Изучение оползневых явлений - один из проблемных вопросов при добыче угля на разрезе "Ангренский"

С.И. Якубов, И.П. Сидорова, Б.Р. Раимжанов

ИЗУЧЕНИЕ ОПОЛЗНЕВЫХ ЯВЛЕНИЙ - ОДИН ИЗ ПРОБЛЕМНЫХ ВОПРОСОВ ПРИ ДОБЫЧЕ УГЛЯ НА РАЗРЕЗЕ «АНГРЕНСКИЙ»

Рассмотрены классические и переходящие в техногенные оползневые явления на разрезе «Ангренский». Установлено, что эти оползни сформировались, как классические с неглубоким заложением поверхности скольжения, так и оползни с двумя и даже тремя поверхностями скольжения. Под влиянием техногенной нагрузки природные оползни переросли в техногенные и часть из них не укладываются в классическую схему смещения по одной поверхности скольжения. Ключевые слова: оползни, буроугольное месторождение, вскрышные работы, устойчивость склонов, внутренние отвалы.

До начала освоения Ангренского каолино-буроугольного месторождения оползни в долине Ахангаран возникали преимущественно за счет подрезки склонов реки Ахангаран и ее притоков. К ним относятся Верхнетуркский, Наугарзанский оползни, серия Джигаристанских и др. При разведке месторождения на пикетах 4—10 разреза «Ангренский» скважинами был вскрыт крупный раннечетвертичный оползень. Суммарная площадь этих оползней в конце сороковых годов составляла 2,0-2,2 км2.

С начала 50-х годов прошлого столетия инженерно-геологическая ситуация под влиянием техногенной нагрузки резко изменилась. Открытая и подземная разработка угля и других полезных ископаемых повлекла за собой изменение напряженного состояния массивов горных пород, напоров, расхода и химического состава подземных вод.

Рельеф поверхности также изменился за счет появления и развития угольных разрезов, отвалов, подработки поверхности на полях шахт и станции «Подземгаз», что привело к образованию больших площадей искусственных обнажений (уступы, откосы, тела насыпей, площади гидроотвалов), а также к изменению гидрографии (коррекция речных русел, заболачивание,

ISSN 0236-1493. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. № 6. С. 370-375. © 2017. С.И. Якубов, И.П. Сидорова, Б.Р. Раимжанов.

УДК 550.3: 550.34

изменение режима подземных вод). Возникли новые техногенные оползни, а часть природных также стали техногенными. К настоящему времени суммарная площадь оползней района Ангренского буроугольного месторождения превысила 20 км2.

Образованию оползней в условиях Ангренского месторождения способствуют наличие ослабленных зон в разрезе покрова, разрывные нарушения горных пород, нарушения технологии при ведении вскрышных и очистных работ. По мере увеличения площадей подземной отработки пластов угля сдвижение переходит в оползневый процесс. Такие ослабленные зоны (ограниченные области в толще горных пород с пониженными показателями прочности, определяющие развитие поверхностей скольжения) могут быть классифицированы с выделением первичных, вторичных и техногенных зон.

Первичные ослабленные зоны формируются в процессе образования горных пород в различных фациальных условиях. К этому генетическому типу в наших условиях относятся слабые прослои и линзы глинистых пород, контакты разновозрастных и разнотипных пород; пески с большим содержанием глинистых минералов, особенно монтмориллонита. Они занимают большие площади и имеют небольшой наклон. На Ангренском месторождении связанные с ними нарушения патогенной основы имеют объемы 10—15 млн м3 и более.

Вторичные ослабленные зоны. Горные породы в течение их последующего геологического развития подвергаются действию различных тектонических и дену-дационных процессов, приводящих к изменению состава, состояния и свойств и образованию ослабленных зон. К данной генетической группе относятся зоны тектонических и оползневых деформаций; зоны трещиноватости; глины зон тектонических нарушений; коры выветривания. Они обычно имеют линейное, локальное и площадное (кора выветривания) распространение, и связанные с ними нарушения ландшафтов достигают объемов 20— 100 тыс. м3.

Техногенные ослабленные зоны формируются при разработке месторождений полезных ископаемых. К ним относятся места выхода подземных вод на поверхность при их вскрытии; участки, где борта имеют крутой наклон; участки зоны действия взрыва, зоны обрушенных, деформированных и трещиноватых пород.

При открытой добыче ослабленные зоны активизируются под действием следующих факторов: обнажение глубинных

слоев и вызванное ими разуплотнение и выветривание горных пород; создание откосов различной крутизны; вскрытие водоносных горизонтов; производство взрывных работ; образование отвалов.

В настоящее время, как на левом так и на правом бортах разреза имеются оползневые участки — Атчинский, Наугарзанский, Центральный, Северный, Южный, Загасанский, Шахтный, Старая «Подстанция», Верхнетуркский, Таньгатоптинский, оползни на склонах долины реки Джигиристан, а также массив «Коканд». Из них наиболее значимыми и опасными оползнями являются Атчинский, Наугарзанский, Южный, Северный, Центральный.

Атчинский оползень. Атчинский оползень объемом 800 млн м3 начал оформляться в 1972 г. на левом борту долины реки Ахан-гаран в зоне горного отвода станции «Подземгаз», где в результате длительной эксплуатации комплекса горнотехнических сооружений — шахты, насыпных отвалов разреза, станции подземной газификации угля (ПГУ) — произошли наиболее контрастные изменения геологической среды. Причиной его образования явилось формирование в результате выгазованного пространства площадью 1,05 км2 с последующим проседанием поверхности земли до 5 м, что вызвало нарушение сплошности, потерю бокового упора для вышележащих пород и привело к оползневому смещению на площади 8 км2. Конфигурация поверхности скольжения сложная и совпадает в разрезе с су-закскими и каолиновыми глинами на контакте с водоносными песками и песчаниками палеогенового и юрского возраста. Питание подземных вод осуществляется за счет перетока трещинных вод из зоны Шаугазского надвига. По мере своего развития Атчинский оползень слился с Загасанским.

Оползень «Южный» возник в марте 1989 г. — поверхность скольжения характеризуется слоями пестроцветных каолинов. Объем оползня до 2,5 млн м3. Общее положение южного борта разреза остается критическим, что подтверждается наблюдениями за последнее время. Режимные геофизические наблюдения методом сейсмического мониторинга указывают на тенденцию расширения аномальных зон в северо-западном направлении.

Оползень «Центральный» образовался при слиянии подрусло-вых потоков Баксуксая и Саяксая. Трещины закола были установлены в апреле 1985 г. Оформился оползень в мае 1987 г. Объем оползня составил 58 млн м3. Инструментальными и визуальными наблюдениями четко зафиксирована поверхность скольжения,

приуроченная к глинам сузакского яруса палеогена. Причинами образования оползня явились: взбросо-надвиги в прибортовой зоне разреза под углом 400; увеличение угла наклона борта в на-дугольных отложениях с 110 предусмотренных проектом до 150, неурегулированный сток подземных вод, выклинивающихся из четвертичных галечников, взрывные работы.

Оползень «Северный» расположен в восточной части северного борта разреза «Ангренский», где вскрышные и добычные работы не велись несколько лет. В плане левая часть оползня совпадает с погребенным руслом Туган-Баши, врезанным в отложения неогена. Русло имеет подрусловой поток в аллюви-ально-пролювиальных галечниках.

Причиной образования оползня явилось оседание дневной поверхности и создание вследствие этого условий для увеличения гидродинамического напора в толще неоген-четвертичных отложений. По наблюдениям геолого-маркшейдерской службы оползень развивался в 2 этапа, в связи с этим, в рельефе выделяются 2 оползневых цирка. На первом этапе в мае 1999 г. появилась трещина, которая затем оконтурила правую стенку оползня вниз по склону. Объем оконтуренного блока составил 1,3 млн м3. Второй этап движения оползня начался в конце июня, что выразилось в увеличении размеров трещин, как на уступе отметки 1030 м, так и в направлении оползня «Центральный». В результате чего был оконтурен новый блок объемом 1,7 млн м3.

Установлено, что механизм смещения оползней обусловлен наличием двух основных поверхностей скольжения: первая — контакт четвертичных и неогеновых толщ с известняками палеогена и вторая — контакт песчаников и известняков сузак-ского яруса палеогена.

Наугарзанский оползень находится на левом борту долины реки Ахангаран и является примером активизации древнего (средне-четвертичного) оползня под действием техногенных факторов. Активизировался в 1954 г. Первые инженерно-геологические исследования в этом районе были проведены в 1956—64 гг. институтом Фундаментпроект в связи с проектом отвода реки Ахангаран от разреза тоннелем.

Средняя мощность сместившихся пород составляет 30—35 м. Первоначальный объем 15 млн м3, площадь — 0,8 км2 . Оползень пассивный — соскальзывающий. В апреле-июле 1987 г. отмечена резкая активизация оползня с максимальными подвижками.

Весной 1994 г. произошла резкая активизация оползня с увеличением скоростей горизонтального смещения, а в мае 1995 г.

в результате землетрясения произошла активизация оползня с расширением границ вверх по склону и по флангам. Объем сползших масс составил 20 млн м3.

Начатые в 2015 г. сейсмические наблюдения на разрезе «Анг-ренский», показывают, что, несмотря на принятые меры, оползни сохраняют активность и некоторые представляют серьезную опасность для ведения вскрышных и добычных работ.

Следует отметить, что рассматриваемые и исследуемые оползни Ангренского буроугольного месторождения сформировались, как классические оползни с неглубоким заложением поверхности скольжения, так и оползни с двумя и даже тремя поверхностями скольжения. Исследованиями установлены, что на большей части территории под влиянием техногенной нагрузки природные оползни переросли в техногенные и причем часть из них не укладываются в классическую схему смещения по одной поверхности скольжения.

В целях безопасного ведения горных работ на протяжении всей истории разработки Ангренского буроугольного месторождения предпринимались попытки оценки устойчивости склонов и внутренних отвалов. В зависимости от разных концепций исследователями предлагались разные решения проблемы — устанавливались определенные углы откоса для вскрышных и добычных забоев, конструкции отвалов. Применяемые мероприятия (планировка поверхности, сток поверхностных вод, оставление угольных целиков, отсыпка контрфорсов, выпола-живание рабочих бортов разреза, снижение мощности взрывов, дренаж подземных вод) в основном снижают последствия оползневых смещений, но не всегда приводят к желаемому результату (оползни южного торца разреза).

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Якубов Салимжон Иминжанович — кандидат технических наук,

начальник отдела по инновации и новым технологиям,

АО «Узбекуголь», Узбекистан,

e-mail: salimbay@rambler.ru,

Сидорова Ирина Петровна — кандидат

геолого-минералогических наук,

начальник лаборатории,

Институт геологии и геофизики АН РУз, Узбекистан, e-mail: ingeo@ingeo.uz,

Раимжанов Баходир Раимжанович — доктор технических наук, профессор, заместитель директора по науке, ГУП «УзГЕОРАНГМЕТЛИТИ», Узбекистан, e-mail: info@georang.uz.

Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2017. No. 6, pp. 370-375.

S.I. Yakubov, I.P. Sidorova, B.R. Raimzhanov

STUDIES OF LANDSLIDE PHENOMENA -ONE OF THE CHALLENGES OF ANGREN OPEN PIT MINE

In the article it is regarded as a classic, and turning into man-made landslides in the career «Angren». It was found that these landslides were formed as a classic not deep foundation slip surface and landslides with two or even three sliding surfaces. Under the influence of techno-genic loading natural landslides has outgrown in technogenic and and some of them do not fit into the classical scheme of the displacement of one sliding surface.

Key words: landslides, coal mine, stripping, slope stability, internal piles.

AUTHORS

Yakubov S.I., Candidate of Technical Sciences,

Head of Innovation and New Technologies, e-mail: salimbay@rambler.ru, JSC «Uzbekugol», 100011, Tashkent, Uzbekistan, Sidorova I.P., Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Head of Laboratory, e-mail: ingeo@ingeo.uz,

Institute of Geology and Geophysics of the Academy of Sciences of Uzbekistan, 100041, Tashkent, Uzbekistan,

Raimzhanov B.R., Doctor of Technical Sciences, Professor, Deputy Director for Science, O'zGEORANGMETLITI, 100070, Tashkent, Uzbekistan, e-mail: info@georang.uz.

I НОВИНКИ ИЗДАТЕЛЬСТВА «ГОРНАЯ КНИГА»

Моссаковский Я.В.

Экономика горной промышленности: Учебник для вузов Год: 2017 Страниц: 525 ISBN: 978-5-98672-459-1 UDK: 622:338.45

Рассмотрен комплекс вопросов, определяющих экономику горно-добывающего производства и его предприятий. В том числе: объект конкретной экономики — минерально-ресурсный потенциал страны, методы его экономической оценки, производственный потенциал горной промышленности, его роль и значение в народном хозяйстве России; производственные ресурсы горных предприятий и результаты их использования в процессе добычи полезных ископаемых; методы оценки эффективности реализации инвестиционных проектов, внедрения новой техники и другие вопросы. Материал учебника проиллюстрирован конкретными статистическими данными и необходимыми разработками. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Экономика и управление на предприятии (горная промышленность)» и по направлению подготовки дипломированных специалистов «Горное дело». Может быть полезен экономистам и инженерно-техническим работникам горно-добывающих отраслей промышленности.

UDC 550.3: 550.34

Я.В. мое САКОВСКИ и

ЭКОНОМИКА

ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ