және  созылу  бұ-
рыштарының  орташа  мәні,  құрылымдық  кенбӛліктер 
шамасы  мен  әлсіреу  бетінің  сипаты  есепке  алынады. 
Қиябеттердің  беріктілігін  есептеу  схемаларына  әлсі-
реу  бетінің  біркелкі  емес  параметрлері  енгізілу  қажет. 
Сондықтан  ашық  кеніштерде  тау-кен  шынтастарының 
әлсіреу  бетін  зерттеу  бойынша  келесідей  жұмыстар 
кешенін  енгізу керек: 
–  тәжірибелік  учаскелерді  орнатуды  қамтитын 
ашық  кеніш  аумағын  ұсыну,  яғни  тау-кен  шыңтасы-
ның  құрылымдық  түсірісі  орынын  табу  арқылы  және 
әлсіреу бетінің  әрбір элементінің  қадамын анықтау; 
–  құрылымдық  кенбӛліктер шамалары мен әлсіреу 
бетінің  созылым  элементтерінің  орнатылған  аралықта-
ры арқылы далалық  ӛлшемдер; 
–  кемер  қиябеттері  бойынша  әлсіреу  бетінің  тара-
лу түрі мен түсіріс сипаты; 
–  тікбұрышты,  шеңберлі  және  жарықшақтар  сте-
реограммасын ӛңдеу мен жасау; 
–  әлсіреу  бетінің  бӛлшектеп  түсіріс  нәтижесін  ӛң-
деу; 
–  ашық  кеніш  қиябеттері  мен  кемерлері  бойынша 
құрылымдық тіліктерді  құру; 
–  ашық  кеніш  аумағының  жарықшақтық  картасын 
құру; 
–  қиябет  ӛзгерістерін  алдын-алу  сұрақтарын шешу 
үшін ашық кеніш  жағдауларын  аудандау. 
Жағдаумаңы  шынтастарының  құрылымдық-текто-
никалық  ерекшеліктерін  зерттеу  кезінде  әртүрлі  әдіс-
тер  қолданылады,  оларды  практикада  қолдану  ашық 
кенішті  аумақтарды  аршу  және  зерттеу  жағдайлары-
мен  байланысты.  Аршылмаған  ашық  кеніш  учаскеле-
рінде  инженерлі-геологиялық  және  геофизикалық 
әдістер,  ал  аршылған  ашық  кеніштерде  аспаптық  түсі-
ріс  әдістері  қолданылады.  Тау-кен  жыныс  шынтаста-
рының 
құрылымдық-тектоникалық 
ерекшеліктері, 
тау-кен  шынтастарының  беріктілік  қасиеті  сияқты, 
аршу  схемаларын  таңдауға,  кенорындарының  ӛңдеу 
технологиясы  мен  жүйе  параметрлеріне  әсерлерін 
анықтаумен  қатар,  ашық  кеніш  жағдауы  мен  кемер 
қиябеттерінің  тӛзімділігіне  әсерін  тигізеді.  Тау-кен 
жыныстарының  жатыс  құрылымы  ашық кеніш қиябет-
терінің  беріктілік  мәселесін  шешу  бойынша  негізгі 
факторлардың  бірі.  Оны  зерттеу  инженерлі-геология-
лық  ізденістің  кенорындарды  ӛңдеу  мен  жобалау кезе-
ңінде  бірінші  дәрежелі  есеп  болып  табылады.  Бірінші 
кезекте  кенорындарын  барлау  кезінде  жыныстардың 
жатыс  құрылымын  зерттеу  нақты  геологиялық  және 
геофизикалық  мәліметтерді  береді,  әрі  қарай  жыныс-
тың  жатыс  элементтерін  нақтылау  мен  зерттеу  аспап-
тық  түсірістер  негізінде  кенорындарын  ӛңдеу  үдірісін-
де  жүргізіледі.  Сондықтан,  күрделі  тау-кен  геология-
лық  жағдайларда  кеніш  қиябетінің  беріктілігін  зерт-
теу,  тәжірибелерді  жүргізу  әдістері  мен  нәтижелерді 
ӛңдеудің  жаңа жолдарын табуға мүмкіндік  береді.   
Күрделіқұрылымды  кенорындарының  пайдалы 
қазбаларын  ӛңдеу  кезінде  негізгі  роль  жағдаумаңы 
шынтастар  құрылымын  зерттеуге,  жарықшақтар жүйе-
сін  анықтауға  және  бет  әлсіздігінің  сипаттамасына 
беріледі. 
Осы  себептен,  тау  жыныстарының жатыс құрылы-
мын  зерттеу  бойынша  жұмыстардың  талдау  нәтижесі 
күрделі  тау-кен  геологиялық  жағдайларда  кеніштің 
қиябетінің  беріктілігін  зерттеу,  шынтастың  құрылым-
ды-геологиялық  ерекшеліктерін  түсіру  әдістерін  әрі 
қарай жетілдіру  керектігін  кӛрсетіп отыр. 
ӘДЕБИЕТТЕР  ТІЗІМІ
 
  Низаметдинов  Ф.К.  Совершенствование  методики  изучения  поверхностей  ослаблений  горного  массива  на  карьерах  // 
Сдвижение  горных пород при подземном  и открытом способах  разр аботки. Караганда, 1984. С.  -
 
  Попов  И.И.,  Окатов  Р.П.,  Низаметдинов  Ф.К.  М еханика  скальных  массивов  и  устойчивость  карьерных откосов. Алма-
Ата.: Наука, 1986. 256 с. 
  Долгоносов  В.Н.,  Шпаков,  П.С.,  Низаметдинов,  Ф.К.  и  др.  Аналитические  способы  расчета  устойчивости  карьерных 
откосов: Монография. Караганда: Санат-Полиграфия, 2009. 332 с. 
 
УДК 622.831 
 

Раздел  «Геотехнологии.  Безопасность  жизнедеятельности» 
 
 
 
 
Совершенствование методов изучения 
прочностных свойств горных пород 
 
С.В. ТУРСБЕКОВ, к.т.н., профессор,   
Казахский  национальный технический  университет  им. К.И. Сатпаева,  кафедра  МДиГ 
 
Ключевые  слова:  прочностные  свойства,  лабораторные  испытания,  натурные  испытания,  породные 
контакты,  месторождение. 
 
ациональная  разработка  месторождений  полезных 
ископаемых  открытым  способом  предполагает 
полноту  извлечения  запасов  при  минимальных 
объемах  вскрышных  работ  с  геомеханическим 
обоснованием  необходимой  степени  устойчивости 
горного  массива.  Основной  исходной  информацией 
являются  геологическая  изученность  месторождения, 
знание  величин  показателей  физико-механических  и 
прочностных  свойств  горных  пород  и  породных 
контактов,  а  также  элементов  залегания  структурно-
тектонических  особенностей  горного  массива  и 
трещин  горных  пород,  что  позволяет  определить 
напряженное состояние массива в процессе отработки. 
Основными 
показателями 
прочностных 
свойств 
горных  пород  являются:  плотность  γ,  сопротивление 
на  сжатие  σ
ж
  и  разрыв  σ
р
,  сцепление  К  и  угол 
внутреннего  трения  ρ,  а  также  породные  контакты 
сцепления К' и угол трения ρ'. 
На  практике  используется  лабораторный  способ 
исследований  физико-механических  свойств  горных 
пород  на  образцах,  изготовленных  из  кернов  геолого-
разведочных  скважин.  В  ответственных  случаях 
геомеханической  оценки  состояния  горного  массива 
проводятся  натурные  испытания  [1]. Особое внимание 
должно  уделяться  изучению  прочностных  свойств 
породных  контактов. 
Лабораторные  испытания  физико-механических 
свойств  горных  пород  обычно  производятся  в 
специализированных  лабораториях  для  инженерно-
геологических 
исследований. 
Прочностные 
(механические)  свойства  горных  пород  изучаются 
посредством  испытаний  образцов:  на  временное 
сопротивление  одноосному  сжатию  и  растяжению  и 
на предел  прочности на срез.  
Отбор  проб  и  общие  требования  при  испытаниях 
выполняются  в  соответствии  с  ГОСТ  21153.0-75.  При 
намечаемом 
открытом 
способе 
разработки 
месторождения  керновые  пробы  отбираются  из 
каждой  петрографической  разности,  включая  рудные 
тела,  в  количестве  2-3  проб  в  случае  однородных 
пород  и  4-6  проб  –  неоднородных  (по  каждой 
опробуемой скважине). 
Ориентировочно  число  опробовательских скважин 
на  1  км   карьерного  поля  составляет  2-3  при  простых 
и 
средней 
сложности 
инженерно-геологических 
условиях  и  3-5  скважин  –  при  сложных  условиях 
(типизация  месторождений  по  сложности  инженерно-
геологических  условий  их  разработки  принята  по 
«Инструкции  по  изучению  инженерно-геологических 
условий 
месторождений 
твердых 
полезных 
ископаемых  при их  разведке»). 
Испытания  горных  пород  на  предел  прочности 
при  срезе  со  сжатием производится при углах наклона 
матриц 30°  и 45°  (рисунок 1). 
Прочностные 
характеристики 
глинистых 
и 
полускальных 
пород 
в 
отдельных 
случаях 
определяются  в  натурных  условиях  путем  проведения 
испытаний 
породных 
призм, 
нарезанных 
непосредственно  в  массиве  [1].  На  практике  могут 
быть  использованы  различные  схемы  натурных 
испытаний  породных  призм  на  срез с использованием 
систем  гидродомкратов  (гидроподушек).  Процесс 
нарезки  призм  осуществляется  с  помощью  штыковых 
лопат,  долотьев,  перфораторов  и  зависит  от  типа 
испытываемых 
пород. 
Сдвиг 
подготовленной 
породной  призмы  производится  оттарированными 
гидродомкратами.   
На  основе  проведѐнного  анализа  существующих 
схем  среза  породных  призм  на  карьерах  выбраны 
наиболее  распространенные  схемы.  Схема  испытаний 
породных  призм  путем  плоского  среза  (рисунок  2) 
используется при нарезке призм на бермах или земной 
поверхности  с  оконтуриванием  еѐ  с  четырѐх  сторон. 
При  этом  происходит  плоский  срез породной призмы, 
а 
возникающие 
напряжения 
вычисляются 
по 
формулам:  
 
;
N
P
S


 
max
,
Q
S


  
 
где  P – вес призмы, кг; 
S – площадь  поверхности  сдвига,  м ; 
Q
max
 – максимальное сдвигающее  усилие,  Н. 
Недостаток  данной  схемы  –  неизменность 
нормальных  напряжений  по  поверхности  сдвига. 
Определяется  лишь  коэффициент  сцепления  породы 
через  известную величину угла внутреннего трения по 
формуле: 
 
max
,  МПа.
Q
P tg
k
S

 

 
 
С  использованием  основных  схем  натурных 
испытаний  проведены  исследования  глинистых  пород 
прибортовых  массивов  карьеров  на  следующих 
месторождениях: 
Тургайское, 
Карагайлинское, 
Качарское,  Алпысское,  Топарское,  Алексеевское, 
Чиганакское  и Тургайское-бокситовое.  
Фрагменты  проведения  натурных  испытаний 
породных  призм  на  срез  запечатлены  на  фотографиях 
(рисунок  2).  Следует  отметить,  что  в  процессе 
проведения  испытаний  наиболее  трудоемкая  часть 
работы  заключается  в  нарезке  породных  призм. 
Однако  с  появлением  алмазных  дисков  и  портативных 
(переносных)  станков  для  нарезки  породных  призм  в 
Р
 

жүктеу/скачать 6,79 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: