Добыча без камнепадов: системы защиты Маккаферри

Камнепады являются серьёзной угрозой для инфраструктуры горных выработок. При добыче открытым способом мощные слои породы в пределах горного отвода разрушаются под воздействием процессов выветривания и извлечения полезных ископаемых. Поэтому организация безопасной работы на месторождении является первоочередной задачей на всех этапах работы в карьере.

Зачастую решений противокамнепадной защиты, которые закладываются при проектировании месторождения, недостаточно. Опасные скально-обвальные участки точечно появляются в процессе отработки в местах, где подобные решения не были предусмотрены проектом.

Чтобы исключить возможные аварии и остановку производственных процессов, горнозаводчику важно оперативно получить адекватную оценку риска обвалов и соответствующее решение инженерной защиты.

Локальная опасность

Месторождения с идеальными геологическими характеристиками в реальной жизни не встречаются. Ещё на стадии проектирования карьера учитывается общая устойчивость его склонов и откосов.

Определив неустойчивые забои объекта, инженеры чаще всего предусматривают для них предохранительные бермы. В противном случае предприятие ждёт череда аварий и травм горняков, простои и убытки.

Основная документация, в которой учитываются системы защиты по охране труда на карьере:
– Утверждённый проект разработки полезного ископаемого с разделами техники безопасности и охраны окружающей среды;
– План развития горных работ, утверждённый главным инженером и согласованный с местными органами Госгортехнадзора.

Однако при разработке проектной документации крайне трудно предугадать все возможные варианты развития событий. Уже в процессе отработки неизбежно появляются новые опасные точки, требующие дополнительной защиты от камнепадов.

– Отработка карьеров ведётся вплоть до постановки уступов и бортов в конечный контур. Владельцы ГОКов заинтересованы в том, чтобы формирование бортов осуществлялось по предельным геомеханическим параметрам скальных или полускальных пород.
Кроме того, месторождения разрабатывают и посредством взрывных работ. Они необходимы в случае, если предприятие обнаружило новые залежи, не предусмотренные в проекте изначально.

Для расширения добычи выполняют дополнительные объёмы вскрышных и буровзрывных работ. Из-за взрывов участки карьера подвергаются сейсмическому воздействию, и предусмотреть, как поведёт себя скальная порода с неустойчивыми блоками, невозможно, – объяснил директор по развитию компании Маккаферри Дмитрий Неклюдов.

Зачастую техногенная нарушенность массива приводит к непредсказуемым последствиям – вплоть до его обрушения. В таких случаях типовые решения, которые применяются на стадии проектирования, уже неэффективны.

 «На этапе проектирования для минимизации риска лучше закладывать в проект хотя бы часть дополнительных материалов, которые можно будет оперативно использовать в случае обнаружения новых опасных зон. Дело в том, что документация на монтаж новой системы, не заложенной в проекте, требует длительного согласования с надзорными органами. Гораздо надёжнее позаботиться о запасном варианте, хоть это и не будет панацеей от всех «болезней» месторождения», – отметил директор направления «Инженерная защита территорий» Маккаферри Михаил Соковых.

Итак, внедрение защитных систем актуально на всех этапах освоения месторождения. И перед владельцами ГОКов всегда будет стоять задача – поиск решения, максимально подходящего под конкретный обвальный участок.

Противокамнепадные системы Маккаферри

Для защиты локальных участков от каменных осыпей в компании Маккаферри создали высокопрочную противокамнепадную драпировку Стилгрид^®. Она представляет собой сетку двойного кручения с шестиугольными ячейками и вплетёнными в неё стальными тросами, образуя единое полотно.

Вплетённые в сетку тросы увеличивают прочность конструкции и в случае обвала принимают на себя основные нагрузки. Такая система весьма удобна для анкерного крепления, что позволяет свободно перемещать полотно с места на место, не разрушая целостность конструкции.

Гибкая конструкция повторяет профиль любого горного склона и выдерживает нагрузку до 160 кН/м, поэтому не распускается даже при случайных разрывах нескольких ячеек.

Маккаферри предлагает две вариации системы Стилгрид^®:

• HR (Highly Resistant, от англ. «высокопрочный») представляет собой полотно из сетки с вплетёнными в неё в продольном направлении стальными тросами диаметром 8,2 мм с шагом армирования 30, 50, 100 и 150 см;
• BO (bi-oriented от англ. «двуосный») – полотно из сетки, в которую тросы вплетены и в продольном, и в поперечном направлении. Шаг продольных тросов – 150 см, шаг поперечных – 150, 200 или 300 см. Дополнительные поперечные тросы в структуре сетки увеличивают прочность всей драпировки и повышают эффект от анкеровки. Поперечные тросы включены в конструкцию уже на стадии производства полотна, поэтому система быстро монтируется на склоне.     

– Мы разрабатываем индивидуальные решения. В местах с высокой трещиноватостью на склоне мы используем драпировку активного типа. Этот тип драпировки подразумевает использование анкеров для её крепления по всей поверхности склона с определённым шагом. Она укрепляет и стабилизирует склон, предотвращая какие-либо перемещения обломков вниз по склону.

Важные свойства такой драпировки – это жёсткость и способность сопротивляться длительным статическим нагрузкам. Выдавливаясь, порода на неустойчивом участке не растягивает сетку и не набирает критическую массу, таким образом, склон остается в стабильном состоянии, – рассказали специалисты Маккаферри.

На склонах с умеренной трещиноватостью Маккаферри применяет простую драпировку, которая работает как завеса. Она закрепляется анкерами только по верхней кромке склона и внизу. Данный тип драпировки не стабилизирует склон. Основная её функция – это сбор обломков у подножия склона.

Защитные системы Маккаферри применимы как в дополнение к традиционным предохранительным бермам, так и в качестве их полной замены. И если первый вариант для России – пока что редкое явление, то второй уже пользуется спросом на действующих карьерах.

– Предохранительные бермы нуждаются в обслуживании, поскольку во время обвалов заполняются горной породой. Заполненная берма может привести к выполаживанию уступов и, как следствие, увеличению риска камнепадов. На их чистку приходится тратить и время, и средства. Систему Стилгрид^® выгодно устанавливать поверх бермы: покрывая её, драпировка позволяет накапливать обломки на берме без их вывала на расположенную ниже инфраструктуру, – рассказал Дмитрий Неклюдов.

Инженеры Маккаферри рассчитывают систему драпировки склонов с указанием вида драпировочной сетки и крепёжных элементов в специализированной программе MACRO Studio.

Для высокой точности расчётов специалисты Маккаферри запрашивают набор входных данных об объекте: геологическое строение зоны разработки карьера, морфологию бортов, гидрометеорологические условия района разработки карьера, наличие растительности, нагрузку от техники и т.д. Таким образом клиент получает надёжную и экономически эффективную систему защиты.

Читайте также: «Защита от камнепадов в горнодобывающем секторе».

Кейсы мирового масштаба

У Маккаферри есть достаточно примеров успешного внедрения драпировки Стилгрид^®. Например, в Австралии компания разработала инженерную защиту опасного участка действующего месторождения золота Перт, предоставив решение «под ключ» для проекта перепланировки карьера.

У одного из склонов открытого карьера были выявлены трещиноватые борты с многочисленными выступами, многие из них удерживали обломки горных пород. Гранитная порода-гнейс имела падение на северную сторону месторождения и выходила под углом 55-65º, создавая реальную угрозу камнепада.

Маккаферри совместно с проектировщиками компании Geofabrics разработали решение с использованием противокамнепадной драпировки Стилгрид HR, на основании длины склона карьера, угла и неравномерных пластов породы на склоне.

Система была смонтирована на неустойчивом участке всего за 3 недели. Анкеры сетки установили по верхней и нижней частям склона, а также по сторонам участка драпировки. Общая площадь опасной зоны, на которую уложили полотно, составила 4 400 м².

Ещё один пример – проект для глинозёмного завода компании «Alcoa» в Австралии. Маккаферри реализовала комплексное решение инженерной защиты конвейерной установки, перемещающей бокситы на завод.

Конвейерная установка проходит через крутые склоны участка выхода горных пород с высокой трещиноватостью. При выветривании обломки горных пород осыпались вниз, угрожая безопасности транспортировки материала.

Расчёты устойчивости скального массива показали, что укрепление участка одной противокамнепадной драпировкой недостаточно: чтобы удерживать обломки как на склоне, так и у его подножия, сетка должна обладать соответствующим сопротивлением и удлинением.

Высокие значения удлинения приведут к тому, что каменные обломки растянут сетку, выступив наружу со стороны рабочей зоны конвейерной системы. Для достижения нужных характеристик инженеры Маккаферри решили укрепить склон сочетанием сетки двойного кручения с тросово-сетчатыми HEA-панелями.

НЕА-панели – это плетёные канатные панели с высоким поглощением энергии. Их применяют для укрепления крутых откосов с высокой трещиноватостью пород.

Панели рассчитаны на длительные статические нагрузки и являются самым жёстким продуктом в линейке систем драпировки склонов Маккаферри. Панели сплетены из одного непрерывного стального троса с высоким пределом прочности, фиксированного в каждой точке пересечения «двойным узлом» запатентованного крепления «HEA». Вся нагрузка в таком случае передаётся на крепления НЕА-панелей, а затем равномерно перераспределяется на всё полотно. Таким образом происходит гашение энергии.

Комбинированная драпировочная система была закреплена как на вершине, так и у подножия склона. Обломки, собранные за сеткой у подножия склона, впоследствии можно было легко удалить.

Основываясь на международном опыте применения систем драпировки, компания Маккаферри в России ведёт совместную работу с такими компаниями, как ПАО «Севералмаз» и «Полиметалл», обеспечивая безопасность горнодобывающей деятельности.

Маккаферри изготавливает противокамнепадные драпировочные системы на собственном заводе в городе Курган по ТУ 1275-003-42873191-2013. Все элементы конструкции имеют плотное антикоррозионное покрытие.

При необходимости проволока может иметь дополнительное полимерное покрытие для увеличения устойчивости к воздействию агрессивной среды. Каждая партия товара проходит тщательный лабораторный контроль и сопровождается паспортом качества.

Специалисты Маккаферри консультируют, выполняют проектные работы и контролируют все процессы: от расчётов в специализированном ПО и подбора противокамнепадной системы до производства, шеф-монтажа и обеспечения прохождения государственной экспертизы. Такой подход позволяет нам поставлять продукцию точно в срок, а также гарантировать сохранность и безопасность конструкции.

О решениях Маккаферри для строительства армогрунтовых стен дробилок, а также конструкций для установки конвейерных систем на ГОКах читайте в материале «Подпорные стены «Маккаферри»: прочность в квадрате».

На правах рекламы

www.maccaferri.ru
info@maccaferri.ru
г. Москва, ул. Шарикоподшипниковская 13, стр.1
тел.: +7 (495) 937-58-84