Методические особенности изучения механических свойств отвальных пород

Рассмотрен вопрос оценки механических свойств породных отвалов на основе сравнительного анализа имеющихся методов и технических средств. Вскрыты причины недостаточной технической надежности и эффективности эксплуатации отвальных сооружений и показана необходимость разрешения вопроса о максимальной приемной емкости отвала на основе современных подходов. Показаны недостатки методов оценки свойств смесей пород, из которых формируется отвал с течением времени в лабораторных условиях. Невозможность бокового расширения пород в процессе компрессионных испытаний приводит к искажению напряженно-деформированного состояния, существующего в реальном отвале. К основному недостатку стандартных срезных приборов отнесен малый размер рабочих камер, не позволяющий испытывать породы с крупными включениями. В результате сделан вывод о предпочтительном применении натурных и стендовых испытаний отвальных пород. Дана оценка имеющихся технических средств для реализации упомянутых испытаний. На основе имеющихся сведений о появлении на рынке стабилометров с камерами большого размера даны рекомендации по использованию таких приборов при изучении механических свойств отвальных пород. Показано преимущество избирательного подхода при определении параметров механических свойств отвальных пород.

Бейдин А. В., Бабелло В. А., Воронов Е. Т. Методические особенности изучения механических свойств отвальных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 3-2. — С. 18–28. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_32_0_18.

Бейдин Алексей Владимирович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: beydin@mail.ru;
Бабелло Виктор Анатольевич¹ — д-р техн. наук, профессор;
Воронов Евгений Тимофеевич¹ — д-р техн. наук, профессор;
¹ Забайкальский государственный университет.

Бейдин А. В., e-mail: beydin@mail.ru.

1. Gercek H. Poisson’s ratio values for rocks // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2007. Vol. 44. No 1. Pp. 1—13. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2006.04.011.

2. Kayabasi A., Gokceoglu C., Ercanoglu M. Estimating the deformation modulus of rock masses: a comparative study // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2003. Vol. 40. No 1. Pp. 55—63. DOI: 10.1016/S1365—1609(02)00112—0.

3. Seif El Dine B., Dupla J. C., Frank R., Canou J., Kazan Y. Mechanical characterization of matrix coarse-grained soils with a large-sized triaxial device // Canadian Geotechnical Journal. 2010. Vol. 47. No 4. Pp. 425—438. DOI: 10.1139/T09—113.

4. Xu W. J., Wang S., Zhang H. Y., Zhang Z. L. Discrete element modelling of a soil-rock mixture used in an embankment dam // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2016. Vol. 86. Pp. 141—156. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2016.04.004.

5. Zou P., Zhao X., Meng Z., Li A., Liu Z., Hu W. Sample Rocks Tests and Slope Stability Analysis of a Mine Waste Dump // Advances in Civil Engineering. 2018. Article 6835709. DOI: 10.1155/2018/6835709.

6. Behera P. K., Sarkar K., Singh A. K., Verma A. K., Singh T. N. Dump slope stability analysis — A case study // Journal of the Geological Society of India. 2016. Vol. 88. No. 6. Pp. 725—735.

7. Amarsaikhan T. , Shimada H. , Wahyudi S. , Sasaoka T., Hamanaka A. Optimization of Dump Bench Configuration to Improve Waste Dump Capacity of Narynsukhait Open Pit Coal Mine // International Journal of Geosciences. 2018. Vol. 9. Pp. 379—396. DOI: 10.4236/ijg.2018.96024.

8. Методические указания по расчету устойчивости и несущей способности отвалов. — Л.: ВНИМИ, 1987. — 126 с.

9. Крячко О. Ю. Управление отвалами открытых горных работ. — М.: Недра, 1980, 1980. — 255 с.

10. Paria C. J. B., Pereira E. L., Lima H. M. Evaluation of the effect of particle size in shear resistance study of an iron mine waste rock pile / Proceedings of the 19th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Seoul, 2017. Vol. 1. Pp. 407— 410.

11. Зиангиров Р. С., Кальбергенов Р. Г. Оценка деформируемости крупнообломочных грунтов // Инженерная геология. — 1987. — № 3. — С. 107—117.

12. Криворотов А. П. Условия разрушения образца грунта в приборе одноплоскостного среза // Известия вузов. Строительство. — 2000. — № 1. — С. 133—136.

13. Мирный А. Ю. Исследования дилатансии в дисперсных грунтах и методы ее количественной оценки // Инженерная геология. — 2019. — № 2 — С. 34—41. DOI: 10.25296/1993-5056-2019-14-2-34-43.

14. Низаметдинов Ф. К., Нагибин А. А., Левашов В. В., Низаметдинов Р. Ф., Низаметдинов Н. Ф., Касымжанова А. Е. Натурные методы исследования прочностных свойств горных пород и породных контактов // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2016. — № 2. — С. 26—33.

15. Курленя М. В., Сердюков С. В., Патутин А. В. Определение деформационных свойств горных пород по данным прессиометрических испытаний в интервале гидроразрыва скважины // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2015. — № 4. — С. 96—102.

16. Бабелло В. А., Овешников Ю. М. Патент РФ № 2199104. Устройство для определения механических характеристик горных пород. Заявл. 24.01.2001. Опубл. 20.02.2003. Бюл. № 5.

17. Бабелло В. А., Овешников Ю. М., Авдеев П. Б., Галинов В. Ю., Миронов П. Б. Патент РФ № 2199105. Устройство для определения механических характеристик горных пород. Заявл. 15.06.2001. Опубл. 20.02.2003. Бюл. № 5.

18. Лизункин В. М., Бабелло В. А., Лизункин М. В., Бейдин А. В. Оценка деформируемости раздробленных скальных пород Стрельцовского рудного поля // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2017. — № 2. — С. 84—92.

19. Лизункин В. М., Бабелло В. А., Лизункин М. В., Бейдин А. В. Оценка прочностных свойств ураносодержащих руд Стрельцовского рудного поля // Горный журнал. — 2018. — № 4. — С. 51—55. DOI: 10.17580/gzh.2018.04.09.

20. Бабелло В. А., Бейдин А. В., Лизункин В. М., Лизункин М. В. Патент РФ № 2634312. Устройство для определения коэффициентов Пуассона и поперечных деформаций фрагментов массива раздробленных скальных пород и оценки их сжимаемости в массиве. Заявл. 14.09.2016. Опубл. 25.10.2017. Бюл. № 30.