Email this article 
A three-dimensional model study of lateral pressure manifestation in gorge dump overburden
- Authors: Khazaryan A.A.1
-
Affiliations:
- Lernametalurgiai Institute CJSC, Vallex Group
- Issue: Vol 45, No 1 (2022)
- Pages: 73-79
- Section: Exploration and Development of Mineral Deposits
- URL: https://ogarev-online.ru/2686-9993/article/view/358773
- DOI: https://doi.org/10.21285/2686-9993-2022-45-1-73-79
- ID: 358773
Cite item
Full Text
Abstract
Today the development of upland quarries with the formation of multi-tiered dumps of overburden rock mass in complex conditions of mountainous terrain and limited land resources still remains a problem. The conducted analysis has shown that the practice of designing of multi-tiered dumps in gorges lacks detailed consideration of the issues determining the stress distribution in the dump body depending on the dihedral angle formed by the slopes of the side faces of the gorge. The point is that the process of overburden dumping is accompanied with the transmission of stress forces to the central axial plane of the dump body formed in the gorge from the side of the gorge inclined surfaces. At the same time, the inclined component of stresses is due to the mass of overburden rocks dumped onto the inclined side surfaces of the gorge. Being directed at an angle to the shear forces acting in the dump, these lateral stresses play a positive role in the acceleration of rock mass consolidation in the clamped environment during the overburden dump formation. The decrease in dump shear forces leads to the increase in dump stability. It also allows to determine the rational volumes of overburden to be laid as well as the main parameters of a multi-tiered dump. It should be noted that there are significant difficulties in identifying and objective assessing the nature of occurrence and distribution of stress forces in the dump being constructed in the gorge using graphic-analytical methods. In the course of the presented study, the author made an attempt to identify and register stress forces in the body of a multi-tiered overburden dump formed in the gorge using physical modeling methods. For this purpose, a three-dimensional model test bench of a multi-tiered dump has been developed. This test bench allows to solve a three-dimensional problem using the method of physical modeling and, identify the stress variation patterns in the central axial plane of the dump model depending on the inclination angles of the side surfaces of the gorge.
About the authors
A. A. Khazaryan
Lernametalurgiai Institute CJSC, Vallex Group
Email: anush3108@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9643-0122
References
Чугаев Р. Р. Земляные гидротехнические сооружения: Л.: Энергия, 1967. 460 с. Абегян Ц. Х., Микаелян А. А. Устойчивость высокогорных отвалов Каджаранского карьера // Научные труды Научно-исследовательского горно-металлургического института. Ереван: Изд-во НИГМИ, 1966. С. 31–34. Абегян Ц. Х. Условия применения технологии отвалообразования с управляемым оползневым процессом на нагорных карьерах // Научные труды Научноисследовательского горно-металлургического института. Ереван: Изд-во НИГМИ, 1972. С. 25–35. Wang H., Li S., Zheng X. Research progress of geomechanical model test with new technology and its engineering application // Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering. 2009. Iss. 28. P. 2765–2771. Hawley P. M., Cunning J. Guidelines for mine waste dump and stockpile design. New York: CSIRO, 2017. 368 p. Пат. № 3350A, Республика Армения, МПК E21C39/00 G01N 33/00 G01N 3/00. Стенд моделирования сооружаемых в ущельях отвалов / С. С. Арзуманян, Л. А. Манукян, А. А. Казарян, Г. Г. Казарян. Заявл.: 08.07.2019.; опубл.: 02.12.2019. Панюков П. Н., Ржевский В. В., Истомин В. В., Гальперин А. М. Геомеханика отвальных работ на карьерах. М.: Недра, 1972. 183 с. Кузнецов Г. Н., Ардашев К. А., Филатов Н. А., Амусин Б. З. Методы и средства решения задач горной геомеханики. М.: Недра, 1987. 248 с. Глушхин Ф. П., Кузнецов Г. Н., Шклярский М. Ф., Павлов В. Н., Злотников М. С. Моделирование в геомеханике. М.: Недра, 1991. 240 с. Morgenstern N. R., Price V. E. The analysis of the stability of general slip surface // Geotechnique. 1965. Vol. 15. Iss. 1. P. 79–93. https://doi.org/10.1680/geot.1965.15.1.79. Фисенко Г. Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. М.: Недра, 1965. 378 с. Галустьян Э. Л. Методы оценки устойчивости откосов нагорных карьеров // Горный журнал. 2002. № 11-12. С. 9–12. Манукян Л. А., Казарян А. А., Казарян Г. Г. Разработка схемы установки датчиков для регистрации напряжений в центральной осевой плоскости отвалов горной массы в ущельях // Известия Национальной академии наук Республики Армении и Национального политехнического университета Армении (серия технических наук). 2020. Т. 73. № 1. С. 5–11. Снитко Н. К. Статическое и динамическое давление грунтов и расчет подпорных стенок. Л.: Стройиздат, 1963. 295 с. Шемякин Е. М. О паспорте прочности горных пород // Измерение напряжений в массиве горных пород. Ч. 1. Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1974. С. 9–20. Яковлев В. Л., Бурыкин С. И., Ворошилов Г. А. Проблемы освоения нагорных месторождений Полярного Урала // Горный журнал. 2001. № 10. С. 47–49. Brady B. T. A mechanical equation of state for brittle rock. Part I. The pre-failure behavior of brittle rock // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts. 1970. Vol. 7. Iss. 4. P. 385–421. https://doi.org/10.1016/0148-9062(70)90035-5. Sun G. Rock mass structural mechanism. Beijing: Science Press, 1988. 36 p. Вылегжанин В. Н., Егоров П. В., Мурашев В. И. Структурные модели горного массива в механизме геомеханических процессов. Новосибирск: Наука, 1990. 295 с. Пендин В. В., Фоменко И. К., Горобцов Д. Н., Никулина М. Е. Комплексное моделирование устойчивости откосов грунтовых отвалов // Горный журнал. 2018. № 11. С. 92–96.
Supplementary files
