Development of a method for determining the stability reserve of iron ore pit board section
DOI:
https://doi.org/10.33271/crpnmu/64.068Keywords:
quarry, board stability, fracture, fractal dimension, structural weakening coefficient, stock stability marginAbstract
The purpose of this article is to develop a new methodology for assessing the stability margin of iron ore opencast sides sections. The sequence of work. To achieve this goal, at the first stage, high-resolution photography was carried out for characteristic sections of the pit wall, followed by computer processing of photographs to assess the fracturing of rocks. The next step was the calculation of the fractal dimension of the array section from the obtained images using the ImageJ and FracLac programs, including the MicroMod2015 plug-in package (add-ons). The next step was assess the disturbance of the massif due to fracturing, a study of the relationship between the fractal dimension and the coefficient of structural weakening was carried out (this coefficient is determined by the classical method through the ratio of the strength of rocks in the massif and in the sample). At the last stage of the work, after establishing the specified connection and calculating the coefficient of structural weakening of rocks that based on the results of determining the fractal dimension, an assessment of the stability margin iron ore opencast sides sections that carried out. The known dependence of the stability safety factor on the coefficient of structural weakening of the array was used. As a result of comparing the fractal dimension of the exposed massif areas based on photographs with the calculation by classical methods, the discrepancy in the structural attenuation coefficient was 5-10%. This indicates a satisfactory convergence and allows the use of this express technique for assessing the fracturing of a section of a pit flank on the basis of fractal dimension. The scientific novelty of the results obtained - for the first time, the analytical dependence of the structural weakening coefficient of rocks on the fractal dimension of the massif cracks was established, which made it possible to simplify the procedure for its calculation. The practical significanceof the work lies in the creation of a new methodology for assessing the stability margin of an iron ore opencast side sections that the basis of rock fractures fractal analysis.References
1. Фисенко, Г.Л.(1965). Устойчивость бортов карьеров и отвалов . Недра.
2. Латышев, О. Г., Франц, В. В., Корнилков, М. В., & Соколов, В. В. (2016). Определение геометрических характеристик трещин для построения паспорта прочности горных пород. Известия высших учебных заведений. Горный журнал , (1), 58-65.
3. Избранные труды А.Ф. Иоффе Том 1. Механические и электрические свойства кристаллов. (1974). Издательство «Наука»
4. Дунаев, В., Яницкий, Е., & Агарков, И. (2016). Изучение геолого-структурных условий эксплуатации месторождений как основа разработки мероприятий по закреплению уступов карьеров в скальных горных породах. Инженерная защита , (2), 110-116.
5. Голуб, В. В., Полищук, С. З., & Ветвицкий, И. Л. (2011). Новые подходы к оценке устойчивости откосов и склонов: теория и практика. Днепропетровск: ЧМП «Экономика .
6. Булат,А.Ф.,&Дырда,В.И.(2005). Фракталы в геомеханике . Наук. думка.
7. Соколов, В. В., Капулкина, Д. В., Полянская, А. Э., & Латышев, О. Г. (2019). Постановка задачи прогноза устойчивости выработок в трещиноватых породных массивах. In Международная научно-практическая конференция" Уральская горная школа-регионам" (pp. 323-324).
8. Albers, D., & Alexanderson, G. L. (2008). Mathematical people: Profiles and interviews . CRC Press.
9.Рубцов, В. К. (1967). Расчет заданного выхода крупных и мелких кусков породы на карьерах Сб. Взрывное дело , 62/19 , 84-99.
10. Щелокова, М. А., Слободян, С. Б., & Дырда, В. И. (2018). Фрактальный подход к механике разрушения твердых тел. Геотехнічна механіка, (138), 227-259.
11. Латышев, О. Г., Матвеев, А. А., Сынбулатов, В. В., & Строев, Ю. М. (2010). Оценка деформационных характеристик породного массива для прогноза устойчивости горных выработок. In Проектирование, строительство и эксплуатация комплексов подземных сооружений: труды III Междунар. конф., 19-21 мая (p. 223-228)
12. Романенко, А.O., Кушнір, Є.Г., Кушнир, Е.Г., & Остапчук, А.О. (2019). Оцінка тріщинуватості гірського масиву через метод визначення фрактальної розмірності тріщин. Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури , (5), 83-90.
13. Несмашный, Е. А., Ткаченко, Г. И., Болотников, А. В., & Романенко, А. А. (2015). Определение коэффициента структурного ослабления скального массива Ингулецкого карьера на основании фрактального анализа. Вісник Криворізького національного університету , (39), 113-117.
Downloads
Published
Issue
Section
License
All articles are published under the Creative Commons Attribution License (CC BY 4.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.
Authors are permitted and encouraged to deposit the final published version of their article, or the Author's Accepted Manuscript (AAM), in institutional or subject-specific open-access repositories (including the university's own institutional repository, CORE, Zenodo, or Figshare), ensuring maximum visibility, accessibility, and impact of the publication.
