Какие направления развития Росийской науки Вы считаете наиболее перспективными

Охрана земель на карьерах строительной индустрии Белгородской области.

При разработке карьеров строительной индустрии Белгородской области ЗАО «Шебекино-мел», ОАО «Стройматериалы» и ОАО «Белцемент» происходит значительное нарушение окружающего ландшафта, что представляет собой экологическую проблему.

В данном аспекте особое значение приобретает внедрение комплекса мероприятий по охране ландшафта, представляющего собой систему мер для предотвращения или уменьшения прямого или косвенного воздействия разрабатываемых карьеров на ландшафт, и в первую очередь на земли.

В целом можно выделить две группы мероприятий по охране, рациональному использованию и воспроизводству земель при разработке карьеров. К первой группе относятся мероприятия предохранительного характера, предусматривающие максимально возможное, экономически оправданное и технически осуществимое сокращение прямого и косвенного влияния на земли. Ко второй группе отнесены мероприятия восстановительного характера, направленные на восстановление последствий негативного воздействия открытой разработки на земли.

Одним из средств уменьшения прямого воздействия на земли является управление карьерными откосами. Опыт открытой разработки карьеров строительной индустрии Белгородской области и проведение экспертизы промышленной безопасности проектных решений кафедрой «Безопасность жизнедеятельности» БелГТАСМ свидетельствует о том, что выбор нерациональных параметров карьерных откосов приводит к большим изменениям затрат на вскрышные работы, отвалообразование и снижает эффективность ведения горных работ. При этом следует учитывать, что с увеличением глубины карьера соответственно увеличивается заложение борта, т. е. его проекция на земную поверхность. Чем положе откос, тем больше земли нарушается по контуру карьера. Увеличение объема вскрышных работ в связи с нерациональными параметрами карьерных откосов ведет к увеличению объемов отвалов, а следовательно, к увеличению площади земель, требуемых для их размещения.

В значительной степени задача достижения высоких экономических результатов при разработке карьеров может быть решена посредством управления карьерными откосами. В связи с большими площадями, занимаемыми карьерами строительной индустрии Белгородской области, должна по-новому решаться и проблема управления безопасным состоянием откосов, уступов и бортов карьеров, сложенных рыхлыми осадочными породами. Под управлением откосами бортов карьеров можно понимать, во-первых, определение углов откосов с надежным, но не преувеличенным запасом прочности и, во-вторых, создание крупных по масштабу методов и средств искусственного полного и локального их укрепления.

Все существующие методы укрепления откосов можно разделить на физические и химические. К физическим способам относятся такие способы, при которых происходит изменение только физических свойств горных пород. К химическим относятся способы, при которых происходит химическое превращение горной породы и изменение ее физических свойств[1].

В БелГТАСМ разработан принципиально новый химический способ укрепления карьерных откосов, позволяющий повысить их устойчивость путем формирования многослойного геокомпозита с повышенными прочностными свойствами до 5 МПа и низкой водопроницаемостью. Для снижения затрат и повышения эффективности упрочнения рыхлых пород предлагается применять направленный гидроразрыв грунта твердеющим раствором [2].

Схемы укрепления откосов с использованием направленного гидроразрыва грунта твердеющим раствором представлены на рисунке.

Параметры откоса находятся в прямой зависимости от удельного сцепления грунтов слагающих откос. Увеличение прочности на сдвиг в песках до 0,4 МПа, в суглинках до 0,1 МПа, а в глинах до 0,25 МПа позволит увеличить углы наклона откосов уступов на 3-5 °, существенно сократить объемы вскрышных пород на карьерах строительной индустрии и уменьшить площади, занимаемые под отвалами и карьерами.

 

 

 

 

 


Рис. Схема укрепления откосов в осадочных породах методом направленного гидроразрыва твердеющим раствором:

а) через вертикально направленные трещины гидроразрыва пласта;

1 2