Влияние условий разгрузки на прочность горного массива результирующего угла борта карьера

Рассмотрен метод учета влияния условий разгрузки на прочность горного массива. Исследование выполнено путем оценки нижних пределов образования трещин и верхних пределов взаимодействия для массива горных пород в условиях разгрузки. Результаты показывают, что механизм распространения трещинообразования как функция низких условий локализации, приводит к снижению прочности массива горных пород в зависимости от максимальной составляющей перераспределенного поля напряжений. В условиях низкой локализации и слабых пород механизм прогрессирующего разрушения состоит в распространении разрушения вдоль ранее существовавшего геологического разрыва и расширяющихся трещин через скальные перемычки. Рассматривались прочность массива горных пород на месте и прогнозируемое местоположение глобальной поверхности разрушения в условиях низкой локализации. Представлены выводы о поведении массива горных пород и приемлемом методе анализа устойчивости угла наклона, который может имитировать хрупкую прочность массива горных пород. Пример реального угла наклона будет использован для оценки устойчивости на основе применения критерия прочности массива горных пород. При применении традиционных критериев разрушения горных пород, которые не учитывают распространение трещин в массиве горных пород, будет завышена прочность массива горных пород, а, следовательно, и устойчивость углов наклонов.

Овакимян В. В., Манукян Л. А. Влияние условий разгрузки на прочность горного массива результирующего угла борта карьера // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 9−1. — С. 14—24. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_1 01_0_14.

Овакимян В. В.¹, научный сотрудник (аспирант), Инженер-геотехник, ‘LMI’ CJSC, e-mail: vrezh_hovakimyan@mmi.am, ORCID ID: 0000-0002-0954-216X,
Манукян Л. А.¹, доктор технических наук, доцент, e-mail: manukyanlevon-a@rambler.ru;
¹ Национальный политехнический университет Армении (НПУА), Институт горно-металлургических и химических технологий, Ереван, Армения.

Овакимян В. В., e-mail: hovakimyanvrej95@mail.ru.

1. Chang, Z., Q., Zhou, Cai, W., Jiskani, I. M., Wang, R. (2019). Effects of the loading and unloading conditions on crack propagation in high composite slope of deep open-pit mine. Advances in Civil Engineering, 10, 3−12. DOI: 10.1155/2019/3168481.

2. Stacey, T. R., De Jongh, C. L. (1977). Stress Fracturing Around a Deep Level Bored Tunnel, Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy (JSAIMM), 78, 124−133.

3. Stacey, T. R. (1981). A Simple Extension Strain Criterion for Fracture of Brittle Rock. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, 18, 469−474.

4. Stacey, T. R., Page, C. H. (1986). Practical Handbook for Underground Rock Mechanics. Trans.Tech, 145,.

5. Stacey, T. R., Xianbin, Y., Armstrong, R., Keyter, G. J. (2003). New Slope stability considerations for deep open pit mines. JournalSouth African Institute of Mining and Metallurgy , 103, 373−389.

6. Stacey, T. R. (2003). Presidential Address: Rock Engineering – Good Design or Good Judgement? JournalSouth African Institute of Mining and Metallurgy, 104, 411−421.

7. Stacey, T. R. (2006). Considerations of Failure Mechanisms Associated with Rock Slope Instability and Consequences for Stability Analysis. JournalSouth African Institute of Mining and Metallurgy, 106, 485−493.

8. Luo, Y., Gong, F., Liu, D. (2020). Experimental Investigation of Unloading-Induced Red Sandstone Failure: Insight into Spalling Mechanism and Strength-Weakening Effect. Advances in Civil Engineering, 10, 16. DOI: 10.1155/2020/8835355.

9. Diederichs, M. S., Kaiser, P. K. (1999).Tensile Strength and Abutment Relaxation as Failure Control Mechanisms in Underground Excavations. International Journal of Rock Mechanics and Mining Science & Geomechanics Abstracts, 36, 69−96.

10. Diederichs, M. S. (1999). Instability of Hard Rockmasses: The Role of Tensile Damage and Relaxation. Doctoral Thesis, 610.

11. Diederichs, M. S. (2003). Manual Rocha Medal Recipient Rock Fracture and Collapse under Low Confinement Conditions, Rock Mechanics and Rock Engineering, 36 (5), 339−381. DOI: 10.1007/s00603−003−0015-y.

12. Sjoberg, J. (1999). Analysis of Large Scale Rock Slopes. Dep. Of Civ. and Min. Eng. Div. of R. Mech, 788.

13. Duncan, J. M., Wright, S. G., Brandon T. L. (2014). Soil Strength and Slope Stability. 2-nd Edition, USA, 333,.

14. Duncan, C. W. (2005). Ch.W. Mah. Rock Slope Engineering. 4th Edition, 456.

15. Manukyan, L. A., Hovakimyan, V. V. (2019). The rating estimation of the rock mass of the South-West Wall in Qajaran open pit mine ‘Zangezur CMK’. ‘Bulletin’ public․, 2, 448−458.

16. Leps, T. M. (1970). Review of Shearing Strength of Rockfill. Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, 96, 21.

17. Read, J., Stacey, P.(2009). Guidelines for Open Pit Slope Design. Geology, 511, DOI: 10.1071/9780643101104.

18. Manukyan, L. A., Hovakimyan V. V. (2021). Slope Stability Assessment of The South-West Overall Slope of The Qajaran Open-Pit Mine Based on GSI Rock Mass Classification System. Metallurgy, Material science, Mining engineering, 2, 97−105. DOI: 10.53297/18293395−2021.2−97.

19. Hovakimyan, V. V. (2022). Qajaran open-pit overall slope stability assessment based on the stress redistribution theory. Metallurgy, Material science, Mining engineering, 1.

20. Martin, D., Stacey, P. (2018). Guidelines for Open Pit Slope Design in Weak Rocks. Geology, 415, DOI: 10.1071/9781486303489.

21. Hovakimyan, V. V. (2021). In Tectonically Stressed Rock Mass the Unloading Effect on Open Pit Slope Stability. Forum-Contest for Young Researchers. Topical Issues of Rational Use of Natural Resources, 1, 201−203.

22. Bolobov V. I., Plashchinsky V. A. Influence of impact duration on fracture efficiency in rocks and on plastic deformation of metals. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2022;(3):78-96. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_3_0_78.

23. Beale, G., Read, J. (2014). Guidelines for Evaluating Water in Pit Slope Stability. Australia and New Zealand, , 615, DOI: 10.1071/9780643108363.

24. Hoek, E. (1983). Strength of jointed rock masses. Geotechnique, 33(3), 187−223. DOI: 10.1680/geot.1983.33.3.187.

25. Hoek, E., Bray, J. W. (1981). Rock Slope Engineering. Institution of Mining and Metallurgy, 4, 431 p.