Совершенствование методов оценки уплотняемости и несущей способности отвальных массивов тонкодисперсных отложений

Цель исследования - совершенствование методов оценки уплотняемости и несущей способности техногенных массивов тонкодисперсных отложений для повышения вместимости отвальных горнотехнических сооружений и экономии земельных ресурсов. Установлено, что методика расчета уплотнения отвальных массивов и естественных слабых оснований должна учитывать нелинейную зависимость коэффициента консолидации от уплотняющих нагрузок, обусловленных собственным весом сжимаемого слоя переменной мощности и вышележащих слоев. Показано, что несущую способность отвального массива следует определять как функцию сцепления и угла внутреннего трения с учетом зависимости сцепления и угла внутреннего трения линейного вида, получаемых при трехосных испытаниях. Предложено проводить инженерно-геологическое районирование с учетом предварительно определяемых зависимостей несущей способности от времени «отдыха», устанавливаемых дифференцированно для различных участков, исходя из мощности и степени уплотнения намывных отложений, характера фракционирования и физико-механических показателей. На основе проведенного лабораторного моделирования показано, что для оценки состояния техногенных массивов и их оснований в процессе уплотнения необходимо сочетать традиционные точечные скважинные измерения с интегральными измерениями на основе акустического прозвучивания техногенного массива. На основании произведенного инженерно-геологического районирования обоснована возможность размещения дополнительных объемов гидравлической или сухой вскрыши в контурах гидроотвалов и ускоренная подготовка их территорий к рекультивации. Разработаны алгоритм и программа для компьютерных расчетов порового давления, степени уплотнения, осадок и величины допустимых нагрузок. Практическое значение результатов исследования состоит в разработке предложений по освоению территории заполненного гидроотвала «Лог Шамаровский» (МГОК), определении геометрических параметров и осадок техногенного массива фосфогипса ОАО «Воскресенские минеральные удобрения», которые учтены в проекте наращивания этого сооружения. Результаты исследования рекомендуются к использованию на горных предприятиях, в научно-исследовательских и проектных организациях (ФГУП «ВСЕГИНГЕО», ОАО «Гипроруда», ОАО «Энергогидромеханизация», ОАО «Стойленский ГОК», АО «Лебединский ГОК» и др.) при определении несущей способности намывных массивов для повышения вместимости отвальных сооружений, а также в учебном процессе вузов, выпускающих специалистов в области горнопромышленной геологии.