Материал: Engineering Geology of MD

небольших размеров, обрушение их приобретает характер осыпания. Осыпаются мелкие обломки, щебень, дресва и песчаный

по почве подземных выработок, на склонах и откосах или по бортам карьеров и в их основании накапливается рыхлый обломочный материал, образуются осыпи.

Осыпи имеют форму отдельных конусов н шлейфов, т. е. сливающихся между собой конусов, образующих иногда непрерывные полосы. Нередко осыпи имеют форму «потоков» рыхлого материала небольшой ширины, спускаюш,ихся со склонов или бортов карьеров. Осыпание рыхлого материала происходит под влиянием силы тяжести и свидетельствует о выветрелости, разрушенности, раздробленности горных пород и неустойчивом их состоянии в обнажениях. Оно обычно происходит из отдельных слоев, горизонтов или участков обнаженийзон дробления и повышенной трещиноватости; осыпается также рыхлый материал, заполняющий трещины и карстовые полости. На карьерах при долгом стоянии уступов происходят их выполаживание вследствие осыпания рыхлого материала, сработка берм и образование сплошных (сдвоенных, строенных) откосов большой высоты. На таких откосах при увлажнении и насыщении рыхлого материала водой образуются сплывы, а в результате его размыва дождевыми и талыми водами — промоины, оврагообразные рытвины и другие неровности.

Наблюдения показывают, что осыпи оказывают определенное влияние на нормальное ведение горных работ, обусловливая необходимость изменять конструкцию бортов карьеров, приводят к уничтожению транспортных, рабочих и предохранительных берм, засыпают дороги, съезды, водоотводные и дренажные канавы, нарушая процесс осушения горных выработок. Образование осыпей требует выполнения дополнительных объемов горных работ и других мероприятий.

Оползни на карьерах и отвалах. Оползнем следует называть массу горных пород, сползшую или сползающую вниз по склону или откосу (искусственный склон) под влиянием силы тяжести, гидродинамического давления, сейсмических и некоторых других сил. Образование оползня есть результат геологического оползневого процесса, проявляющегося в вертикальном и горизонтальном смещении масс горных пород вследствие нарушения их устойчивости — равновесия. Оползневые явления всегда сопровождаются изменением рельефа местности, ее геологического строения и указывают на то, что горные породы на склонах и в откосах потеряли устойчивость под влиянием ка- ких-то причин.

Строительство сооружений и их эксплуатация в районах распространения или возможного образования оползней явля-

172

ется сложной проблемой. Многовековой опыт показывает, что оползни —это грозное и часто грандиозное геологическое явление.

Оползни очень широко распространены на месторождениях полезных ископаемых (рудных, угольных, горнохимического сырья, строительных материалов и др.), особенно разрабатывыемых открытым способом. Они образуются здесь на бортах и уступах карьеров, на отвалах, на откосах дамб, ограждающих гидроотвалы, постоянно создают угрозу нормальному ведению горных работ и возникновения аварий. Имеется много примеров оползневых явлений на месторождениях, приведем только один.

Ангренское месторождение угля в Узбекистане расположено в долине р. Ахангаран (правый приток Сырдарьи), разрабатывается с 1947 г. частично открытым способом, частично методом газификации (выжигание угля). Здесь юрские угленосные отложения мощностью до 200 м и более образуют пологую синклинальную складку с углами падения крыльев 5—15°; они перекрыты палеоген-неогеновыми и четвертичными отложениями. Обводненность месторождения в значительной степени обусловлена аллювиальными сильно обводненными галечниками, мощность которых достигает 15—20 м, распространенными на значительной площади угленосных отложений. Разра-

По мере развития горных работ на месторождении стали возникать оползни огромных объемов. Наибольших размеров достиг Атчинский оползень (рис. VI-7 и VI-8), причиной образования которого явились полости, объемом в тысячи кубических метров, образовавшиеся после выжигания угля на глубинах от 70 до 200 м в толще угленосных отложений. Нарушение устойчивости масс горных пород на склоне долины к 1975 г. захватило площадь 12 км^ поверхность скольжения распространилась на глубину 80—170 м, а объем смещающихся пород (оползня) достиг 700 млн. м®. В верхней части склона образовались уступы высотой несколько метров, на его поверхности много открытых зияющих трещин, по которым отдельные блоки горных пород опустились и образовались глубокие рвы; поверхность обширного пространства стала неровной, бугристой, с западинами глубиной до 5 м, образовались валы выпирания, и в том числе по правому берегу реки. Столбы телефонной и электрической сетей были наклонены в разные стороны, некоторые опрокинуты, железнодорожные пути и автомобильные проезды немыслимо и причудливо искривлены в плане и по профилю. Многочисленные строения пришлось перемещать за пределы оползня. Отвалы объемом более 50 млн, м^ и высотой 40—65 м, расположенные в нижней части склона по левому берегу реки, несколько сдерживали нарастание оползневых

173

Атрен

тияг

смещений, однако полностью их не предупредили. Таковы масштабы и последствия Атчинского оползня на Ангренском месторождении угля.

Оползни не только нарушают устойчивость местности, сооружений, бортов карьеров, но оказывают большое влияние на изменение природных условий вообще и развитие других геологических процессов, с которыми они часто генетически связаны. Все вышеперечисленное заставляет уделять большое внимание изучению оползневых явлений, учитывать их распространение и возможность образования при планировании размещения карьеров, отвалов и других сооружений и горных работ, оценивать степень их опасности при разработке проектов освоения месторождений.

Каждый оползень образует оползневой участок, границы и форма которого в плане определяются размерами оползня и его

174

ханизм) движения масс горных пород бывает различным, и это определяет вид явления. В одних случаях происходит сползание блока или блоков горных пород (структурные оползни), в других масса горных пород смещается (ползет) подобно вяз-

горных пород, т. е. механизм того или иного явления. Для более полной характеристики и оценки каждого явления в этой классификации дополнительно приведены три основных признака, позволяющие учитывать причину нарушения равновесия масс горных пород, динамику развития явления и его масштаб. Б таблице приведен также перечень инженерных мероприятий, применяемых для предупреждения развития гравитационных явлений или локализации их вредного влияния. Все эти вопросы подробно рассмотрены в курсе «Инженерной геодинамики» [21].

В динамике развития каждого оползня можно различать три этапа: 1) этап подготовки оползня, во время которого, как правило, постепенно снижается устойчивость масс горных пород; 2) этап фактического образования оползня, как правило,

оползня, восстановления устойчивости масс горных пород. Такой анализ позволяет восстанавливать историю оползневого процесса, его эволюцию, состоящую из этапов, стадий и фаз, и выявлять тенденцию его дальнейшего развития, указывающую на степень угрон^аемости оползневых явлений (прогрессирует, нарастает, затухает, приостановился, закончился и т. д.). При этом анализе главным является установление закономерностей развития процесса в зависимости' от обусловливающих причин и способствующих факторов. Общая схема динамики развития оползневого процесса показана на рис. VI-9,

При проектировании откосов бортов и уступов карьеров, выемок и различных котлованов, откосов отвалов, дамб и других сооружений возникает необходимость в определении наиболее рациональной крутизны этих сооружений для обеспечения их устойчивости и безопасности эксплуатации. Следовательно, во всех перечисленных случаях оползней еще нет, но они могут образоваться в результате выполнения горных работ, если не будут полно учтены природные и искусственные, созданные человеком условия. Зная законы и закономерности развития оползневых процессов и явлений, можно предвидеть (прогнозировать) их образование и тем самым предупреждать деформации, аварии и катастрофы.

J 76