Методика визначення уточненої інтенсивності землетрусів для оцінки стійкості бортів кар'єрів
На території Російської Федерації зони підвищеної сейсмічної небезпеки (від 6 балів і вище при періоді повторюваності 500 років) займають близько 40% від загальної площі, у тому числі 9% території належить до 8-9 бальним зонам [ 5]. До основних сейсмонебезпечним районам відносять Камчатку, Курильські острови, Алтаї-Саянський регіон, Забайкаллі і Північний Кавказ.
Слід зазначити, що найбільший вплив землетрусів може позначитися в регіонах з сейсмічною небезпекою (5-7 балів), так як на цих територіях антисейсмічні заходи при будівництві та веденні гірничих робіт, як правило, не здійснюються і навіть не плануються. Тому відносно слабкі сейсмічні хвилі можуть призвести до пошкоджень гірничих виробок та інженерних споруд. У цей список входять найважливіші гірничодобувні регіони, де в останні роки спостерігається зростання сейсмічної активності: Кузбас, Кольський півострів, багато районів Уралу. Тому при розробці родовищ відкритим способом, оцінка сейсмічного впливу з урахуванням терміну служби стояння бортів кар'єрів і його місцезнаходження, є досить актуальним.
Згідно СНіП II - 7-81 * будівництво будівель і споруд в сейсмонебезпечних районах здійснюється відповідно до комплектом карт ЗСР - 97 [4]. При цьому в розрахунки закладаються лише цілочисельні значення інтенсивності сейсмічних коливань для фіксованих періодів повторюваності землетрусів (500, 1000 і 5000 років). Комплект карт ЗСР - 97 (А, В, С) дозволяє оцінювати ступінь сейсмічної небезпеки при трьох рівнях ризику і передбачає здійснення антисейсмічних заходів при будівництві об'єктів трьох категорій, враховують відповідальність споруд. Карта А призначена для масового будівництва, а карти В і С - для об'єктів підвищеної відповідальності та особливо відповідальних об'єктів. При цьому наголошується, що в зазначеному комплекті карт ЗСР - 97 сейсмічна інтенсивність відноситься до ділянок із середніми за сейсмічними властивостями грунтам (грунти II категорії, по СНиП II - 7-81 *)
Найбільш поширеним підходом для облік сейсмічного впливу при прибортової масив кар'єра є додавання до розрахункових зусиллям так званої сейсмічної сили Q з , напрямок якої збігається з напрямком сдвигающих сил. При цьому сейсмічна сила Q з наближено визначається:
, (1)
де P - навантаження, що викликає інерційну силу (вага призми можливого обвалення), т; а - горизонтальне сейсмічне прискорення, g - прискорення вільного падіння, - коефіцієнт сейсмічності. Горизонтальне сейсмічне прискорення приймається, виходячи з інтенсивності землетрусу для конкретного району на підставі сейсмічного мікрорайонування (СМР). У разі відсутності попереднього СМР балльность району приймається на основі комплекту карт ОСР - 97.
При будівництві споруд з різним терміном служби виникає необхідність визначити ступінь сейсмічного ризику не тільки при трьох стандартних термінах, показаних на картах ЗСР - 97, але і протягом інших періодів. Тому пропонується підхід, більш детально враховує географічне місцезнаходження споруди та її термін служби.
При розробці родовищ відкритим способом термін стояння бортів кар'єру залежить від цілого ряду чинників: кількість розвіданих запасів, місткість ринку, гірські фактори і т.д. Тому, в загальному випадку, для неосвоєних родовищ корисних копалин слід орієнтуватися на гірничо-геологічні умови. Для цього застосовуються емпіричні формули Тейлора для визначення тривалості роботи рудника [3]. Під тривалістю роботи рудника мається на увазі термін стояння бортів кар'єру:
(2)
Якщо необхідно оцінити термін стояння бортів для будь-якого етапу розробки або ділянки кар'єра можна скористатися формулою:
, (3)
, (4)
де - термін відпрацювання етапу, дільниці, - глибина розробки на даному етапі, - швидкість зниження гірничих робіт, - напрям углубки кар'єра, - робочий борт кар'єру (див. рис. 1).
Підставивши формулу (4) і формулу Тейлора в (3), ми отримуємо термін стояння бортів для необхідної ділянки кар'єра:
. (5)
Алгоритм прийняття розрахункового бала землетрусів базується на врахуванні терміну служби споруди і нормативного коефіцієнта запасу при заданому допустимому ризику освіти зсуву (за оцінками ВНДМІ допустимий ризик утворення зсувів для неробочих бортів кар'єрів становить 5% [2]).
Малюнок 1 - Визначення швидкості углубки
Вихідні...
