Stroi-doska.ru

Строй Доска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое угол откоса бортов траншеи

Их назначение и параметры

Вскрытие рабочих горизонтов осуществляют посредством сооружения специально предназначенных для этого выработок. По виду и способу образования можно выделить наземные, подземные и комбинированные выработки.

При добыче полезного ископаемого из-под воды в затопленном забое, осуществляя его отработку драгами, плавучими земснарядами и драглайнами, вскрытие осуществляют земляными сооружениями: плотинами, перемычками, насыпями, дамбами, каналами. В отдельных случаях, например, при использовании башенных экскаваторов и различных кранов, отработку месторождений и перемещение грузов могут производить без проведения вскрывающих выработок [4].

Наибольшее распространение на карьерах получили наземные вскрывающие выработки. К ним относят траншеи, полутраншеи и котлованы. Траншеи классифицируют по нескольким признакам (табл. 7.1).

Таблица 7.1. Классификация траншей (по Е. Ф. Шешко)

Признак разделенияОсновные различияНаименование траншей
Расположение траншей относительно контура карьераРасположение вне контура. Расположение внутри контураВнешние Внутренние
Число уступов, обслуживаемых системой траншейОдин уступ. Несколько (группа) уступов. Все уступы карьераОтдельные Групповые Общие
Основное назначениеДля прохода груза и порожняка (маятниковое движение транспорта). Для прохода только груза и только порожняка (поточное движение транспорта)Одиночные Парные
СтационарностьПостоянное расположение траншей за контуром карьера или на бортах в конечном положении. Временное расположение траншей внутри конечных контуров на бортах, подлежащих разработкеСтационарные (капитальные) Временные (скользящие)

Вскрытие равнинных месторождений и смежных горизонтов карьера ведут траншеями полного трапециевидного профиля (рис. 7.2). Высотные месторождения вскрывают полутраншеями (рис. 7.2, в). Вскрывающие траншеи называют также и въездными. В процессе формирования рабочей зоны один борт внутренних траншей срабатывают, и они приобретают вид полутраншей (рис. 7.12). Если траншеи, вскрывающие каждый уступ, связаны в единую транспортную сеть, что встречается наиболее часто, то они представляют собой систему траншей. Внутренние траншеи, входящие в систему, непосредственно продолжают друг друга (рис. 7.4), а внешние составляют единый контур (рис. 7.1, а, б).

Внешние капитальные (стационарные) траншеи могут закладывать за предельным и промежуточным контурами карьера. В первом случае их сохраняют на весь срок службы карьера, а во втором случае они переходят в систему временных или скользящих съездов.

Основные параметры траншей и полутраншей: глубина заложения Нт, продольный уклон i, углы откоса бортов α, ширина по нижнему основанию (дну) bт, длина в плане Lт и горно-строительный объем V.

Глубина заложения траншей и полутраншей равна разности отметок ее устья (начало траншеи на поверхности) и вскрываемого горизонта. При вскрытии одного уступа глубина траншеи равна высоте уступа.

Продольный уклон устанавливают в зависимости от вида применяемого транспорта (табл. 5.1). По величине i въездные траншеи делят на наклонные, i = 3–12 %, предназначенные для железнодорожного и автомобильного транспорта, и крутые – для конвейерных и скиповых подъемников. Уклон крутых траншей в зависимости от типа подъемника достигает 18–60º. Углы откоса бортов зависят от свойств пород, степени их обводненности и срока службы выработки. При длительном сроке службы угол откоса ее бортов в мягких и полускальных породах не должен превышать углов их естественного откоса, составляя 34–45°, В скальных породах он изменяется от 60º до 80° [25]. Ширина по нижнему основанию должна обеспечивать безопасные зазоры между транспортными средствами и необходимую провозную способность, на которую влияет количество размещенных в траншее коммуникаций.

Кроме того, bт связана со способом, схемой проходки, рабочими параметрами проходческого оборудования и может превысить ширину, необходимую по транспортным условиям. В этих случаях пройденную широкую въездную траншею сужают до необходимой величины в процессе подготовки горизонта [4]. Длина траншеи в плане (м) связана с ее глубиной и продольным уклоном:

, (7.1)

где i – продольный уклон, %.

Строительный объем наклонной траншеи (м 3 ) можно определить как сумму объемов двух трехгранных пирамид и половинного объема прямоугольного параллелепипеда:

, (7.2)

или с учетом (7.1.)

. (7.3)

При угле откоса косогора не менее 10º, горно-строительный объем наклонной полутраншеи V (м 3 ) находят по формуле К.С. Попова:

, (7.4)

где γ – угол откоса косогора, град.

Для других значений γ величину Vпт (м 3 ) устанавливают по формуле С.А.Ильина:

; (7.5)

. (7.6)

Вскрытие первоначальным котлованом применяют при разработке россыпных месторождений гидравлическим и дражным способами (см. раздел 12). Его размеры зависят от параметров применяемого оборудования. При независимом выходе на поверхность с каждого горизонта объем наклонной траншеи внешнего заложения (м 3 ), имеющую в поперечнике ступенчатую форму (рис. 7.1, а) можно найти из выражения:

, (7.7)

где , , …, – высота вскрываемых траншеей уступов.

Для другой формы поперечного сечения внешних траншей используют зависимости, приведенные в учебнике Ю.И. Анистратова [1, табл. 5.10] или в учебном пособии [31].

Крутые траншеи обычно имеют внутренне заложение (рис.7.3). По расположению относительно борта карьера их подразделяют на поперченные и диагональные. Поперечные крутые траншеи (рис.7.3, а) применяют для скиповых подъемников, а диагональные (рис.7.3, б, в, г) служат для размещения конвейерных или автомобильных подъемников.

Горно-строительный объем внутренней крутой траншеи Vкт (м 3 ) может быть определен по формуле В.В.Ржевского [30]:

, (7.8)

где ω – угол наклона траншеи, град.; γк – угол погашения борта карьера, град; bкт – ширина крутой траншеи по дну; α – угол откоса бортов крутой траншеи, град.

Если борт имеет сравнительно узкие предохранительные бермы, или сдвоенные (строенные) уступы, проводят крутую полутраншею, объем которой вычисляют по формулам (7.4) – (7.5).

Для вскрытия горизонтов нагорных карьеров гравитационными и транспортно-гравитационными технологическими схемами, применяют рудоспуски и рудоскаты. Не исключена возможность использования их для доставки вскрышных пород на погоризонтные отвалы в сложных топографических условиях. В их конструкцию входит разгрузочная площадка на поверхности рудоската и накопительная – в основании. Для обеспечения непрерывного потока руды сооружают два рудоската, работающих попеременно (рис.7.4). Расстояние между ними выбирают с учетом исключения возможности попадания транспортируемых по одному рудоспуску кусков руды в другой [1].

Как капитальные выработки, рудоскаты располагают на поверхности склона за контуром карьерного поля (рис.7.4). Место расположения рудоскатов должно обеспечить их минимальную длину между карьером и пунктом приема горной массы. Профиль рудоската может иметь один уклон, обеспечивающий надежную гравитационную доставку, или разный: в верхней части – 40º; в средней – 35º; в нижней – 30º. В сечении рудоскат представляет собой траншею с крутыми углами откоса бортов. Для уменьшения износа стенок и дна практикуют сплошную или частичную обшивку их стальными листами или рельсами. В основании рудоската откос борта у накопительной площадки может быть 70–80º, высота должна соответствовать высоте развала руды, безопасного для погрузки выемочно-погрузочной техникой. Для уменьшения параметров развала на приемной (накопительной) площадке сооружают отбойный вал. [1].

Чтобы исключить заклинивание кусков перемещаемой горной массы в желобе должно выполняться условие:

где bж – ширина желоба, м.; dmax – максимальный линейный размер куска горной массы, поступающей в рудоскат, м.

При разработке россыпей гидравлическим и дражным способом (раздел 12), вскрывающими выработками являются котлованы. Размеры котлована при гидравлической разработке обеспечивают размещение в нем землесоса и гидромонитора. Глубина котлована при дражном способе разработки должна обеспечить всплытие понтона при меженном уровне воды в долине, а также свободный вывод из-под понтона городков при его сборке.

При использовании для вскрытия «траншей-каналов», ширина выработки по дну превышает 1/5 длины земснаряда, высота уровня воды в канале на 0,6–1,0 м величину осадки земснаряда [12].

Для вскрытия месторождений заводнением используют гидротехнические сооружения: плотины, перемычки, насыпи.

Плотина – подпорное сооружение, перегораживающее водоток с целью создания разностей уровней воды выше и ниже этого сооружения [14].

По материалам изготовления выделяют шесть типов плотин: бетонные, железобетонные, деревянные, земляные, из каменной наброски или сухокаменной кладки; смешанные. При разработке россыпей наибольшее распространение получили земляные плотины [12].

В основные элементы плотины входят: тело, верховой и низовой откосы, гребень, водослив (рис. 7.5).

Высота сооружаемой плотины зависит от создания необходимого уровня воды со стороны верхнего бьефа и класса ответственности плотины, определяющего возвышение гребня плотины над уровнем воды. Для I класса ответственности возвышение гребня плотины составляет 1,3 м; для II класса – 1,0 м, для III и IV классов – 0,8 м.

Ширина гребня зависит от наличия на ней автодороги и высоты плотины. Ширина плотины по низу должна обеспечить ее устойчивость от опрокидывания. Она должна примерно в 5 раз превышать максимальный напор воды до этого горизонта [31]. Проектирование и строительство земляных плотин должно выполняться из условия: кривая падения фильтрационного напора ни в коем случае не должна выходить за низовой откос.

Перемычки – это простейшие плотины, сооружаемые бульдозером из отвалов драги, что позволяет поднять уровень воды в забое на 1–2, иногда 3–4 м. Насыпь перемычки имеет более крутые откосы, чем плотина, а ширину гребня выдерживают достаточной ля прохода сооружающей ее машины. [12].

Подземные вскрывающие выработки подразделяют на перепускные (рудо- и породоспуски) и транспортные (тоннели, штольни, наклонные и вертикальные стволы, квершлаги).

Перепускные выработки могут быть вертикальными или наклонными (65–80º). Наиболее распространены вертикальные рудоспуски круглого сечения. Как правило, их располагают внутри карьера, предпочтительно в центре тяжести рудной залежи.

Во избежание зависания диаметр рудоспуска принимают не менее четырех- и пятикратного размера максимального куска перепускаемой руды. С этой целью повышенные требования предъявляют к форме его поперечного сечения: в нем не должно быть выступов, пережимов и сужений. Установлено, что выступ в виде сегмента высотой, равной 8 % диаметра, останавливает перемещающийся при выпуске поток руды; при высоте сегмента, равной 5% диаметра, становится невозможным возобновление движения руды после перерыва в выпуске. Площадь поперечного сечения рудоспусков на действующих карьерах изменяется от 4,15 до 63,6 м 2 , а глубина – от 27 до 600 м. Годовая производительность рудоспуска колеблется от 0,5 до 10 млн.т., чаще всего, она не превышает 1 млн.т. при крупности перепускаемой горной массы до 400 мм. [38].

Читать еще:  От чего зависит величина угла естественного откоса

Конструктивно рудоспуск состоит из устья, ствола и выпускного устройства (рис. 7.6). В нижней части ствола сооружают аккумулирующую емкость для уменьшения динамического воздействия падающих кусков руды. Ширина ее должна быть в 2-3 раза больше диаметра рудоспуска, а высота – в 6-7 раз. Выпускную щель желательно иметь прямоугольной формы с отношением высоты к ширине 0,6:0,9. Ширина щели не должна превышать средний размер куска выпускаемой руды более чем в 2,5-3 раза.

На нагорных карьерах в комбинации с рудоспусками используют штольни с перемещением по ним локомотивосоставов узкой или нормальной колеи. Площадь поперечного сечения такой выработки составляет от 15–20 м 2 (узкая колея) до 30–40 м 2 (нормальная колея). Изредка для перевозки руды используют автосамосвалы.

Площадь поперечного сечения наклонных стволов, оснащенных конвейерами, достигает 17–22 м 2 (рис. 7.7). Она зависит от конструктивных параметров и количества устанавливаемых конвейеров.

Для вскрытия глубоких горизонтов карьеров при железнодорожном транспорте используют тоннели, которые, как правило, являются продолжением пройденной вскрышной траншеи. Площадь поперечного сечения однопутных железнодорожных тоннелей составляет 45–47 м 2 в свету. Для разминовки поездов устраивают подземные камеры.

автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему: Совершенствование метода подготовки скальных горных пород к выемке при проведении капитальных горных выработок на карьерах

Автореферат диссертации по теме «Совершенствование метода подготовки скальных горных пород к выемке при проведении капитальных горных выработок на карьерах»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

Наджин Аддин Ащур Аддаувий

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ПОДГОТОВКИ С) ГЬНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД К ВЫЕМКЕ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ КАБ ГАЛЬНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК НА КАРЬЕРАХ

Специальность 05.15.03 — Открытая разработка месторождений полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Московской государственной геологоразведочной академии. . ..

доктор технических наук, профессор АНИСТРАТОВ Ю.И.

кандидат технических наук, доцент БОРОВКОВ Ю.А.

доктор технических наук, профессор КОМАЩЕНКО В.И.

кандидат технических наук БУЛАТ С.А.

Ведущая организация — ГИПРОЦВЕТМЕТ.

Защита состоится » декабря 1994 г. в » 1 » часов на заседании специализированного совета Д.063.55.02 в Московской государственной геологоразведочной академшспо арресу: 1 ¡7873, г.Москва, ГСП-7, В-485, ул.Миклухо-Маклая, 23, аудитория (у ^

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московской государственной геологоразведочной академии.

Автореферат разослан «_»_1994 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета, д.т.н., профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Горнодобывающая промышленность характеризуется возрастанием объемов добычи минерального сырья наиболее эффективным способом разработки — открытыми горными работами. Основным видом добычи полезных „ ископаемых открытым способом является применение буровзрывной техники и технологии, характеризуемой производством массовых взрывов на карьере.

Современное состояние буровзрывных работ на открытых разработках представлено следующими особенностями:

— увеличением производительности карьеров за счет увеличения масштабов массовых взрывов и частоты их проведения;

— увеличение глубины карьеров требует в первую очередь решения транспортной проблемы, в результате чего крупные дробильные и конвейерные установки располагаются в контуре карьера. Отсюда возникают дополнительные требования безопасности ведения взрывных работ на небольших глубинах и расстояниях в пределах 50-200 м от охраняемых объектов, к которым следует отнести капитальные горные выработки-траншеи, полутраншеи и предохранительные бермы, по которым происходит транспортировка горной массы на поверхность;

— увеличение глубины карьеров и количество уступов приводит к резкому возрастанию объемов работ по заоткоске, которые являются наиболее трудоемкими и дорогостоящими.

Анализ мировой практики эксплуатации карьеров показывает, что для подготовки скальных пород к выемке при проведении капитальных горных выработок на верхних и глубоких горизонтах карьеров производство массовых взрывов с применением эксплуатационных вертикальных скважинных зарядов ВВ приводит к значительным деформациям уступов, как самих этих выработок, так и нерабочих бортов (осыпанию, обрушению откосов уступов, выполаживанию углов откосов, перекрытию берм, сдваиванию и страиванию уступов). Это существенно повышает опасность ведения горных работ, является причиной потерь руды в бортах карьера и выполнения дополнительного объема вскрышных пород, отделенных от массива в результате деформирования участков бортов, которые требуют их выемки и восстановления деформированных участков бортов до их проектных параметров.

Снизить разрушающее действие взрывов на законтурный массив и повысить устойчивость откосов бортов нерабочих уступов и капитальных горных выработок — траншей (полутраншей) возможно путем применения широко внедряющегося в горнодобывающую промышленность контурного взрывания.

Контурное взрывание, предохраняя массив горных пород от интенсивного тре-щинообразования, позволяет:

— повысить устойчивость открытых горных выработок, что увеличит углы наклоны бортов карьеров и откосов дорожных выемок (стенок каналов и трубопроводов), а также сократить тем самым перебор породы за проектным контуром выемок;

— существенно улучшить качество профилируемых поверхностей скальных горных пород;

— снизить трудоемкость работ по доводке образуемых поверхностей до проектного положения.

Поэтому задача по совершенствованию метода подготовки скальных горных пород к экскавации при проведении капитальных и эксплуатационных горных выработок на карьере путем применения контурного взрывания является актуальной и мало изученной.

Целью работы является научное обоснование метода подготовки скальных горных пород к выемке при проведении капитальных горных выработок на карьерах, обеспечивающего сохранение законтурного массива от разрушения.

Идея работы заключается в том, что сохранение устойчивости откосов и бортов карьера, проводимых в скальных горных породах, достигается за счет управления шириной экранирующей щели посредством изменения параметров контурного взрывания и применением комбинированной конструкции линейных контактных зарядов, расположенных в скважине и с помощью которых создаются предварительные напряжения по линии предполагаемого раскола пород, и основного центрального шлангового заряда, взрываемого посте взрыва линейных контактных зарядов.

Методы исследований включают анализ научных исследований в области подготовки скальных горных пород к выемке при проведении капитальных горных выработок на карьерах и в инженерном строительстве, изучение физического процесса образования направленного трещинообразования между контурными зарядами, аналитические исследования с привлечением методов математической теории упругости и обработкой данных методами математической статистики, производственные исследования действия взрыва на законтурный массив, технико-экономическое обоснование технологии БВР для подготовки скальных пород к экскавации.

Научные положения, защищаемые в диссертации и новизна:

— установлено, что предварительно созданные выемки на контуре скважины от взрыва линейных контактных зарядов обеспечивают создание направленной щели между контурными скважинами в ряду при последующем взрыве центрального шлангового заряда;

— установлено, что образование направленной щели между контурными зарядами снижает действие взрыва скважин рыхления на законтурный массив пород, которое характеризуется коэффициентом относительного снижения мощности зоны законтурных нарушений и изменяется по степенному зако-

ну , соответствующему обратной величине степени затухания остаточных деформаций. Коэффициент относительного снижения мощности зоны законтурных нарушений зависит от коэффициентов относительного уменьшения амплитуды напряжений за образованной экранирующей щелью, структурного ослабления массива горных пород, Пуассона и модуля деформации;

— показатель степени затухания остаточных деформаций в зоне законтурных нарушений зависит от коэффициента поперечных деформаций и акустической жесткости массива горных пород и изменяется по параболическому закону.

Практическое значение работы заключается в разработке технологии БВР для подготовки скальных горных пород к экскавации при проведении капитальных горных выработок на карьере, позволяющей повысить устойчивость откосов уступов и снизить действие взрывов зарядов дробления на законтурный массив пород и в разработке инженерного метода расчета параметров контурного взрывания.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

— сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований технологии БВР Для подготовки скальных пород к выемке;

— применением комплексного метода, включающего обобщение и анализ достижений отечественного и зарубежного опыта ведения БВР, теоретические и экспериментальные исследования в лабораторных и производственных условиях, технико-экономический анализ и рекомендации в проекты технологии БВР для подготовки горных пород к выемке при проведении траншей.

Реализация работы. Технология БВР при создании капитальных горных выработок рекомендована в проект проведения капитальной конвейерной траншеи и заоткоски уступов на карьере Удачнинского ГОКа.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и научных сотрудников в Московской государственной геологоразведочной академии в 19911994 г.г.

Публикации. По материалам диссертации издано три печатные работы.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на стр. машинописного текста, содержит рисунков,

таблиц, список использованной литературы из наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Анализ технологий подготовки горных пород к выемке при проведении капитальных горных выработок на карьере

Основным методом проведения капитальных горных выработок и заоткоски уступов в конечном положении в скальных породах является буровзрывная подготовка горных пород к экскавации одноковшовой техникой — канатными, гидравлическими экскаваторами или погрузчиками. Средством предохранения от проникновения разрушения массива за контуром капитальных выработок или откосом уступа является использование предварительного щелеобразования, контурного взрывания, гладкого откола и т.п., которое уменьшает или вообще исключает разрушение массива пород за контуром этих выработок.

В разработку этих методов в теоретическом и практическом аспекте большой вклад внесли ученые: академик Мельников Н.В., профессора Барон Л.И., Демидюк Б.Н., Турчанинов И.А., Кутузов Б.Н., Клочков В.Д., Мосинец В.Н., Баранов Е.Г., Р. Густафсон, У. Лангефорс и другие.

Читать еще:  Как устанавливать откосы своими руками

Существует множество способов и средств образования контурной щели взрывным и невзрывным способами. Взрывной способ предусматривает бурение скважин по контуру на расстоянии несколько меньшем, чем сетка скважин на дробление и заряжание их зарядами различной конструкции, начиная от простого детонирующего шнура до специальных зарядов различной формы в сечении, с заполнением или без него пространства в скважине между зарядом и стенкой скважины различным материалом. Однако каждая конструкция заряда сильно ограничена условиями применения.

Разработка специальной технологии контурного взрывания, позволяющего управлять шириной экранирующей щели посредством изменения параметров контурного взрывания и комбинации конструкции линейных контактных зарядов с центральным откольным, позволяет расширить диапазон условий применения технологии контурного взрывания для образования экранирующей щели. Для решения этой научной проблемы в работе решались следующие задачи:

— определение зоны влияния взрывных работ на процесс образования трещин в законтурном массиве;

— разработка метода экранирования распространения взрывных волн в глубь массива и конструкции зарядов В В для создания предварительного направленного трещинообразования;

— разработка метода экранирования распространения взрывных волн в глубь массива и конструкции зарядов ВВ для создания предварительного направленного трещинообразования;

— обосновании рациональных параметров буровзрывных работ для подготовки скальных горных пород к выемке в траншеях, обеспечивающих необходимость сохранения состава горной массы по крупности, эффективного для экскавации, а также устойчивость законтурного массива;

— технико-экономическое обоснование предложенной технологии.

2. Исследования влияния буровзрывной технологии добычи руды на устойчивость бортов уступов

Как показали исследования различных ученых, степень нарушенности массива в скальных породах составляет от 6 до 18%. На основании анализа данных по нарушенности массива от действия массовых взрывов на ряде карьеров Урала, Казахстана, Сибири и Кольского полуострова, выполненные институтом ИГД МЧМ была получена сложная эмпирическая зависимость, для использования которой необходимо большое количество данных, что затруднительно для проектирования открытых горных выработок. Поэтому методами математической статистики нами была получена более простая зависимость степени нарушенности массива уступов различных открытых выработок (включая данные по Удачнинскому ГОКу):

где См, С0 — сцепление горных пород соответственно в массиве и в образце, МПа;

Л — коэффициент структурного ослабления пород, который можно посчитать по методике ВНИМИ;

V — коэффициент объемной трещиноватости, который вычисляется по формуле: т] = (70^- 80) Р„/(1 -Р£)

Рн — показатель трещинной нарушенности массива пород и Рн = Урм/Ур° (Урм, Ур° — скорости продольных волн соответственно в массиве и образце пород, м/с).

Наблюдениями за откосами уступов на карьерах установлено, что при первоначальных углах откосов в 80° отслоения без предварительного щелеобразования составляют 30-50 см/год, т.е. за срок 7-10 лет угол откоса траншеи или уступа уменьшается до угла дробленных пород в 36-40°.

Наблюдения за откосами, образовавшимися с помощью применения контурного взрывания различных способов (предварительным щелеобразованием или заверша-

ющим контурным взрыванием) показывают, что разрушения за контуром щели происходят только за счет естественной трещиноватости массива, особых условий, связанных с климатом, а также параметров образованной щели и взрывного нагру-жения массива взрыванием скважин дробления и составляет в среднем менее ‘ 10 см/год.

3. Разработка метода экранирования распространения взрывных волн в глубь массива и конструкции зарядов ВВ для создания предварительного направленного трещинообразования

Взрывное дробление массива при проведении капитальных выработок на карьерах и в шахтах и при обычной технологам БВР происходит в зажиме, при этом нарушается законтурный массив примерно на расстоянии 30-40 диаметров зарядов от места их взрыва. Особенностью рыхления массива горных пород при проведении траншей является то обстоятельство, что повышается удельный расход ВВ на рыхление по сравнению с обычной уступной отбойкой, а это влечет за собой увеличение нарушенное™ массива не только за контуром откоса траншей, но и в их почве. При этом удельный расход ВВ скважин рыхления при проведении траншей по У. Ланге-форсу зависит от глубины, ширины и л.н.с.» между скважинами рыхления в ряду, но не учитывается наклонное положение почвы траншеи, а также, что глубина скважин меняется, а, следовательно, будет меняться удельный расход ВВ. Отсюда для каждой скважины рыхления в ряду удельный расход ВВ (%) будет определяться по следующей формуле:

Яр =ч + 0,03 (11 + 13,3 • gaZi) — 2,7ас , (2)

где я — удельный расход ВВ в скважине рыхления при обычной технологии, км/м3;

2.13. Разрезные траншеи и котлованы

Рис. 2.23 – Схемы крутых траншей

Разрезные траншеи и котлованы проводят на каждом уступе с тем, чтобы создать первоначальный фронт горных работ. Они обычно являются продолжением вскрывающих наклонных траншей. Разрезные траншеи имеют небольшой (3— 5%о) продольный уклон для отвода воды с уступа. Поперечное сечение траншей обычно трапециевидное. Длина и ширина котлованов имеют один порядок измерения.

Планомерную отработку уступа начинают с разноса одного или обоих бортов разрезной траншеи в направлении к границам горизонта. У котлована одновременно разносят два, три и даже четыре борта.

Разрезные траншеи могут проводиться по залежи полезного ископаемого, по породам висячего или лежачего бока залежи на всю длину уступа или только часть ее.

Рис. 2.24 — Схема к выбору формы поперечного сечения разрезной траншеи

Глубина разрезных траншей и котлованов равна принятой высоте уступа или подуступа. Глубокие траншеи по контактус наклонной или пологой залежью для уменьшения потерь и разубоживания полезного ископаемого довольно часто проводят слоями (рис. 2.24) высотой (м):

где R — допустимый коэффициент разубоживания полезного ископаемого; т — горизонтальная мощность залежи, м; β— угол наклона залежи, градус.

Разрезная траншея должна иметь такую ширину по дну b, чтобы обеспечивались безопасность движения транспортных средств и размещение проходческого оборудования, а также возможность выемки экскаватором первой заходки. Иногда поперечные сечения отдельных участков разрезных траншей расширяют для устройства разъездов и других целей.

Углы откосов бортов разрезных траншей и котлованов обычно равны углам откосов рабочих уступов (60—85°). Бортам подготовительных выработок, совпадающих с конечным контуром карьера, придают угол откоса, обеспечивающий долго­временную устойчивость.

Объем разрезной траншеи (м 3 ) упрощенно определяется как объем прямой призмы, в основании которой лежит трапеция (рис. 2.25,а).

где L — длина траншеи, м.

Объем разрезной полутраншеи (м 3 ), пройденной по косогору или борту карьера (рис. 2.30,б),определяется по формуле:

При значительной длине и небольшой ширине разрезные траншеи часто имеют неправильную геометрическую форму. При определении их объема (м 3 ) в этом случае пренебрегают поперечным уклоном местности, но учитывают продольный уклон:

где So = 0,5(S1 + S2) —средняя площадь смежных параллельных поперечных сечений, м 2 ; и — коэффициент откоса, численно равный котангенсу угла откоса; Н1 и Н2— средние высоты поперечных сечений, м; l — расстояние между поперечными сечениями, м.

Второе слагаемое называют поправкой откоса, она учитывает объем элементов тела (выемки), имеющих форму пирамид.

В условиях косогорного рельефа местности в расчетах объемов учитывают также влияние поперечного уклона, пользуясь формулой:

где у1 и у2— площади оснований пирамид, входящих в объем горного тела (определяются графически).

Подготовка горизонтов разрезными котлованами может применяться только при работе экскаваторов в комплексе с мобильными видами транспорта, чаще с автотранспортом. Такая подготовка способствует быстрому развитию горных работ на горизонте в разных направлениях.Обычно котлованы располагают в пределах залежи полезного ископаемого. Размеры котлована в плане определяются условиями для нормального обслуживания экскаватора транспортными средствами или возможностью установки на горизонтевторого экскаватора и изменяются в пределах от 40X40 м до 100X100м.

Обучение

ГД 5.Общие понятия об открытых горных работах

Чтобы добыть уголь открытым способом, требуется производство следующих работ:

  • подготовка поверхности и коммуникаций,
  • осушение месторождения,
  • вскрытие (горно – капитальные работы в период строительства карьера),
  • эксплуатация (производство вскрышных и добычных работ),
  • доработка и восстановление поверхности.

Подготовка поверхности: удаление естественных и искусственных препятствий – вырубка деревьев; отвод рек, ручьев; снос зданий и сооружений и т.д. Строительство дорог, ЛЭП, связь, ОФ, склады, погрузка, АБК, жилые дома и пр.

Осушение месторождения осуществляется: поверхностным, подземным или комбинированным способами.

  • Поверхностный способ — дренажные канавы, скважины, ограждения от поверхностных вод и пр.
  • Подземный – дренажные стволы, подземные выработки с насосами.
  • Комбинированный – система скважин с поверхности и дренажных штреков.

Вскрытие месторождения – проведение горно – капитальных работ по строительству капитальных траншей, которые создают доступ транспорту с поверхности к месторождению.

Эксплуатация месторождения – это производство вскрышных и добычных работ. В результате вскрышных работ удаляются пустые породы, покрывающие полезное ископаемое, вследствие чего обеспечивается доступ к нему. Вскрышные работы по своему назначению являются горноподготовительными.

Добычные работы – это извлечение полезного ископаемого. Возможна комплексная разработка месторождения – когда наряду с добычей основного полезного ископаемого предусматривается и добыча попутных полезных ископаемых. (Это песок, глина, щебень, балласт, различные сопутствующие п.и. – например редкие металлы).

Доработка месторождения – характеризуется снижением добычи в результате уменьшения запасов, а также с увеличением глубины разработки (с уменьшением запасов, годных для открытой добычи).

Открытые горные работы – такие работы, при которых добыча полезного ископаемого производится непосредственно с дневной поверхности. Образующаяся в результате этих работ на поверхности земли выемка называется карьером.

Карьером называется также горное предприятие, ведущее разработку месторождения открытым способом.

Читать еще:  Пвх откос монтажная пена

Карьер, как горное предприятие – это совокупность горных выработок и поверхностных сооружений, оборудованных для добычи полезного ископаемого открытым способом. В угольной промышленности карьеры принято называть разрезами.

Карьерное поле – месторождение полезного ископаемого или его часть с массивом покрывающих и вмещающих пустых пород, отведенная для разработки одним карьером.

В процессе работ по извлечению полезного ископаемого образуется открытое выработанное пространство.

На поверхности земли выработанное пространство ограничивается границами карьерного поля, по глубине – дном карьера.

Разработка горных пород внутри карьерного поля производится, как правило, горизонтальными слоями, вследствие чего профиль карьера имеет ступенчатую форму.

Отдельный слой, который разрабатывается самостоятельными средствами рыхления, выемки и перемещения, называется уступом. Его высота устанавливается с учетом безопасности работ и зависит от рабочих параметров выемочного оборудования и свойств массива.

Часть уступа (по его высоте ), разрабатываемая самостоятельными средствами выемки (отбойки и погрузки), но обслуживаемая транспортом, общим для всего уступа, называется подступом. Два подступа, обслуживаемых общим транспортом, составляют один уступ

Элементы уступа: площадка, откос, бровка.
Нижняя горизонтальная поверхность рабочего уступа а) называется нижней площадкой уступа или почвой уступа.
Верхняя горизонтальная поверхность рабочего уступа б) называется верхней площадкой уступа или кровлей уступа.
Кратчайшее расстояние между почвой и кровлей уступа называется высотой уступа.
Высота уступа для одноковшовых экскаваторов составляет от 10 30-40м. Для многоковшовых 40-50 и более метров.

Площадки уступов, в зависимости от назначения , делятся на рабочие, предохранительные и транспортные.

Рабочие площадки уступов служат для размещения выемочно – погрузочного и транспортного оборудования.
Минимальная ширина для отработки одноковшовыми экскаваторами с погрузкой в ж.д. транспорт составляет 30-40м, для многоковшовых – 60-100м.

Страница 1 — 1 из 2
Начало | Пред. | 1 2 | След. | Конец | Все

Задача 1. Выполнить проект трассы выездной траншеи

Проект трассы выездной траншеи выполняются на основе следующих материалов:

1.Топографический план поверхности участка ведения горных работ в масштабе 1:1000, 1:2000, 1:5000, с указанием рельефа местности.

2. Параметры траншеи, включая: протяженность в целом и отдельных участков, угол откоса бортов, ширину дна, проектный уклон, углы поворота, радиусы закруглений.

3. Координаты пунктов опорного или съемочного обоснования, дирекционный угол исходного (примычного) направления.

Проект трассы выездной траншеи состоит из графического материала и пояснительной записки.

Графический материал включает:

1) топографический план участка проходки траншеи с указанием рельефа местности, пунктов опорного или съёмочного обоснования, устья (начальной точки проходки), оси, ширины дна и верхней бровки траншеи;

2). продольный разрез по оси траншеи с профилем земной поверхности и дна траншеи с указанием проектного уклона и проектных отметок;

3). поперечные разрезы по профильным линиям с указанием профиля земной поверхности, линиями откосов бортов, дна траншеи и высотных отметок;

4). месторасположение и размеры отвала для складирования горной массы, трассу автомобильной дороги от устья траншеи до отвала.

К графическому материалу прилагается пояснительная записка, в которой приводятся расчеты элементов траншеи, объемов горной массы и почвенного слоя.

Методические указания для составления

Проекта трассы выездной траншеи

1. На топографическом плане в масштаба 1:1000 (формат А4) по аналогии с рис. 10 строится рельеф поверхности и по известным координатам наносится пункт опорной сети RII.

2. Определяются и наносятся на план: место заложения траншеи (точка А), указывается направление траншеи (ее ось) до угла поворота (точка В) и далее вся длинна траншеи.

3. Определяется центр (точка D) отвала и его геометрическая форма.

Решение.

Исходные данные:

1. Топографический план масштаба местности 1:1000 (рис. 10).

2. Координаты пункта RII опорной геодезической сети, км:

=0,680, =0,830.

3. Дирекционный угол исходного направления

.

4. Высотная отметка устья траншеи — точка А , =409,0 м, берется с плана.

Рис. 10. Топографически план участка проходки въездной траншеи

5. Угол поворота оси траншеи – точка В, , радиус закругления м.

6. Длина траншеи от точки А до точки В – 40 м, от точки В до конца траншеи – 130 м.

7. Ширина дна траншеи 8 м.

8. Проектный уклон дна траншеи, i = 0,040.

9. Угол откоса бортов траншеи, .

10. Форма отвала почвенного слоя в виде усеченного конуса с площадью нижнего основания в 2 раза больше верхнего. Высота отвала (Н) не более 25 м.

Требуется выполнить:

1. Нанести на план ось, дно и верхние границы траншеи.

2. Построить продольный разрез по оси траншеи в масштабе: горизонтальный 1:1000, вертикальный 1:500.

3. Определить общий объем горной массы при проходке траншеи (Vобщ) методом вертикальных сечений. Расстояние между сечениями 30 м.

4. Определить объем почвенного слоя (Vп), приняв коэффициент разрыхления kр=1,3.

5. Определить площадь основания отвала почвенного слоя и нанести границу отвала на план в точка D.

6. Нанести на план трассу автомобильной дороги от устья траншеи (точка А) до центра отвала (точка D) . Уклон трассы iтр=0,064.

Нанесение на план оси траншеи начинается с точки А с указанием направления до угла поворота (точка В) и далее под углом поворота на проектную длину. Первое расстояние от точки А до точки В – 40 м и далее от точки В до конца траншеи – 130 м.

Для построения закругления оси траншеи определяют точки касания кривой (НК и КК) по формуле

, м,

где Т — тангенс кривой (расстояние от точки поворота до НК и КК);

r – радиус закругления.

Отложив на прямых участках оси траншеи от точки В значение Т, проводят дугу 25 м и определяют ее длину по формуле

Lкр = м.

Ось траншеи на план наносится штрихпунктирной линией красного цвета.

Параллельно оси траншеи сплошными линиями красного цвета наносятся границы дна траншеи.

От точки А (пикет 0) через 30 м и в точке В (пикет 1+10) отмечают пикеты и подписывают их номера (1, 2, 3. 12). Высотную отметку дна траншеи вычисляют по формуле

,

где — высотная отметка устья траншеи в точке А (берется с плана), м; -горизонтальное расстояние от устья траншеи до пикета, м;

— проектный уклон траншеи (-0,040).

Zднаск = 409,0+3 9∙ (-0,04)=407,44 м.

Zднакк = 409,0+47∙ (-0,04)=407,12 м.

Zдна4 = 409,0+120∙ (-0,04)=404,20 м.

Zдна5 = 409,0+150∙ (-0,04)=403,00 м.

Zдна6 = 409,0+169∙ (-0,04)=402,24 м.

Для каждого пикета определяют глубину заложения дна траншеи (h) по формуле

.

h ск=409,0- 407,44 =1,56 м.

h кк=409,0- 407,12 =1,88 м.

h з=409,0-405,40 =3,60 м.

h 4=409,0- 404,20 =4,80 м.

h 6=409,0- 402,24 =6,76 м.

На плане в пикетных точках перпендикулярно оси траншеи проводят линии поперечных разрезов для построения вертикальных сечений (рис. 11).

Вертикальные сечения строятся в масштабе 1:500, за условный горизонт которых принимается высотная отметка дна траншеи в данном пикете.

По линии условного горизонта от оси траншеи отмечают ширину дна траншеи и от его границ под углом откоса борта траншеи (40 о ) проводят линии откоса до пересечения с линией горизонта земной

поверхности. Линия горизонта определяется на плане по горизонталям рельефа.

Точки выхода откосов борта траншеи на поверхность переносят по линиям разрезов на план и соединяют плавной, сплошной линией красного цвета, т. е. строят верхние границы бортов траншеи.

По оси траншеи, принимая за условный горизонт высотную отметку устья траншеи (точка А), строят продольный разрез траншеи (рис. 12). Горизонтальный масштаб продольного разреза 1:1000, вертикальный – 1:500.

На продольном разрезе указывается проектный горизонт дна поверхности прямой линией и по величине глубины заложения h горизонт поверхности – плавной линией.

Общий объем горной массы при проходке траншеи определяют по формуле

,

где , если и отличаются друг от друга не более чем на 40 %, и , в остальных случаях; где и – площади смежных вертикальных сечений траншеи, определяются планиметром или палеткой; L – расстояние между смежными сечениями.

Рис. 11. Вертикальное сечение по линии в пикетных точках

Объем горной массы

V0-1 = 2114,19 m 3 V 1-ck = 1661,05 m 3 V ck-kk = 2495,94 м 3 V kk-2=6147,43 m 3 V 23=19914,38 m 3 V 3-4=17283,67 m 3V 4-5 =15213,75 м 3 V 5-6 =8496,33 m 3 V 9-10=3268,73 m 3 V 10-11=2036,05 m 3 V 11-12 =1557,27 m 3 V 12-9 =1498,72 m 3

V общ = 81687, 51 м 3 .

Объем почвенного слоя определяется по вертикальным разрезам с учетом его мощности и коэффициента разрыхления:

,

где — объем слоя по каждому интервалу без учета коэффициента разрыхления; К — коэффициент разрыхления (К = 1,3). Мощность почвенного слоя 0,8 м.

Объемы почвенного слоя

V0-1=867,00 м 3 V 1-CK=556,92 м 3 V ckkk=570,44 м 3 V кk-2= 1084,59 м 3 V 2-3=3 120,92 м 3 V 3-4=2955,90 м 3V 4-5 = 2238,15 м 3 V 5-6 = 1317,84 м 3 V 9-10 = 510,23 м 3 V 10-11= 3 10,90 м 3 V 11-12 = 489,33 м 3 V 12-9 = 240,88 м 3 .

м 3 .

Данные подсчета проектных объемов горной массы и объемов почвенного слоя заносятся в таблицу (табл. 5).

Площадь основания отвала почвенного слоя с учетом исходных данных (см.п.10 исходные данные) определяется по формуле

,

где V – объем почвенного слоя (табл. 8), м 3 ; H – высота отвала до 25 м.

По величине определяют его границы и наносят на план в районе точки D. Точка D выбирается по аналогии с рис.10.

Для прокладки трассы автомобильной дороги от устья траншеи (точка А) до отвала (точка D) определяют заложение по формуле

,

где h — сечение рельефа, м; — уклон автомобильной дороги (0,064).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector