Лекция кириш. Машғулот режаси

Машғулот режаси:

1.Механикавий суффозия ҳақида умумий тушунчалар ва унинг юзага келиш сабабларини ўрганиш.

2. Тоғ жинслари массивида оқовалар ва қуюқ оқовалар деформацияларини ўрганиш.
3. Кимёвий суффозия, қияликларнинг ўтириши ва эрозияси деформацияларини кўриб чиқиш.

Очиқ усулда қазиш ишлари амалиётида кўпинча қияликлар ва карьерлар бортларининг фильтрацион деформациялар кузатилади. Бундай ҳолларда уларнинг тавсифини ва турини белгилаб берувчи асосий омиллар ер ости ва ер усти сувлари ҳисобланади. Бундай деформациялар фильтрацион номини олган. Уларга: механикавий суффозия, оқова, ҳовурак, кимёвий суффозия (карст), ўтириш, қияликлар эрозияси киради.

Механикавий суффозия – бу фильтрацион оқим билан қумли тоғ жинслари массивидан майда заррачларни олиб чиқиш ва бўшлиқлар (ғорлар, каналлар, чуқурлар) ҳосил қилиши. Кейинчалик мазкур ҳолат поғонанинг устки майдонларида ва карьерларнинг бортларида воронкалар ва ўпирмалар, пастки қисмида эса – ингичка ва майда доначали материаллардан ҳовурак конусларининг пайдо бўлишига олиб келиши мумкин.
Карьерлар бортларида суффозия қиялик бурчаги 25⁰ ортиқ, уланиш коэффициенти 0,06 АПа ва қуввати 3 м ортиқ бўлган сув ташувчи горизонтларда кесилган сувга чидамли очиқ қумли жинслар мавжуд бўлганда маълум ўлчамларда ривожланишга қодир. Кучли суффозиялар сув босган қияликларда, масалан ер асбоблари билан очиш ишларини олиб борганда намоён бўлади (1-расм.
Суффозион жараёнлар намоён бўлиши учун муҳим шароит – қумларнинг турли хил гранулометрик таркиби ва ер ости сувлари оқиининг катта градиенти ҳисобланади. суффозининг фаоллашуви қумларнинг турли хил коэффициентларида К_н=d₆₀/d₁₀ бунда d₆₀ ва d₁₀ – заррачалар диаметрлари, улардан кам таркибда мазкур жинсда бутун массага нисбатан 60% ва 10% заррачалари таркиб топган, градиент босими 1 0,8.
Суффозион деформацияларнинг бошыа тури - табиий ёриққа эга бўлган заиф цементланган жинсларда ривожланиши мумкин бўлган ёриқлар бўйлаб заррачаларнинг фильтрацион олиб чиқлиши. Мазкур жараён эрозион тусга эга. Қиялик бурчагининг қанчалик нишаб бўлса, эрозион мувозанат профили шунчалик равишда ҳосил бўлади ва заррачаларнинг олиб чиқилиш жараёни тезроқ сзнади. В.А.Мироненконинг КМАдаги Лебединск карьеридаги кузатувлари қиялик бурчаги 25⁰ ортиқ бўлмаган борт усоат т каларида заррачаларнинг ёриқлар бўйлаб олиб чиқилиши тезроқ тугаган.
Тикроқ қияликларда эса кон массивидан заррачаларни олиб чиқиш тезроқ ривожланган ва қияликдан 100…150 м.гача масофада ўпирилма воронкалар билан кузатиладиган ер ости бўшлиқларини ҳосил қилган.
Оқова – бу жинс заррачаларининг сиқиб туриш оралиғи доирасида ён бағирга оқиб тушадиган ер ости сувлари билан кўчирилиши ва қайта тўплаши.
Оқованинг қуйидаги шакллари мавжуд: қумли тоғ жинслари ён бағирларидаги маҳаллий; лойли тоғ жинслари ён бағирларидаги маҳаллий; “ҳақиқий” қуюқ оқоваларни очиб берувчи, ён бағирлардаги ялпи, ва динамик таъсир остида қумли тғ жинслари ён бағирларидаги ялпи оқова.
Карьерларнинг ишчи бортларидаги қумларнинг маҳаллий оқовалари очиш ускуналари ишида қийинчиликлар келтириб чиқаради, чунки оқувчан қумнинг зонаси оқова тилларининг узунлиги 25 м.гача кенг ҳошияни эгаллаб олади.
Оқова деформацияларининг рифожланиш хусусияти кўплаб омилларга, шу жумладан қияликнинг геологик тузилишига ҳам боғлиқ (2-расм). Оқова тилларининг узунлигини оддий ҳолатда В.М.Шестаков услуби бўйича аниқлаш мумкин:
Ic,
бунда - қияликда ер ости сувларининг сирқиш оралиғининг баландлиги, м;
;
Ic – оқова зонасининг ўртача нишаблиги, - ер ости сувларининг солиштирма харажатига қараб нишаби бўйича оқадиган оқимнинг таъсирини акс эттирувчи, ва см қум доначалари ўртача диаметрининг катталиги. бўлса у қуйидагини ташкил этади:


0 20 50 100 150 200


1 0.75 0.49 .0,3 0,21 0.16


бўлса, у қуйидаги қийматларга эга бўлади:


0 2 5 10 15


1 0.91 0.66 0.31 0.16

Сирқиш оралиғининг баландлиги қуйидаги формула бўйича ҳисобланади:

,
бундаk –фильтрация коэффициенти, м/сут: m – қуйидаги ифодадан аниқланадиган қияликнинг ҳисобли жойлашуви


.
Қумлар оқоваси қиялик устки қисмининг тўкилишига олиб келади. Тўкилиш зонасининг эни
,
бунда Н – қиялик баландлиги, м.
Оқоваланиш жараёни, агар қиялик олдида оқова тилини жойлаштириш учун мавжуд майдо бўлгандагина нисбатан бир текис бўлади. Агар сув тиргаги 2.б-расмда кўрсатилгандек кесиб ташланган бўлса, унда оқова ўсиб боради, ва бу қияликнинг мураккаб деформацияларига олиб келади. Оқувчан қумларда қатлам мавжуд бўлса, қиялик асосида кўчкилар ёки бузилишлар пайдо бўлиши мумкин (2.в-расм).
Лойли жинслардан тузилган қияликлардаги маҳаллий оқова уларнинг кескин қайта намланишига боғлиқ (масалан, узоқ муддали ёмғирларда). Бундай қияликларнинг оқоваланиш имконияти оқувчанлик доирасида , яъни бўлганда намликдан ошиб кетадиган лойли жинсларнинг W намлигида юзага келади.
Н.Н. Масловнинг маълумотларига кўра, қияликнинг критик бурчаги , бунда - оқувчан массанинг ичқи ишқаланиши. Мазкур бурчак одатда 2—6 град оралиғида бўлганлиги сабабли, қайта намланган лойли жинсларнинг оқоваланиши қияликлар бурчаклари кичик бурчакларда жойлашганда содир бўлиши мумкин.
Оқованинг энг хавфли тури – “ҳақиқий” ёки фаол қуюқ оқоваларни очиб берадиган қияликларнинг ялпи оқоваси.
Қуюқ оқовалар деб, кон лаҳимлари билан очилганда сув билан тўйинган, яъни ўзини оғир қовушқоқ суюқликларга ўзшаб тутадиган дисперсли тоғ жинсларига айтилади. Бундай жинсларнинг оқовалари қалин қатлам билан ҳам, ёрилиш кўринишида ҳам катастрофик тарзда содир бўлиши мумкин. Қкюқ оқоваларнинг катастрофик тез ҳаракатлари очиқ усулда кон ишлари олиб борилганда катта хавф туғлиради ва баъзан ҳалокатлар юзагс келишига сабаб бўлади.
Қуюқ оқова хусусиятларига одатда сувга тўйинган, лойли заррачалардан ва органик бирикмалардан иборат бўлган майда ва ингичка доначали чангсимон қумлар эга бўлади. Бундай таркибли тоғ жинслари тўртламчи, неогенли ва палеогенли қатламларда жуда кенг тарқалган.
Қуюқ оқоваларнинг ўзига хос хусусияти – уларнинг тиксотроп айланашларга мойиллигидадир, яъни механикавий таъсирлар остида силкинганда ва вибрацияланганда суюқланиш қобилияти, мазкур таъсир кучлари тўхтагандан сўнг, ўзининг дастлабки ҳолатини тиклайди. Улар шу тарзда улар зилзилаларда ёки технологик портлатишларнинг сейсмик тиаъсирида экскаваторлар, автомобил транспорти ишлайдиган районда суюқ нотурғун ҳолатга ўтади.
Динамик кучланишларда қумли жинсларнинг оқовалар уларнинг сув билан тўйинган юқори ғовакли турли-туманлигигига хосдир (одатда 42 % ортиқ). Бундай жинсларнинг оқоваси мустаҳкамлигининг йўқолишига ва чайқалиш таъсири остидаги суюқлашган ҳолатига боғлиқ. Вибрация ёки сейсмик кучлар таъсири остида қумли жинсларнинг алоҳида заррачалари ўртасидаги контактли алоқа бузилади. Жинслар сув билан тўйинганлиги сабабли, улар зичлаштирилганда ғовакларда катта гидродинамик босим юзага келади, ва у динамик таъсир жадаллигидан катароқ бўлади. Ғоваклардаги сувнинг босими заррачалар ўртасидаги ишқаланиш кучини то тўлиқ йўқ бўлгунга қадар кескин пасайтиради, ва бунинг натижасида жинс суюқликка ўхшаб қолади ва оқиб кетади.
Оқованинг динамик шароитлардаги хавфлари уларнинг ғоваклилиги бир хиллиги, силлиқлилик даражаси ва сув ўтказувчанлигининг пасайиши билан ошиб бориши билан ортади.
Ҳовурак - заиф цементланган қум-лойли жинсларнинг сув билан сувга чидамли жинслар қатлами орқали ёрилиши.
Карьерлардаги фильтрловчи қияликларда ҳовурак фақат юк қўшилганда, ер ости сувлари сирқиш оралиғи доирасида, сув ўтказувчан материал ёки дренажли призма билан ҳосил қилиниши мумкин (3-расм).
Призманинг асос бўйлаб эни қуйидаги формулалар билан ҳисобланади:


бундаk_пр – юк қўшиш фильтрациясининг коэффициенти, м/сут; α – қиялик бурчаги; _пр – юк қўшиш материалининг солиштирма оғирлиги, Н/м³.
α қийматлари sin α/А қараб қуйидагиларни ташкил қилади:

Sin α/А 1,12 1,26 1,24 1,34 1,52 1,60 1,70 1,80

α 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0,14 0,08 0,04
Юк қўшиш призмасининг баландлиги h_пр, 1,1 – 1,2 h_в тенг қилиб қабул қилинади. α катталигини турғунлик заҳирасининг коэффициентига n=1,2…1,4 кўпайтириш керак.
Ҳовуракнинг энг мураккаб ва хавфли тури – босимли сувларнинг сувга чидамли қатламлар орқали карьер тубига ўпирилиши (4-расм). Ўпирилиш учун шароитлар, босимнин Н (м) катталиги сувга чидамли қатламнинг этагига бўлган катталиги карьер туби майдони доирасида бўлса, унинг массасини ҳисобга олган ҳолда юзага келади ва қуйидаги яқинлаштирилган тенглама орқали аниқланиши мумкин:

бунда _ср – сувга чидамли қатлам жинсларининг силжишига ўртача қаршилик, Мпа; - сувга чидамли қатламнинг йиқилиш бурчаги, град; m – сувга чидамли қатламнинг қуввати, м; Р –карьер тубининг периметри, м; F –карьернинг майдони, м².
Силжишга ўртача қаршилик

Бу ерда - ён томонлама распорнинг коэффициенти.
Сув билан биргаликда ўпириш натижасида сув ташувчи горизонтнинг цементланмаган жинсларининг маълум ҳажми ҳаракатланиши мумкин, улар орқали сувга чидамли қатламнинг бузилган зонаси орқали карьерга чиқарилади. Бу эса карьер бортларида кўчкилар ҳосил бўлишига олиб келиши мумкин.