Stroi-doska.ru

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

Вними угол откоса карьера

Определение контуров и этапов отработки глубоких карьеров

Определение граничного коэффициента вскрыши и конечной глубины карьера. Обоснование устойчивого угла наклона борта карьера по методике ВНИМИ. Отстройка борта с горизонтальным расположением предохранительных берм. Календарный план и режим горных работ.

РубрикаГеология, гидрология и геодезия
Видкурсовая работа
Языкрусский
Дата добавления02.08.2016
Размер файла1,2 M
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГАУО ВПО «Северо-восточный Федеральный университет им. М.К. Аммосова»

Кафедра Открытые горные работы

По дисциплине: «Проектирование карьеров»

Тема: «Определение контуров и этапов отработки глубоких карьеров»

1. Исходная информация

2. Определение граничного коэффициента вскрыши

3. Определение конечной глубины карьера

4. Обоснование устойчивого угла наклона борта карьера по методике ВНИМИ

5. Определение конструктивного угла наклона борта карьера

6. Отстройка борта с горизонтальным расположением предохранительных берм

7. Расчеты этапов отработки карьера

8. Режим горных работ карьера

9. Календарный план горных работ

10. Основные показатели проекта

Вариант №4

Диаметр рудного тела — 100 м;

Высота рабочего уступа — 10 м

Высота уступа погашения — 40 м

Угол откоса уступа — 70°

Ширина съезда — 20 м

Ширина бермы безопасности — 10 м

Уклон съезда — 10%

Угол внутреннего трения — 35°

Себестоимость, долл./т, м3:

— 1 т. руды подземным способом — 50 долл.

— 1 т. руды открытым способом — 30 долл.

— 1 м3 вскрыши открытым способом — 2,5 долл.

1. Исходная информация

Себестоимость добычи подземным способом

Себестоимость добычи открытым способом без учета затрат на вскрышные работы

Себестоимость вскрышных работ

Угол откоса борта карьера:

— со стороны висячего бока

— со стороны лежачего бока

Угол внутреннего трения пород

Высота рабочего уступа

Высота уступа погашения

Ширина бермы безопасности

Ширина транспортной бермы

Количество этапов отработки карьера:

— при глубине до 500 м

— при глубине выше 500 м

Глубина этапов отработки

Скорость углубки карьера

— промежуточный контур (1 этап)

— конечный контур (2 этап)

2. Определение граничного коэффициента вскрыши

Граничный коэффициент вскрыши рассчитывают по общеизвестной методике с использованием формулы, которая учитывает достигнутые стоимостные показатели открытых и подземных технологий:

где, КГ — граничный коэфф. вскрыши, м3/м3, м3/т;

СП = 50 долл./т. — Себестоимость добычи единицы полезного ископаемого подземным способом;

СО = 30 долл./т. — Себестоимость добычи единицы полезного ископаемого открытым способом без учета затрат на производство вскрышных работ;

СВ =2,5 долл./м3 — себестоимость вскрышных работ;

3. Определение конечной глубины карьера

При предварительной оценке конечной глубины карьера учитывают фактически достигнутые углы погашения нерабочих бортов для аналогичных горнотехнических условий.

Для новых месторождений углы устойчивых откосов уступов и бортов часто принимают на основе опыта их отстройки на действующих горнодобывающих предприятиях.

По формуле проф. Б.П. Боголюбова вычисляют ориентировочную глубину карьера:

где Нк — глубина карьера, м;

Кизвл = 0,95 — 0,96 — коэфф. извлечения руды из слоя;

М — горизонтальная мощность карьера;

вв = вл = 40° — углы откоса бортов карьера соответственно со стороны висячего и лежачего боков залежи, град.

Среднюю горизонтальную М мощность залежи определяют по формуле равновеликих площадей. То есть, например, круглую форму месторождения кимберлитовой трубки в плане, заменяют равновеликим квадратом, используя следующие формулы:

где d = 100 м — диаметр кимберлитовой трубки;

4. Обоснование устойчивости угла наклона борта карьера по методике ВНИМИ

Инженерные методы расчета, используемые при проектировании откосов бортов карьеров, базируются на теории предельного равновесия сдвигающих и удерживающих откос сил.

Согласно данной теории при обосновании устойчивого угла откоса борта, вначале вычисляют глубину трещины отрыва Н90 согласно расчетной схемы, приведенной на рис. 1, а затем по графику плоского откоса ВНИМИ (рис. 2) устанавливают предельно устойчивый угол откоса ву,

где гп = 2,5 т/м3 — плотность пород;

См = 80 МПа — уд. сила сцепления пород в массиве;

ц = 35° — угол внутреннего трения пород.

Для правильного пользования графиком плоского откоса вычисляют коэфф. высоты Н/,

Затем по графику плоского откоса (рис. 2) находят расчетное значение угла нерабочего борта вр = 45,5, соответствующее углу внутреннего трения в массиве ц.

Расчетные значения угла нерабочего борта вр всегда больше принятых в предварительных расчетах вв (вр = 45,5° > вв = 40°) для того, чтобы обеспечить достаточный запас устойчивости.

5. Определение конструктивного угла наклона борта карьера

Элементами нерабочего борта карьера являются уступы погашения, наклонные и горизонтальные бермы, капитальные спиральные съезды и др.

Вначале определяем параметры уступа погашения и бермы безопасности:

Затем принимаем ширину транспортной бермы Шс в зависимости от грузоподъемности автосамосвала. Для карьеров Севера рекомендуемые значения параметров следующие (табл. 2).

Ширина транспортной бермы

Читать еще:  Заложение откосов насыпи что это

Принимаем автосамосвал фирмы Comat’su — HD 1200 грузоподъемностью 120 т., и ширина транспортной бермы будет Шс = 30 м (по вышеуказанной таблице).

По известным значениям Нуп, ШБ, Шс производим отстройку нерабочего борта карьера, схема которой приведена на рис. 3 (расчетная схема).

Согласно расчетной схемы, конструктивный угол откоса борта карьера вк определяется в следующей последовательности:

а — проекция наклонного борта карьера на горизонтальную плоскость, м.

где nуп = 10 — количество уступов погашения на нерабочем борту карьера;

б = 70° — угол откоса уступа погашения;

nБ — количество берм безопасности на нерабочем борту.

Тогда вк найдется через:

nв — число витков спирали транспортной бермы, шт.

Количество витков спирали до конечной глубины вскрытия для любой формы карьера приближенно может быть установлено путем деления общей длины трассы на средний периметр контура карьера:

где Lтр — общая длина трассы спирального съезда, м;

РД = 2 Ч р ЧRД = 314 м — периметр дна карьера;

Рп = 2 Ч р ЧRП = 2432 м — периметр карьера по дневной поверхности;

Ку = 1,15 — коэфф. удлинения трассы;

ip = 10 уклон спирального съезда, %;

Конструктивный угол наклона борта карьера вк, должен соответствовать устойчивому углу вр рассчитанному по методике ВНИМИ, т. е.

вр = 45,5° ? вк = 45°

6. Отстройка борта с горизонтальным расположением предохранительных берм

Отличительным признаком данной конструкции борта карьера является горизонтальное расположение предохранительных берм, положение которых не увязывается с транспортными бермами. На рис. 4 приведен план карьера на конец отработки с горизонтальным расположением предохранительных берм. Исходными данными для графического построения плана карьера с выездными и внутренними траншеями, горизонтальным расположением предохранительных берм являются:

— глубина карьера (Нк);

— ширина горизонтальных предохранительных и транспортных берм (ШБ, ШС);

— параметр дна карьера (dк);

— средний диаметр рудного тела (d);

— угол откоса уступа погашения (б);

— высота рабочих и нерабочих уступов (hу, Hуп);

— уклон траншеи (i %);

— длина горизонтальных площадок примыкания (ДL);

— масштаб чертежа (1:1000, 1:2000, 1:5000);

После построения плана карьера в отработанном виде определяют его основные параметры по графику. Вычисление объемов вскрыши в контуре карьера производится по формуле усеченного конуса, руды — по формуле цилиндра, т. к. карьер в пространстве представляет геометрическую фигуру, подобную форме усеченного конуса, а кимберлитовая трубка — форму цилиндра.

И так, сначала найдем весь объем породы в карьере:

где Rэ = 387,5 м — радиус карьера по дневной поверхности;

r = 50 м — радиус дна карьера;

Находим объем полезного ископаемого:

Тогда объем вскрышных пород будет:

Основные параметры карьера с горизонтальным расположением предохранительных берм

Объем вскрыши в контуре карьера

Объем добычи руды

Угол откоса борта карьера

Длина спирального съезда

7. Расчеты этапов отработки карьера

Этапную отработку карьера применяют, когда глубина его составляет 300 м и более. Опыт показал, что при глубине разработки крутопадающего месторождения до 500 м целесообразно применять отработку карьера в 2 этапа, свыше 500 м — в три этапа. В нашем случае карьер имеет глубину 280 м, что приблизительно равно 300 м и мы принимаем двухэтапную отработку с глубиной первого этапа 150 м и второго 130м.

Расчетная схема этапной отработки глубокого карьера приведена на рис. 8. условные обозначения на рисунке приняты следующими:

вк — угол откоса борта конечного контура карьера, град.; ( вк = вэ = 45° );

вэ — угол откоса борта промежуточного (этапа) контура карьера, град.;

Шэ — ширина зоны разноса при этапной разработке месторождения, м;

Rк — радиус карьера по дневной поверхности (конечный контур), м;

Rэ — радиус карьера по дневной поверхности промежуточного этапа, м;

Hэ — глубина этапа отработки карьера, м;

d — диаметр рудного тела, м

Определим основные параметры этапов отработки карьера.

1. Объем полезного ископаемого первого этапа отработки:

где: Н1 = 150 м — глубина первого этапа отработки карьера;

d = 100 м — диаметр рудного тела;

2. Объем вскрышных пород первого этапа отработки карьера:

где: Rэ = 200 м — радиус карьера первого этапа отработки;

r = 50 м — радиус дна карьера;

3. Объем полезного ископаемого второго этапа отработки:

4. Объем вскрышных пород второго этапа отработки карьера:

Объемы добычи за весь период существования карьера составляют:

Объем карьера по вскрыше: Vк = V1 + V2 = 7,065 + 29,231869 = 36,3 млн. м3;

Объем карьера по добыче: QK = Q1 + Q2 = 1,177500 + 1,04405 = 2.22 млн. м3;

8. Режим горных работ карьера

вскрыша карьер горный

Расчет режима горных работ преследует цели установления предельных значений колебания объемов работ при отработке карьера с максимальными (вmах) и минимальными (вmin) углами погашения в пределах его конечного контура. В первом варианте в отработке находится максимальное количество рабочих уступов, во-втором — постоянно отрабатывается один уступ, который перемещается до конечного контура карьера. Лишь после достижения уступом конечного контура начинается зарезка нижележащего уступа и т. д.

Для построения графиков режима горных работ Vmax = f(H), Vmin=f(H) необходимо вычислить объемы горных работ с шагом углубки, равным высоте уступа погашения Нуп (30 м), в нарастающем порядке. При этом значения угла вmax определяется согласно схемы (рис. 10),

Читать еще:  Как крепить откосы лоджий

б = 70° — угол откоса рабочего уступа;

Шmin= 40 м — минимальный размер рабочей площадки;

вmax = 18°

Минимальный угол погашения определяется из выражения:

где: Rк = 333 м — радиус карьера;

r = 50 м — радиус дна карьера;

тогда, вmin= 6°;

Найдем объемы, извлекаемые из карьера при отработке карьера с минимальным углом погашения, т.е. когда вmin= 6°;

А теперь найдем объемы извлекаемые из карьера при отработке карьера с максимальным углом погашения, т.е. когда вmах= 18°:

При этом пользуемся теми же формулами. Условные обозначения примем такими же, радиусы горизонтов не изменятся.

Для того чтобы найти четвертый объем делаем следующее:

Vвскр = 36,2968 млн. м3;

Vп.и. = 2.22 млн. м3;

Расчеты объемов сводим в таблицу 4.

Нарастающие объемы вскрышных работ по глубине при отработке карьера с вmax и вmin углами рабочего борта

Напряженно-деформированное состояние прибортового массива карьера

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 27.03.2017 2017-03-27

Статья просмотрена: 149 раз

Библиографическое описание:

Тутанова, М. С. Напряженно-деформированное состояние прибортового массива карьера / М. С. Тутанова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 12 (146). — С. 83-87. — URL: https://moluch.ru/archive/146/41111/ (дата обращения: 24.09.2021).

Для оценки состояния устойчивости откосов уступов и бортов разрезов на практике имеют наибольшее распространение следующие способы расчета:

− способ алгебраического сложения сил;

− графоаналитический способ (ВНИМИ).

В тех случаях, когда в массиве горных пород нет поверхностей ослабления, падающих в сторону выемки или горизонтальных, применяется схема расчета, характеризующаяся тем, что в этом случае поверхность скольжения можно принимать круглоцилиндрической, а коэффициент запаса устойчивости определять методом алгебраического сложения удерживающих и сдвигающих сил по этой поверхности.

Графоаналитический способ определения параметров устойчивых откосов (способ ВНИМИ) заключается в определении параметров предельного откоса (высота, угол наклона и ширина призмы возможного обрушения) по графикам Г. Л. Фисенко.

Широкое использование вычислительной техники потребовало разработки теоретически обоснованных численно- аналитических способов расчета, позволяющих исключить трудоемкие аналитические расчеты вручную и графические построения.

Массив горных пород является сложной физической средой, обладающей рядом специфических особенностей, которые во многом определяют его механическое состояние. Поэтому для математического описания происходящих в массиве процессов при разработке методов расчёта устойчивости откосов вынужденно прибегают к схематизации рассматриваемых явлений и свойств породного массива.

Рис. 1. Расчетная схема

В результате создается геомеханическая модель прибортового массива, приближенно отражающая действительную природу рассматриваемого процесса.

По мнению Г. Л. Фисенко геомеханическая модель строится на основе геологической модели для решения определённой проблемы определенными методами. Отличие расчётной модели от геологической состоит в том, что помимо геологических факторов она должна учитывать механизм того процесса, для изучения которого она предназначена, а также используемые при этом методы анализа. Одной из основных задач исследования механизма деформирования массива горных пород, является выявление формы и местоположения поверхности скольжения.

Рис. 2. Вертикальные напряжения

Для всего многообразия горно-геологических условий прибортового массива в результате проведённых исследований нами предлагается определение напряженно-деформированное состояния приоткосного массива, с применением численного метода конечных элементов.

Метод конечных элементов является численным методом решения дифференциальных уравнений, встречающихся в физике и технике.

Область применения метода конечных элементов существенно расширилась, когда было показано, что уравнения, определяющие элементы в задачах строительной механики, распространения тепла, гидромеханики, могут быть легко получены с помощью таких вариантов метода взвешенных невязок, как метод Галёркина или способ наименьших квадратов.

Рис. 3. Горизонтальные напряжения

Задачей исследований является определение параметров напряженно-деформированного (НДС) массива, влияющие на устойчивость бортов карьера. Рассматривается вертикальное сечение массива вокруг уступов.

Рис. 4. Касательные напряжения

В качестве расчётной схемы выбрана прямоугольная плоскость, находящаяся в плоско деформированном состоянии и которая разбивается сеткой треугольных элементов, с соответствующими граничными условиями (рисунок 1).

Рис. 5. Изолинии вертикальных смешений

Рис. 6. Изолинии горизонтальных смещений

На расчётной схеме На границах АВ и СD отсутствуют горизонтальные, на АD вертикальные перемещения.

На рисунках 2–4 приведены изолинии горизонтальных, вертикальных и касательных напряжений для однородного массива горных пород т. е. при модуле упругости вмещающих пород Е =10 4 МПа, высота уступа — 30 м., плотность массива — 2000 кг/м 3 .

На рисунках 5 и 6 приведены изолинии вертикальных и горизонтальных смещений.

  1. Ержанов Ж. С., Каримбаев Т. Д. Метод конечных элементов в задачах механики горных пород. — Алма-Ата: Наука, 1975. — 238 с.
  2. Тутанова М. С. Устойчивость карьерных бортов с учетом напряженно-деформированного состояния прибортового массива. «AKTUALNE PROBLEMY NOVOCZESNYCH NAUK — 2010», том 31, Przemysl Nauka 3 studia 2010. – C. 38–42.

Похожие статьи

Исследование геомеханического состояния прибортовых.

‒ метод точечных массовых замеров элементов залегания поверхностей ослабления; ‒ метод площадной структурной съемки

деформации и т. д., с получением их компьютерной модели и вставкой их в расчетные схемы геомеханических моделей прибортовых массивов.

Определение вместимости группировочных путей.

Схема сортировки (степенной способ, 3 пути, 9 групп.

Читать еще:  Крепление сайдинга с откосами

Графоаналитический расчет на основе построения суточных планов-графиков

На рисунках 1-2 представлен пример результатов расчета по модели.

Расчёт фундаментных плит методом конечных элементов

В данной статье излагается способ, позволяющий свести решение указанной задачи к выполнению

В качестве модели основания была выбрана двухпараметрическая модель [1]. Предлагаемый подход предполагает выделение в общей расчётной схеме двух подобластей.

Моделирование результатов решения задачи по определению.

Рис. 1. Расчетная модель механизма с замкнутой системой тел качения с диаметрами равной величины.

По полученным результатам выполняем компьютерное моделирование всех вариантов симметричных структурных схем механизмов с ЗСТК с диаметрами равной.

Обоснование применения геомеханических моделей при.

В данной статье приведено понятие геомеханического моделирования. Приведён результат использования геомеханической модели на Приобском

Расположение трещины — по всей длине ствола. Расчетный дебит ННС с ГРП — 227 м3/сут, а ГС с МсГРП — 355 м3/сут.

Возможности и преимущества метода сейсмического.

2) точность определения элементов геофизического поля максимальна вблизи выработок

Наиболее же эффективным методом для определения геомеханических свойств и зон

Рис. 1. Схема покрытия лучами проходящих волн обследуемого участка лавы на одном из объектов.

Использование преобразования профиля пути с учетом длины.

Расчёты таким способом производим следующим образом. Заранее определяем среднестастическую длину и массу поезда.

S-1 — координата начала последующего элемента профиля пути, Блок-схема работает следующим образом.

О дискретизации нормального сечения железобетонного элемента.

В статье рассмотрены особенности дискретизации нормального сечения железобетонного элемента с неоднородными свойствами бетона по толщине при реализации расчета по деформационной модели.

Расчёты склона.

vizlipuzli
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от vizlipuzli

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Я хз. Просто для размышления пища.

Протокол Росстроя от 20.11.2007 N 48

Принявший орган: ФГУ «Главгосэкспертиза России», Росстрой

Вопрос 6. При проверке расчетов устойчивости углов откосов вскрышных и добычных уступов и ярусов отвалов, рабочих и нерабочих бортов разреза (карьера) действующих предприятий, нужно ли требовать заключение и рекомендации специализированных организаций, таких как ВНИМИ, или достаточно выполненных проектной организацией расчетов по «Правилам обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах» (ВНИМИ, СПб., 1998 год) и «Методических указаний по определению углов наклона бортов, откосов уступов и отвалов строящихся и эксплуатирующихся карьеров» (ВНИМИ, Л., 1972 год).

Ответ. В соответствии с требованиями пп.50-57 ПБ 03-498-02 «Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом» и пп.50-58 ПБ 05-619-03 «Правила безопасности при разработке угольных месторождений открытым способом» параметры бортов объектов открытых горных работ определяются проектом с учетом исследований физико-механических свойств горных пород и полезного ископаемого, а также горно-геологических условий их залегания и параметров оборудования. Предельные углы откосов бортов объекта открытых горных работ и бортов в целом устанавливаются проектом и могут быть скорректированы в процессе эксплуатации по данным научных исследований, при положительном заключении экспертизы по оценке устойчивости бортов и откосов карьера (п.52 ПБ 03-498-02 ип.53 ПБ 05-619-03).

Расчеты, рекомендации и заключения по устойчивости уступов, бортов и отвалов разреза в опасных зонах, по которым необходима разработка проекта, должны быть выполнены специализированной организацией (п.97 ПБ 05-619-03). Проектные решения основываются на рекомендациях и заключениях, выданных специализированными организациями (п.95 ПБ 05-619-03). Разработка проекта, а также мероприятий по обеспечению безопасности горных работ производится в соответствии с требованиями действующих правил и норм по безопасному ведению горных работ на основании рекомендаций и по конкретным видам опасных зон, а также заключений специализированных организаций (п.108 ПБ 05-619-03). Противооползневые мероприятия для обеспечения устойчивости откосов в опасных зонах на угольных предприятиях разрабатываются горнодобывающим предприятием либо специализированной организацией (п.117 ПБ 05-619-03).

Параметры системы разработки (высота и угол откоса уступов, ширина берм безопасности, предохранительных целиков и др.) при добыче поваренной соли в осадочных бассейнах и соляных озерах определяются проектом на основании рекомендаций специализированных организаций, разработанных исходя из конкретных горно-геологических условий месторождения и типа горнотранспортного оборудования (п.288 ПБ 03-498-02).

****ь-колотить.
СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты

7.10. В проекте организации строительства на оползнеопасных склонах должны быть установлены: границы оползнеопасной зоны, режим разработки грунта, интенсивность разработки или отсыпки во времени, увязка последовательности устройства выемок (насыпей) и их частей с инженерными мероприятиями, обеспечивающими общую устойчивость склона, средства и режим контроля положения и наступления опасного состояния склона.

Оказывается метод круглоцилиндрических поверхностей регламентирован в СНиП 2.06.05-84* Плотины из грунтовых материалов приложение 5*.

У меня такое ощущение, что этот метод лучший. Лучше только моделирование в АНСИС, Плаксис и т.п.
Возможно были более древние и неточные способы расчёта, но не уверен что ими стоит пользоваться.

Также кроме прочего в вечномёрзлых грунтах есть эффект соллюкции (?вроде бы?).
Также существует ветровая и дождевая эррозия. Сущесвует ГОСТ на расчёт почвы на дождевую эрозию. На ветер пока не видел.
Ну потом при сейсмике по идее всё должно сползать. Но как это посчитаешь.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector