Представлены экспериментальные данные о связи остаточной сдвиговой прочности горных пород по сомкнутым трещинам с функциональными характеристиками ненарушенных пород – растягивающей и сжимающей составляющими сцепления, шероховатостью поверхностей трещин и уровнем нормальных напряжений. Разработан единый комплексный подход к определению сдвиговой прочности ненарушенных и разрушенных пород, остаточной сдвиговой прочности по сомкнутым шероховатым трещинам. Подход предусматривает выделение интервалов напряжений, соответствующих различным видам разрушения, для каждого из которых предлагается критерий прочности, выражаемый через функциональные характеристики ненарушенной породы. Разработан экспресс-метод оценки остаточной сдвиговой прочности пород по трещинам с шероховатой поверхностью, при котором в качестве базового метода испытаний применяется усовершенствованный метод нагружения образцов сферическими инденторами. Экспресс-метод реализует переход от данных механических испытаний образцов сферическими инденторами к показателям сдвиговой прочности по трещинам в массиве горных пород с учетом уровня нормальных напряжений и шероховатости поверхностей трещин, измеряемых в натурных условиях. При этом применяется шкала шероховатости, разработанная Бартоном. Экспресс-метод информативен и доступен в полевых условиях.
Представлены результаты экспериментальных исследований прочностных свойств горных пород применительно к оценке устойчивости бортов карьеров. Получены формулы, описывающие взаимную связь между показателями предельной и остаточной прочности образцов горных пород и остаточной прочности при сдвиге вдоль поверхностей ослабления. Разработан новый расчетный метод определения показателей остаточной прочности горных пород при сдвиге вдоль поверхностей контактов по данным испытаний малогабаритных монолитных образцов встречно направленными сферическими инденторами. Предложена методика оценки расчетных показателей прочности (коэффициентов структурного ослабления и углов внутреннего трения) трещиноватого прибортового массива. Методика основана на данных испытаний на раскалывание малогабаритных монолитных образцов сферическими инденторами с учетом контактных условий вдоль поверхностей ослабления и доступна к применению в полевых условиях. Допускается использовать при испытаниях образцы неправильной формы.
Рассмотрен метод геометрического сложения сил по наиболее напряженной поверхности скольжения при оценке устойчивости бортов карьеров. Определены границы его применения.
Приведены результаты моделирования и оценки на основе метода конечных элементов границ распространения относительных горизонтальных деформаций с учетом структурных особенностей массива, а также прочностных и деформационных свойств различных литологических разностей, слагающих борт карьера.
С постоянным увеличением глубины разработки месторождений открытым способом изменяется напряженно деформированное состояние прибортового массива, поэтому выбор необходимой, соответствующей реальности, геомеханической схемы является важным вопросом. В настоящее время создано большое количество программного обеспечения для оценки устойчивости бортов карьеров. В данной статье приводится сравнение различных программ, основанных на численном методе и методе предельного равновесия.
Проведен анализ графиков повторяемости сейсмических событий и их распределения в течение суток, по дням недели и по месяцам. Показано, что сейсмическая активность в Кузбассе имеет смешанный природно-техногенный характер: графики повторяемости имеют промежуточный характер, основная часть сейсмособытий происходит в часы ведения взрывных работ на открытых горных работах, но распределение по месяцам года отвечает общепланетарным закономерностям (наибольшее число событий происходят в марте, августе и декабре). Выдвинуто предположение, что весеннее возрастание сейсмической активности ведет к снижению устойчивости откосов бортов карьеров в период таяния снега и образованию оползней.
Проведена оценка сейсмического воздействия землетрясений на устойчивость бортов разреза «Черниговец» в Кемеровской области с помощью псевдостатических расчетов и физического моделирования. Показано, что для оценки влияния сейсмических волн необходимо учитывать не только максимальные ускорения, но и длительность колебаний.
Проведен обзор факторов, влияющих на прочность массива. Рассмотрены методы определения перехода от прочности образца к прочности массива.
