Закладка наблюдательных станций

3.2.1 Реперы наблюдательной станции закладываются по линиям, перпендикулярным к простиранию борта карьера в предельном положении (рис. 4). Вначале составляется проект наблюдательной станции, который должен состоять из плана наблюдательной станции в масштабе 1:1000 или 1:2000, краткой пояснительной записки, а также соответствующих геологических карт и разрезов.

На плане наблюдательной станции должно быть показано:

а) состояние горных работ на момент составления проекта;

б) проект дальнейшего развития горных работ;

в) сооружения, находящиеся на бортах карьера или вблизи отвала;

г) расположение запроектированных профильных линий и реперов на них;

д) рельеф местности.

К плану наблюдательной станции должны быть приложены детальные геологические разрезы, на которые наносятся:

а) границы литологических разностей пород;

б) степень и характер трещиноватости каждой литологической разности;

в) дизъюнктивные нарушения и тектонические трещины большого протяжения с указанием направления и угла их падения;

г) характеристики сопротивления сдвигу (и K);

д) характеристики сопротивления сдвигу по поверхностям ослабления (и K') - по тектоническим трещинам, дизъюнктивным нарушениям, контактам между слоями или сланцеватости.

Пояснительная записка должна содержать:

а) общее краткое описание месторождения и горных работ;

б) расчеты по закладке наблюдательной станции (определение количества реперов, длины профильных линий, расстояния между реперами, объема работ по бурению скважин под реперы, расхода материалов - круглого железа, цемента, песка и т.п.);

в) краткую методику наблюдений с указанием сроков производства наблюдений и инструментов, которые предполагается применять.

Все материалы по проекту наблюдательной станции должны быть сброшюрованы и подписаны лицом, составившим проект. Проект наблюдательной станции утверждается главным инженером предприятия.

3.2.2 Профильные линии наблюдательной станции закладываются в различных горно-геологических условиях. В первую очередь, профильные линии закладываются на менее устойчивых участках борта.

Наименее устойчивые участки бортов карьеров характеризуются следующими признаками:

а) крутым углом заоткоски борта или крутым общим углом откоса многоярусного отвала;

б) большой глубиной карьера или высотой отвала;

в) подрезкой слоев в основании бортов и слоистым основанием отвалов;

г) наличием тектонических нарушений;

д) наличием слабых контактов и пластичных слоев в основании бортов или отвалов и ослаблений, обусловленных спецификой древнего и современного рельефа на отдельных участках (балки, ложбины стока, карстовые проявления и т.д.);

е) обводненностью горных пород, увлажнением отвальных масс атмосферными осадками и обводненностью основания отвалов;

ж) наличием на бортах или отдельных уступах больших навалов породы;

з) сейсмическим воздействием взрывов и вибрацией от работы горнотранспортного оборудования (влияющих на устойчивость отдельных уступов).

3.2.3 Крайние пункты профильной линии должны быть заложены вне зоны деформаций, возникающих при углубке карьера до проектной глубины.

Профильные линии проводятся по всему карьеру (через оба противоположных борта и дно карьера), а при большой глубине карьера они закладываются на каждом борту карьера самостоятельно.

Профильная линия состоит из опорных и рабочих реперов. Протяженность части профильной линии без опорных реперов на поверхности, примыкающей к карьеру (рис. 5), должна быть не менее 1,5H (здесь H - глубина карьера) при предельно допустимых углах наклона бортов, полученных на основе расчета устойчивости (при коэффициенте запаса устойчивости, равном 1,2 - 1,3).

Опорные реперы профильных линий закладываются вне зоны деформаций в количестве не менее двух на каждой стороне.

3.2.4 Расстояние между рабочими реперами зависит от их расположения на профильной линии. На каждой площадке (берме) уступа или яруса отвала должно быть заложено не менее двух реперов - один вблизи бровки уступа, другой - у подошвы вышележащего уступа. Реперы закладываются так, чтобы была обеспечена безопасность наблюдателя при работе на этих реперах. Расстояния между реперами, расположенными на земной поверхности, в зависимости от их удаления от верхней бровки борта карьера, принимаются следующие:

а) на участке призмы возможного оползания (обрушения) - 5 - 10 - 15 м;

б) с удалением от верхней бровки карьера - от 15 до 30 м.

Расстояние между опорными реперами - не менее 20 м.

3.2.5 Одновременно с закладкой наблюдательных станций должны быть заложены исходные реперы, к которым привязываются опорные реперы всех линий. Исходных реперов должно быть не менее трех. Закладка этих реперов производится в местах, обеспечивающих неизменность их положения в течение всего времени производства наблюдений. Исходные реперы должны быть заложены вне зоны влияния горных работ, а также за пределами зоны возможного оседания земной поверхности под влиянием снижения уровня подземных вод при дренаже карьерного поля.

3.2.6 Перенос проекта наблюдательной станции в натуру производится путем построения на местности соответствующих углов и длин.

3.2.7 Конструкция реперов должна быть простой, и способ закладки их должен обеспечить:

а) прочную связь репера с горной породой, чтобы сдвижения репера точно соответствовали сдвижениям пород;

б) сохранность и неизменность положения реперов на весь срок их службы, а также удобство пользования ими;

в) отчетливость отмеченного центра на головке (полусфере) репера для обеспечения точности наблюдений за сдвижением репера в горизонтальной плоскости;

г) устойчивость репера в условиях сезонных изменений температуры и влажности пород и промерзания и оттаивания горных пород.

3.2.8 Для длительного срока службы рекомендуется закладку репера осуществлять следующим образом: в пробуренную скважину диаметром 160 - 220 мм, на глубину ниже зоны промерзания на 0,5 м, бетонируется металлический штырь диаметром 20 - 30 мм. Цементный раствор заливается только в нижнюю часть скважины на 0,4 - 0,5 м (рис. 6). Верхний конец металлического стержня репера обрабатывается на полусферу, на которую наносится центр в виде отверстия диаметром не более 2 мм и глубиной 4 - 5 мм. Пространство между стенками скважины и штырем выше бетонной подушки заполняется песком или шлаком и плотно утрамбовывается.

Для предотвращения образования ледяной подушки при промерзании в основании репера рекомендуется также укладка пористого основания из материалов, не обладающих капиллярными свойствами (шлак, крупнозернистый песок и др.).

Для уменьшения влияния на репер сил морозного выпучивания верхний конец штыря репера необходимо заглублять от поверхности земли на глубину 20 - 30 см.

Глубина закладки репера h относительно земной поверхности должна определяться следующим образом:

 

, (5)

 

где - максимальная глубина промерзания грунта;

a - высота якоря репера (0,4 - 0,5 м);

b - запас, определяемый величиной возможной ошибки определения глубины промерзания, в сумме с мощностью пористого основания.

Во избежание вертикальных смещений репера за счет деформаций грунта, вызываемых изменением его влажности, глубина закладки реперов должна быть не менее 1,5 м.

На срок службы до 3 - 5 лет могут быть рекомендованы забивные реперы.

Для закладки реперов в скальных породах выбуривается углубление, в котором бетонируется металлический штырь диаметром 20 - 30 мм и длиной 30 - 50 см.

В районе вечной мерзлоты конструкция реперов и глубина их закладки выбираются на основе сведений о влиянии промерзания грунта на устойчивость реперов в данном районе.

3.2.9 После закрепления опорных реперов необходимо составить подробный абрис их расположения относительно постоянных предметов местности и исходных реперов. Для удобства отыскания опорных реперов около них устанавливаются сторожки.

3.2.10 Дополнительно к реперам по профильным линиям необходимо производить закладку наблюдательных пунктов в шурфах и других выработках, имеющихся на оползневых участках, с целью выявления поверхности скольжения и мощности оползневого массива.