Защита от камнепадов в горнодобывающем секторе

Рис. 1. Драпировка Стилгрид HR на бортах золоторудного карьера, компания Barrick Ltd
Рис. 1. Драпировка Стилгрид HR на бортах золоторудного карьера, компания Barrick Ltd

Горнодобывающая промышленность представляет собой комплекс отраслей по добыче, переработке и обогащению полезных ископаемых.

Сегодня к данной отрасли предъявляют строгие требования по соблюдению норм охраны окружающей среды, эксплуатации и восстановлению земель при проведении горных работ, в связи с этим возрастает потребность в решения по экономии пространства организации работ.

Ключевым объектом в горнодобывающем комплексе является карьер, который используется для извлечения полезных ископаемых, залегающих в приповерхностных слоях земной коры.

Для проведения работ по дроблению, погрузке и разгрузке материалов требуется тяжёлая техника, способная беспрепятственно добираться до мест разработки.

Для максимизации объёма добычи и минимизации площади инфраструктуры склоны делают более крутыми.

Однако при такой организации рабочего пространства появляется опасность обрушения склонов, что может поставить под угрозу безопасность проведения горнодобывающих работ.

Рис. 2. Простая драпировка (Стилгрид HR). Карьер Нидри, Австралия
Рис. 2. Простая драпировка (Стилгрид HR). Карьер Нидри, Австралия

Компания «Маккаферри» для решения данной проблемы предлагает использование высокопрочной стальной сетки в качестве драпировки склонов (рис. 1, 2), а также противокамнепадных барьеров ударной прочностью до 8500 кДж.

Рис. 3. Простая драпировка склонов
Рис. 3. Простая драпировка склонов

В данной статье, мы бы хотели более подробно рассмотреть возможности применения драпировки для целей защиты бортов карьеров от обрушений.

Противокамнепадные сетчатые системы делятся на два типа:

1) Простая драпировка (анкерное крепление сетки осуществляется по верхней и нижней кромкам) (рис. 2, 3).

2) Драпировка с дополнительным армированием (анкерное крепление осуществляется не только по верхней и нижней кромкам, но и по всей поверхности склона с определённым шагом) (рис. 4).

Широкую известность в России получил материал «Стилгрид», который подходит как для простой, так и для драпировки с армированием.

«Стилгрид HR» (Highly Resistant, от англ. «высокопрочный») представляет собой полотно из сетки (проволока 3,0 мм) двойного кручения с шестиугольными ячейками (80х100 мм) и вплетёнными в неё в продольном направлении стальными тросами диаметром 8,2 мм с шагом 30, 50, 100 и 150 см.

Сетка и тросы удовлетворяют требованиям ГОСТ Р 51285, ГОСТ 3066.

Данный материал имеет ряд преимуществ. Во-первых, в его основе лежит сетка двойного кручения, которая при разрыве одного звена не расплетается (рис. 5). Во-вторых, полотно в себе содержит стальные канаты, которые принимают на себя основные нагрузки (рис. 6, 7):

• под нагрузкой (собственный вес, обломки,снег) верхний удерживающий трос нагружен равномерно и сильно провисает между анкерами;

• всё полотно сильно растягивается вплоть до разрыва. Совсем другая ситуация происходит в случае, если сетчатое полотно армировано стальными канатами (рис. 7):

• за счёт перераспределения нагрузок собственный вес сетки несущественен и может не учитываться;

• под весом обломков и снега верхний трос нагружен в местах соединения с боковыми канатами и силы передаются анкерам. Трос не провисает;

• сетчатое полотно частично нагружено, не происходит сильное растяжение (часть сил передаётся в боковые канаты и к верхним анкерам).

Рис. 4. Драпировка с дополнительным армированием
Рис. 4. Драпировка с дополнительным армированием

«Стилгрид BO» (bi-oriented, от англ. «двуосный») представляет собой сетку двойного кручения и имеет канаты не только в продольном направлении, но и в поперечном.

Шаг продольных канатов: 150 см. Шаг поперечных канатов: 150, 200 или 300 см.

«Стилгрид BО» имеет преимущество, заключающееся во внедрении дополнительных поперечных канатов в структуру сетки, что увеличивает прочность всей драпировки.

Данный материал позволяет экономить на строительно-монтажных работах за счёт удобства производить анкеровку в местах пересечения канатов (рис. 8).

Больше по теме: Строительство подпорной стены в районе дробильной установки на Михеевском ГОК

HEA-Панели (High Energy Absorption) представляют собой плетёные канатные панели с высоким поглощением энергии, применяемые для создания систем защиты от камнепадов в качестве драпировки скально-обвальных участков с дополнительными анкерами.

Рис. 5. Преимущества сетки двойного кручение перед сеткой Рабица

Все виды «Стилгрида» сертифицированы в системе ГОСТ Р и производятся по ТУ 1275-003-42873191-2013.

Канаты диаметром 10 мм сделаны из проволоки с плотным цинковым покрытием, также могут иметь покрытие типа «Гальфан» или ПВХ для применения в наиболее агрессивной среде.

Канатные панели имеют высокую степень защиты и предназначены для укрепления крутых откосов с высокой трещиноватостью пород (рис. 9).

Панели рассчитаны на длительные статические нагрузки. Являются хорошей альтернативой кольчужной сетке, но при этом не оказывают сильного утяжеляющего эффекта на склон.

Благодаря стыковому соединению, на котором в момент удара предельное сопротивление превышено, узлы постепенно освобождаются от нагрузки, поглощая её до тех пор, пока не будет достигнут предел прочности.

Рис. 6. Силы, действующие на простую сетку двойного кручения (без вплетённых в полотно канатов)
Рис. 6. Силы, действующие на простую сетку двойного кручения (без вплетённых в полотно канатов)
Рис. 7. Силы, действующие на сетку двойного кручения с вплетёнными стальными канатами
Рис. 7. Силы, действующие на сетку двойного кручения с вплетёнными стальными канатами
Рис. 8. Анкерное крепление в месте пересечения продольного и поперечного каната «Стилгрид BO»
Рисунок 8.

Нагрузка от одного узла передаётся равномерно на всё полотно и тем самым происходит гашение энергии.

Узел сделан при помощи двойного связывания канатов стальной проволокой с плотным цинковым или гальфановым покрытием диаметром 3 мм (рис. 10).

Дополнительно по периметру панель оплетают канатом диаметром 10 мм.

В зависимости от проектного решения, НЕА-панели можно использовать как самостоятельно, так и в сочетании с такими материалами как сетка двойного кручения (DT) или другими системами драпировки разновидностей «Стилгрид HR» или «BO» (для усиления прочностных характеристик защитного полотна).

НЕА-панели в сочетании с геосинтетическим материалом «МакМат R» можно использовать для устройства нагельных полей и защиты склонов от оползневых и эрозионных процессов. Такая система защиты подходит для глинистых и песчаных грунтов.

Противоэрозионный мат (MacMat R) закрепляет верхний подверженный эрозии слой грунта, а нагели и канатные НEА-панели способствуют более глубокой консолидации и устойчивости склона.

Сквозь данную систему легко прорастает местная растительность.

Рис. 9. Применение НЕА-панелей на сильнотрещиноватых склонах

Рис. 9. Применение НЕА-панелей на сильнотрещиноватых склонах
Рис. 9. Применение НЕА-панелей на сильнотрещиноватых склонах
Рис. 10. Высокопрочный узел канатной НЕА-панели
Рис. 10. Высокопрочный узел канатной НЕА-панели

НEА-панели сертифицированы в системе ГОСТ Р и производятся по ТУ 1252-020-42873191-2014.

В качестве дополнительных материалов могут поставляться различные анкера с пластинами и гайками, удерживающие тросы, вязальная проволока, скрепки и зажимы HR-link и HR-grip и другие вспомогательные материалы для монтажа драпировки.

В зависимости от индивидуальных условий того или иного карьера, а также бюджета предприятия может быть предпочтителен тот или иной тип драпировки.

Инженеры компании «Маккаферри» оказывают бесплатную техническую поддержку в выборе оптимального решения с экономической и технической точек зрения, в том числе с точки зрения производственной безопасности (драпировка простая или с армированием), а также в кратчайшие сроки могут выполнить расчёт в специальном программном обеспечении MacRO с указанием на тип материалов: вид драпировочной сетки и крепёжных элементов (размер удерживающих тросов, оптимальный шаг, длина и диаметр анкеров) (рис. 11,12).

Рис. 11. Интерфейс MacRO1 для простой драпировки
Рис. 11. Интерфейс MacRO1 для простой драпировки
Рис. 12. Интерфейс MacRO2 для драпировки с армированием.
Рис. 12. Интерфейс MacRO2 для драпировки с армированием.

Программный комплекс MacRO сертифицирован в системе ГОСТ Р и используется многими проектными российскими институтами для расчёта противокамнепадной драпировки.

Для высокой точности расчётов специалисты компании «Маккаферри» запрашивают набор входных данных об объекте: геологическое строение зоны разработки карьера, морфология бортов, гидрометеорологические условия района разработки карьера, наличие растительности, нагрузка от техники и т. д. При необходимости, специалисты выезжают на объект для более детального обследования.

Компания «Маккаферри» в России ведёт активную совместную работу с такими компаниями, как «Шемур» и «Алроса», позволяя вести горнодобывающую деятельность экономически более эффективно, а главное — безопасно.

Больше по теме: Обеспечение безопасности хвостохранилищ

Чтобы получить бесплатную техническую консультацию, обращайтесь в ближайший офис компании Маккаферри.


Логотип компании «Маккаферри»

www.maccaferri.ru

info@maccaferri.ru


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

Компания “Маккаферри” имеет множество представительств в различных регионах. Узнать контакты офиса в вашем регионе можно пройдя по этой ссылке

Текст: Горбачева Т.М., руководитель направления «Инженерная защита от камнепадов, лавин и селей» ООО «Габионы Маккаферри СНГ»

Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №2, 2017,

Отраслевые решения

Подпишитесь
на ежемесячный дайджест актуальных тем
для специалистов отрасли.

Исключительно отраслевая тематика. Никакого спама 100%.