노천 및 지하 공동 채굴의 목적은 노천 채굴과 지하 채굴의 상호 보완적인 장점을 효과적으로 활용하면서 양측의 결합 영향을 최소화하는 것입니다. 공동 채굴 과정에서 이들의 상호 작용은 주로 세 가지 측면에서 나타납니다. 첫째, 지하 채굴은 영향권에있는 사면 암체를 약화시키고 사면 시스템 내부의 약한 구조 표면을 활성화하여 노천 굴착의 하역으로 인해 응력 상태로 조정 된 사면 시스템을 다시 방해하여 사면 불안정 재해의 발생을 쉽게 초래할 수 있습니다. 둘째, 노천 채굴의 하역 효과는 지하 채굴, 특히 노천 발파와 같은 동적 하중의 반복적 인 하중으로 인해 암반이 느슨해지고 도로 주변 암석의 불안정성까지 초래할 수 있습니다. 셋째, 영향권 영역이 겹치기 때문에 채굴 효과가 중첩, 결합 및 증폭되어 재해로 이어집니다.
이 세 가지 측면을 바탕으로 안전에 영향을 미치는 기존 또는 미래의 위험 요소를 분석할 수 있습니다. 이러한 위험 요인에 대해 탐지, 테스트 및 위험 분석을 수행하여 다음 단계의 모니터링, 조기 경보 및 치료를 위한 기반을 제공합니다.
중국 국제 컨설턴트는 핑슈오 안자링에서 개방갱도 사이의 암반(사면) 안정성 기술에 대한 기술 컨설팅 연구를 수행했습니다. 현장 조사를 통해 복합 노천 채굴이 노천 사면과 주변 건물의 안전에 미치는 영향을 분석했습니다. 위험을 조사하기 위해 일반적인 프로파일을 선택하고 결정하는 방법을 사용했습니다.
위와 같은 조사 방법은 작업을 수행하기 위한 전형적인 프로파일을 결정하기 전에 위험 요소를 조사하는 데에도 사용할 수 있습니다.
(1) 대표 프로파일 선정 원칙
1) 현장 조사, 조사 및 분석을 통해 기존 사면에서 동적 안정성이 낮은 대표 프로파일을 선정하고,
2) 지하 채굴 및 탄광 침하의 영향을 가장 많이 받는 상부 가마 배출장 및 노천 광산 사면의 대표 프로파일을 분석하고 판단하며,
(3) 지하 채굴 및 탄광 침하로 인해 다음이 발생할 수 있음
. 해당 구간 표면의 중요한 건물의 안전에 영향을 미치고 위험에 처할 수 있으며,
4) 지하 채굴과 노천 채굴의 공동 작용으로 사면의 안정성이 가장 불리한 대표 구간.
(2)위의 원칙에 따라 선정된 전형적인 구간
1)전형적인 구간(3-3 '구간)은 상야오 배출지 남서쪽에 위치하고 있습니다.
이 프로파일은 상부 가마 외부의 방전장 남서쪽에 위치하고 있으며, 타격은 NE60이며, 첫 번째 채굴 지역과 일정 거리가 있지만 링 트랙은 경사면 기슭에 위치하고 있으며 남서쪽 사면 아래에 화약 저장소가 있습니다. 줄의 최대 높이는 150m, 사면 기슭은 14, 기본 토양층은 20m, 경사각은 약 8 ~ 10입니다. 이 프로파일 영역의 사면 안정성은 링 트랙 및 화약 저장소의 안전과 직접 관련이 있습니다.
2) 상부 킬른 헤드 남서쪽의 전형적인 프로파일(4-4 '프로파일).
이 구간은 상가마 외부 방전장 남서쪽, C-C ' 구간 남동쪽에 위치하며, 타격은 NE60이며, 상가마 갱도 광산은 지하 채굴의 침하로 인해 루프 라인이 사면 기슭에 위치하고 고압 가공선이 사면을 따라 통과합니다. 심토층의 두께는 5m이고 경사도는 약 5°입니다.
상야오 남서쪽의 두 프로파일을 선택한 주된 이유는 경사면이 기울어지고 경사면 바닥 근처에 지상에 중요한 건물이 있으며 방류장 아래에 지하 채굴이 있으며 지반 침하 후 방류장 경사면의 안정성이 위험에 처할 수 있기 때문입니다.
3)상부 킬른 투기장의 동서 방향 벨트 컨베이어 라인 사이 사면의 일반적인 단면도(C-C '프로파일).
이 구간은 상가마 외부의 동쪽 투기장과 동쪽의 상가마 갱도 광산, 서쪽의 서제 갱도 광산 사이에 있는 컨베이어 라인 사면의 전형적인 구간으로, 서열의 높이는 104m, 경사각 16, 하토의 두께는 23m, 기울기는 약 2°이며, 동열의 높이는 67m, 경사각 12, 하토는 기울어져 있습니다. 이 프로파일 영역의 경사 안정성은 운송 통로의 안전과 노천 광산의 정상적인 스트리핑 운송 생산에 매우 중요합니다.
4)노천 공동 채굴의 남쪽 끝에 있는 상부 킬른 배출 야드의 일반적인 프로파일(F-F '프로파일).
This profile includes the lower side slope of the south side slope and the west row of soil field of the upper kiln (the lower part is the first mining area of the shaft mining), which is the typical profile with the highest overall slope height and the biggest influence of the joint action of the shaft mining and the open pit. above the bottom plate of the No.4 coal seam, the slope is 220m high from the surface slope, in which the lower side slope of the south side of the side pit height of 130m, the inclination angle of 29 °, the rock layer is inverted, and the inclination angle is about 2 °; the slope of the west row of soil field is 90m high, the slope angle of 20 °, and the slope height of the west row of soil field is about 1 °, and the inclination angle is about 2 °. 90m, 경사각 20 °, 토양 두께 18m.상야 징 광산 4 호 탄층의 깊이는 105 ~ 165m, 폭 240m.... 이 구간의 남쪽 부분에는 고압 가공선, 스트립 복도 및 철도 운송선이 있습니다. 따라서이 구간은 노천 채굴에 가장 큰 영향을 미치는 중요하고 대표적인 전형적인 구간이며, 노천 채굴과 지하 채굴의 조합에 의해 사면 안정성이 가장 큰 영향을받으며 지상에 중요한 구조물이 있습니다.
5)노천 채굴과 노천 채굴이 결합된 노천 비 채굴 지역의 북쪽의 전형적인 단면(E-E 단면).
이 단면은 노천갱도가 없는 지하광산 남측의 노천갱도 북단 측사면 단면으로, 타격은 NE0, 9#탄층 바닥판의 지면과의 높이 차이는 180m, 측사각은 29°, 토사의 두께는 41m, 암반의 경사는 약 5°로 구성되어 있습니다. 생산갱의 주경사갱과 부경사갱은 북사면 부근에 있고, 북단 암반층은 사면을 따라 경사져 있으며, 4#탄 상판의 점토층과 풍화층은 2개의 약한 층으로 2002년에 1300평판, 1360평판, 1375평판에서 균열이 발생하였다. 석탄은 끝쪽의 평탄한 차선에서 채굴되며 전체 경사각은 31이고 국부 경사면의 최대 경사각은 40 ° 이상입니다. 따라서 노천 채굴과 지하 채굴의 복합적인 영향으로 하부 사면의 안정성에 가장 나쁜 영향을 미치는 구간 중 하나입니다.
그림 8-14 노천채굴과 지중채굴을 병행한 위치와 전형적인 프로파일 위치
6) 노천채굴 지역의 경사진 갱구 상부 사면의 전형적인 프로파일(X-X 프로파일과 Y-Y 프로파일).
노천광 경사갱구 진입부 측면 사면은 높지는 않지만 중요한 위치에 있으며, 경사갱구 진입부를 출입하는 인력과 자재, 중요 산업시설 및 건물 아래 측면 사면은 안전의 인력, 장비 및 중요 시설에 직접적인 영향을 미치는 안정성이 있습니다. 노천 채굴 지하 안전은 반드시 분석하고 고려해야 하는 중요한 부분입니다.
상기의 일반적인 프로파일을 기반으로 구체적인 조사, 테스트, 분석, 모니터링, 조기 경보, 안전 예방 및 제어 기술 연구를 수행합니다.
8.2.1.2 조사
복합 노천 채굴의 안전에 영향을 미치는 위험 요소 조사의 목적은 위험 요소 지역(또는 선택한 전형적인 프로파일 지역)의 공학적 지질 및 수문 지질학적 조건을 식별하는 것입니다. 이 방법은 또한 노천 채굴과 노천 채굴 지역에 대한 조사를 사용하며, 둘 사이의 중첩 영역에서 암석의 변화 패턴에주의를 기울여야합니다. 공학적 지질 조건, 수문 지질 조건 및 개방 우물의 복합 효과로 인한 특징에 대한 조사를 강화하는 데 중점을 둡니다.
노천 탄광 사면 공학 지질 조사를 예로 들면:
(1)사면 공학 지질 조사 내용
1)사면의 암체, 생산, 구조, 새로운 지각 운동, 지역 지질 특징, 암석의 풍화 정도 및 수문 지질 특징,
2)광산 지역의 수문학, 기상, 지진 데이터, 발파 및 기타 광산 공학 활동
3)사면의 암체, 생산, 구조, 신 지각 운동, 지역 지질 특징, 암석의 풍화 정도 및 수문 지질 특징.
3) 사면 안정성, 사면 변형 및 산사태 조사 및 분석,
4) 암석 구조 유형 및 공학적 지질 구역화. 구체적인 내용은 다음과 같습니다 :
① 암석의 명칭, 색, 광물성분, 구조적 특성, 암석 생산 및 수분 보유 상태, 약층(표면)의 생산, 분포 패턴, 접촉 관계 및 접촉 표면 특성,
(2) 단층의 성격 및 생성, 파쇄대의 폭과 정도, 단층 표면의 특성, 충전재, 단층과 지하수의 관계를 포함한 사면 안정성과 관련된 지질 구조; 파단 지하수; 균열의 성질, 성질 및 발달 정도, 균열대의 폭 및 충진, 주름의 형태, 종류, 성질 및 특징;
3) 풍화암 및 풍화암의 암석 및 풍화 정도, 경암과의 접촉 관계 및 접촉면의 특징;
(4) 대수층의 암석 및 두께, 균열 및 카르스트의 발달 상태 및 그 특징; 취수구의 위치, 유량, 수질, 수자원 및 수질의 변화; 수원의 위치 및 수자원의 개발 및 수자원의 특징. 변화, 수질, 수원 및 재충전 경로,
(5) 지하수가 사면 안정성에 미치는 영향의 정도.
(2) 사면의 엔지니어링 지질 조사는 다음 단계에 따라 수행한다 :
1) 현장 사면의 지질, 수문 및 기후 데이터를 포함하여 현장에서 관련 데이터를 수집하고 사면의 암석 구조, 구성 및 생산을 결정하고
2) 관련 탐사 보고서, 시추 데이터, 지질 프로파일 및 사면의 이전 변위 모니터링 데이터를 수집하고
3) 위의 데이터를 결합하여 사면 프로파일 라인의 위치를 결정하고 사면 암체의 특성을 나타낼 수있는 사면 프로파일 라인의 시추 구멍 위치를 결정합니다.
4)노천 광산 사면의 시추 구멍은 "지질 공학 조사 사양"(GB50021 [38])의 관련 기술 요구 사항에 따라 엄격하게 수행해야합니다.
5)사면의 엔지니어링 지질 조사 데이터를 수집, 분석 및 평가하고 노천 사면을 컴파일합니다. 엔지니어링 지질 조사 보고서를 작성합니다.
(3) 유정 생산의 영향을 받는 사면의 공학적 지질 및 수문 지질 조건의 변화와 추세.
8.2.1.3 시험
시험의 목적은 위험 영향 지역 또는 일반적인 프로파일 내에서 암석과 토양의 물리역학적 특성, 변화 패턴 및 개발 추세를 포함하여 영향 전과 노천 채굴과의 상호 작용 하에서 암석과 토양의 물리역학적 특성을 결정하는 것입니다. 이 방법은 또한 노천 채굴 및 지하 채굴 하에서 암석 및 토양의 물리적, 기계적 특성 시험 방법을 채택하고 노천 채굴 및 지하 채굴의 공동 영향 하에서 암석 및 토양의 물리적, 기계적 특성의 변화 및 발전 추세에 대한 규칙을 추가합니다
노천 광산 사면의 암석 및 토양의 물리적, 기계적 특성 시험을 예로 들어 설명합니다.
(1) 사면 지질 공학적 물리적 및 기계적 특성 시험 내용
1) 전단 강도 시험, 암석 샘플, 현장 암석, 느슨한 암석 및 토양 직선 전단 또는 3 축 압축 전단 강도 시험을 포함합니다. 직선 전단 기기는 암석 및 토양 샘플의 직선 전단, 삼축 기기는 암석 및 토양 샘플의 삼축 전단, 현장 암체 직선 전단 시험은 현장 암체 직선 전단 시험 시스템을 채택하고 대규모 삼축 기기 시험 시스템은 입상 지반 토양의 대규모 삼축 시험에 사용됩니다.
2) 밀도, 수분 함량, 비중, 경계 수분 함량, 압축, 응고, 침투 등을 포함한 지반 물성 결정.
3) 압축 강도, 점 하중 강도 및 변형 매개 변수(탄성 계수, 푸아송 비율 등)의 결정.
4) 연암 또는 진흙층의 유변학 시험, 직접 전단 레오미터에 의한 장기 강도 및 다양한 유변학 파라미터 결정
5) 수분 함량이 다른 지반 토양의 물리적 및 기계적 특성 시험.
(2) 사면 지반의 물리-역학적 시험 방법
사면의 물리-역학적 특성은 관련 국가 표준 (예 : 지반 시험 방법 표준, 엔지니어링 암석 시험 방법 표준 GB / T50123 [41], GB / T50266 [40])에 따라 시험해야합니다. 석탄 산업(MT)을 위한 석탄 암반 시험 표준, 수자원 보존 및 수력 발전 산업을 위한 암반 시험 및 지반 시험 표준.
(3) 암반 강도 평가
암반 강도 평가는 주로 사면 안정성 분석에 사용되는 지수 매개 변수를 결정하기위한 것입니다. 위의 시험 결과와 결합하여 적절한 암반 강도 평가 이론, 산사태 역 분석 결과 및 지반 특성 아날로그 결과를 선택하고 개방형 공동 채굴 사면에 영향을 미치는 물리적 및 기계적 특성 지표, 특히 전단 강도 지표를 종합적으로 결정하고 사면 안정성 분석에 선택합니다.
(4) 사면 시뮬레이션 시험
노천광산의 사면 안정성 분석, 산사태 모드 및 손상 메커니즘 분석의 요구에 따라 사면 암체의 실제 존재 조건, 지질 프로파일 및 지반 특성에 따라 바닥 마찰 모델 방법 또는 유사한 재료 모델 방법을 사용하여 사면의 시뮬레이션 테스트를 수행하고 사면의 변형 손상 및 산사태 모드를 얻어야합니다. 시험 방법은 MT / T675 "지표 탄광의 사면에 대한 시뮬레이션 시험 방법"에 따라 수행해야합니다.
(5) 상기 시험 및 평가에는 공동 노천 채굴의 영향 전후의 암체의 물리적, 기계적 특성, 특히 특성의 변화 규칙 및 개발 추세가 포함되어야 한다.
8.2.1.4 안전에 영향을 미치는 위험 요소 분석
위험 요소 분석의 주요 목적은 노천 채굴의 안전에 영향을 미치는 위험 요소의 유형, 시간적, 공간적 관계, 영향 및 피해 정도를 분석하고 모니터링, 조기 경보 및 예방 대책과 같은 예비 권장 사항을 제시하는 것입니다. 분석 방법은 다음 두 가지 방법으로 사용할 수 있습니다.
(1) <석탄 채굴 기업의 비상 대응 계획 작성 지침 및 방법>을 참조하여 시나리오 시뮬레이션을 수행하여 위험 분석을 수행합니다. 조사 및 점검을 통해 위험 요소의 유형, 범위(공간적, 시간적 관계), 규모 및 위험 정도를 분석하고 조기 경보 시스템을 모니터링하며 사고 확률을 효과적으로 제어하고 줄이기 위한 기술적, 관리적 조치를 취합니다. 이를 바탕으로 안전 위험 요인에 영향을 미치는 노천 작업자와 작업자의 공동 채굴에 대한 비상 대응 계획을 마련할 수도 있습니다.
위험 요인 분석과 그에 따른 비상 대응 계획은 목표가 명확하고, 실행 가능하고, 과학적이며, 조율되고, 의무적이며, 표준화되어야 합니다.
(2) 국토자원부의 지질 위험 조사, 설계 및 위험 평가 방법에 따르면 지질 환경 조건과 영향 요인에 의해 유발되는 지질 위험의 위험을 분석하고 분류해야 합니다. 예를 들어 2.5.1에서 소개한 푸순 서부 노천광산의 경우, 노천 사면은 빅토리 광산 채굴의 영향을 받은 지질 환경(붕괴 슬라이딩 구역)과 이에 해당하는 지질 재해 위험 지역 및 안전 구역으로 분류됩니다. 분류를 기반으로 위험 요소의 범주, 범위, 크기 및 위험성을 분석하고 사전 예방 조치를 제안합니다.