Призма обрушения откоса что это такое

Определение технологических параметров призмы обрушения уступов, отвалов и дорог

Полный текст:

Аннотация

Маркшейдерские работы при производстве горных работ имеют особое значение, так как от их качества, оперативности и достоверности зависят все технологические процессы полного жизненного цикла горного предприятия и в конечном итоге его конкурентоспособность. Организации самостоятельно определяют структуру маркшейдерских служб с учетом реализуемых технологий и масштабов добычи полезных ископаемых. Для обеспечения безопасной добычи полезного ископаемого открытым способом необходимо постоянно осуществлять оценку и контроль состояния массива горных пород уступов и бортов карьера. Недооценка физико-механических свойств горных пород, несоблюдение технологического цикла добычи и транспортировки полезных ископаемых, изменение климатических условий и другие приводят к нарушению устойчивости горных пород на всех участках карьера, в том числе на участках добычи и движения горнотранспортного оборудования. Существующая практика показывает, что эффективность расчёта устойчивости бортов и уступов карьеров достигается благодаря методике, которая должна учитывать механизм разрушения и деформации откосов, а также характер напряжён- но-деформированного состояния массива пород карьера. Исследования, представленные в работе, основываются на сравнительном анализе параметров призмы обрушения уступов, отвалов и дорог на карьерах аналитическим и графическим методами с помощью компьютерных программ, а также с учетом статической нагрузки от самосвалов. Результаты исследования позволили установить, что: определение устойчивости откосов уступов и ширины призмы обрушения, выполненные аналитическим методом, дает более высокие результаты точности, чем полученные графическим методом; устойчивость откосов уступов и ширина призмы обрушения зависят не только от физико-механического состояния горных пород, но также от высоты уступа, веса автосамосвала и его груза, приходящегося на 1 п. м площадки размещения, расстояния от бровки откоса и других факторов; массив горных пород находится в спокой- ном состоянии, не подверженном оползневым явлениям, до тех пор, пока суммы удерживающих сил больше или равны сумме сдвигающихся сил; при использовании на открытых горных работах крупно- габаритного транспортного оборудования нестандартного веса необходимо производить расчеты без- опасной ширины призм обрушения с учетом нагрузок от них из расчёта на 1 п. м, величины которых могут быть в 1,5–2,0 раза выше расчетных по кругло-цилиндрической поверхности скольжения.

Ключ. слова

Об авторах

Ишимбай Карыбаевич Чунуев – зав. кафедрой, проф. Председатель Правления Кыргызского Союза маркшейдеров, Президент Кыргызской горной ассоциации

SCOPUS ID: 6507330670

Юрий Михайлович Левкин – д.т.н., проф., член Союза маркшейдеров России

Жусуп Болотбеков – аспирант

Список литературы

1. Гордеев В. А. Сравнительный анализ расчетных поверхностей скольжения в однородных откосах. Маркшейдерское дело и геодезия. В: Методы и результаты: межвуз. сб. науч. тр. СПбГГИ. СПб.; 1999. С. 17–21.

2. Инструкция по производству маркшейдерских работ. Утв. Госгортехнадзором СССР 20 февр. 1985 г. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200026592

3. Hoek E. Practical Rock Engineering. URL: https://www.rocscience.com/assets/resources/learning/hoek/Practical-Rock-Engineering-Full-Text.pdf

4. Liu Y., Wang X., Gao J. Stability Analysis and Reinforcement Treatment of Open Pit Slope. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019;283(1):012009. https://doi.org/10.1088/1755-1315/283/1/012009

5. Liu J., Zhao X.-D., Lu Z.-X. Mining scheme optimization and slope stability analysis for transition from open pit to underground mining. Dongbei Daxue Xuebao. Journal of Northeastern University. 2013;34(9):1327–1329+1334.

6. Chen J., Li K., Chang K.-J., Sofia G., Tarolli P. Open-pit mining geomorphic feature characterization. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. 2015;42:76–86. https://doi.org/10.1016/j.jag.2015.05.001

7. Ding D., Niu L. Stability analysis and treatment schemes for high and steep slope in bayan obo iron mine. International Journal of Simulation: Systems, Science and Technology. 2016;17(42):13.1–13.4. https://doi.org/10.5013/IJSSST.a.17.42.13

8. Han L., Shu J., Zhou W., Meng Q. Research on mechanical and geometric characteristics of concave end- slope in open-pit mine with mining by areas. Huazhong Keji Daxue Xuebao (Ziran Kexue Ban). Journal of Huazhong University of Science and Technology (Natural Science Edition). 2014;42(3):82–86. https://doi.org/10.13245/j.hust.140318

9. Певзнер М. Е., Иофис М. А., Попов В. Н. Геомеханика. М.: МГГУ; 2005. 438 с.

10. Галустьян Э. Л. Управление геомеханическими процессами в карьерах. М.; 1980. 206 c.

11. Chukin B. A., Chukin R. B. Probability assessment of pit wall stability in jointed rock mass. Gornyi Zhurnal. 2019;(5):36–41. https://doi.org/10.17580/gzh.2019.05.06

12. Besimbaeva O. G., Khmyrova E. N., Nizametdinov F. K., Oleinikova E. A. Assessment and Prediction of Slope Stability in the Kentobe Open Pit Mine. Journal of Mining Science. 2018;54(6):988–994. https://doi.org/10.1134/S1062739118065143

13. Avetisian I. M., Semenova I. E. Forecast of rock mass stability under industrial open pit mine facilities during the open pit deepening. A case study of the Zhelezny open pit, JSC Kovdorsky GOK. In: Litvinenko V. (ed.) EUROCK2018: Geomechanics and Geodynamics of Rock Masses. 1st ed. London: CRC Press; 2018. P. 755–760.

14. Дунаев В. А., Годовников Н. А. Оценка и прогноз устойчивости уступов карьеров в массивах скальных пород на основе геоинформационных технологий. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2014;(4):134–137.

15. Левкин Ю. М. Применение современных геодезических приборов в горном деле. В кн.: Geospatial technologies and Earth resources (GTER 2017): материалы Международной конференции по геопространственным технологиям и ресурсов Земли. Ханой; 2017. С. 307–311.

16. Казикаев Д. М., Козырев А. А., Каспарьян Э. В., Иофис М. А. Управление геомеханическими процессами при разработке месторождений полезных ископаемых. М.: Горная книга; 2016. 490 с.

17. Певзнер М. Е. Борьба с деформациями горных пород на карьерах. М.: Недра; 1978.

18. Жумабаев Б., Чунуев И. К., Дуйшеналиев Ж. М. Отвалообразование на наклонной поверхности ледника. Современные концептуальные положения в механике горных пород. В кн.: Методы и результаты: труды международной конференции «Илим». Бишкек; 2002. С. 81–92.

19. Фисенко Г. Л., Сапожников В. Т., Мочалов А. М. и др. Методические указания по определению углов наклона бортов, откосов уступов и отвалов строящихся и эксплуатируемых карьеров. Л.: ВНИМИ; 1972. 166 с.

20. Чунуев И. К., Умаров Т. С. Опыт внедрения современных компьютерных программ в учебный процесс и на горных предприятиях. Горный журнал. 2016;(8):84–88.

21. Чунуев И. К., Дуйшеналиев Ж. М. Проблемы и перспективы добычи золота на месторождении «Кумтор». Горный журнал. 2011;(11):68–74.

22. Правила обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах. Минтопэнерго РФ. Научно-исследовательский институт горно-геомеханического и маркшейдерского дела. Межотраслевой научный центр «ВНИМИ». СПб.; 1998.

23. Проект приказа Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору РФ «Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности “Правила обеспечения устойчивости бортов и уступов карьеров, разрезов и откосов отвалов”».

24. Фисенко Г. Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. 2-е изд. М.: Недра; 1965. 378 с.

25. Coulomb C. A. Essai sur une application des règles des maximis et minimis à quelques problèmes de statique relatifs à l’architecture. Mémoires de l’Academie Royale des Sciences. 1776;7:343–387.

26. On the Mathematical Theory of the Stability of Earthwork and Masonry. In: a Letter to Prof. Stokes, Sec. R.S. By W. J. Macquorn Rankine, Esq., C.E., F.R.S., Professor of Civil Engineering in the University of Glasgow. Received February 19; 1856. https://doi.org/10.1098/rspl.1856.0019

27. Курдюмов В. И. Краткий курс оснований и фундаментов. 3-е изд. Петроград: Г.В. Гольстен; 1916. 292 с.

28. Соколовский В. В. Статика сыпучей среды. М.: Физматгиз; 1960. 243 с.

29. Авершин С. Г. Сдвижение горных пород при подземных разработках. М.: Углетехиздат; 1947. 245 с.

30. Протодьяконов М. М. Давление горных пород и рудничное крепление. 2-е изд. М.; Л.: Огиз – Гос. науч.-техн. изд-во; 1931. 104 с.

31. Руппенейт К. В. Некоторые вопросы механики горных пород. М.: Углетехиздат; 1954. 384 с.

Дополнительные файлы

Для цитирования: Чунуев И.К., Левкин Ю.М., Болотбеков Ж. Определение технологических параметров призмы обрушения уступов, отвалов и дорог. Горные науки и технологии. 2021;6(1):31-41. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2021-1-31-41

For citation: Chunuev I.K., Levkin Y.M., Bolotbekov Z. Determination of bench, dump and road sliding wedge technological parameters. Gornye nauki i tekhnologii = Mining Science and Technology (Russia). 2021;6(1):31-41. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/2500-0632-2021-1-31-41

Обратные ссылки

• Обратные ссылки не определены.

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Изобретение относится к горной промети и м.б. использовано при открытой разработке месторождений. Цель — повышение устойчивости транспортного уступа за счет его укрепления при сокращении ширины уступа. Транспортный уступ включает призму обрушения (ПО) 1, берму 2 с транспортной 3 и предохранительной 4 частями над зоной. Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений. Целью изобретения является повышение устойчивости транспортного уступа за счет его укрепления при сокращении ширины уступа.х . — На фиг. 1 изображен транспортный уступ карьера, вертикальный разрез: на фиг. 2 — то же, вид по стрелке А на фиг. 1.. остаточных деформаций (ОД) в уступе, защитную стенку 5, сваи, установленные вертикально вдоль откоса уступа, и насыпное покрытие 6. Сваи установлены рядами в пределах зоны ОД. Первый ряд 7 свай расположен вдоль границы выхода ПО 1 на берму 2. Все ряды 7, 9, 10 заглублены в массив уступа ниже зоны ОД. Верхние концы свай соединены продольными 13 и поперечными 14 связями в виде железобетонного покрытия 15 над транспортной частью 3 бермы 2 и консоли 16 над ПО 1. Защитная стенка 5 выполнена в поперечном сечении в виде арки. Арка жестко установлена на консоли 16 для пешеходной трассы. При движении автотранспорт проходит по транспортной части 3 бермы 2. Берма 2 опирается на ряды 7, 9, 10 свай. При этом нагрузка передается на железобетонное покрытие 15 и каркас. Каркас образован продольными 13 и поперечными 14 связями. Усилие раёномерно воспринимается рядами 7, 9, 10 свай и концентрируется в их замковой части. Силовое воздействие в сторону ПО 1 значительно ослабевает, что исключает обрушение уступа/2 ил. Предлагаемый транспортный уступ карьера включает призму обрушения 1, берму 2 с транспортной 3 и предохранительной 4 частями над зоной остаточных деформаций в уступе, защитную стенку 5, сваи, уста- новленные вертикально вдоль откоса уступа, и насыпное покрытие 6. Сваи установлены рядами в пределах зоны остаточных деформаций. Первый ряд 7 свай расположен вдоль границы 8 выхода призмы обрушения 1 на берму 2. со С 4 О CJ 00

фиг. 2

Приложение нагрузки от давления грунта на стены подвала

В версии САПФИР 2020, появилась возможность автоматизированного приложения нагрузки от давления грунта на подпорные стены и стены подвала.

Рассмотрим процесс приложения нагрузки от давления грунта на стены подвала здания с монолитным железобетонным каркасом.

Общие положения расчёта давления грунта на стены подвала

Определять величину давления грунта на стены подвала, следует выполнять в соответствии с указаниями Пособия к СНиП 2.09.03-85 Проектирование подпорных стен и стен подвалов, раздел 5 Давление грунта.

В общем случае, существует три вида давления грунта на вертикальные поверхности (стены подвала):

1. Горизонтальное активное давление от собственного веса;
2. Дополнительное горизонтальное давление грунта, обусловленное наличием грунтовых вод;
3. Горизонтальное давление от равномерно распределённой нагрузки, расположенной на поверхности призмы обрушения;

Возможные схемы давления грунта, изображены на рисунке:

В ПК САПФИР, реализован алгоритм автоматизированного приложения нагрузки от давления грунта на вертикальные и наклонные поверхности. Кнопка вызова диалогового окна, находится на вкладке «Создание»:

Помимо ввода необходимых исходных данных, в диалоговом окне, также, есть возможность выбрать загружения, к которым будут относиться создаваемые нагрузки от давления грунта, а также, вывести на экран результат определения значения самой нагрузки, до момента её приложения.

Ввод исходных данных для вычисления нагрузки от давления грунта

Ввод данных о создаваемых загружениях

В полях диалогового окна, следует ввести наименования загружений для трёх видов нагрузок:

• Активное давление от собственного веса;
• Дополнительное давление от грунтовых вод;
• Давление от нагрузки на поверхности грунта;

Дополнительно, можно настроить приложение нагрузки с тыльной стороны стены.

Ввод данных для создания активного давления от собственного веса грунта

Планировочная отметка — уровень поверхности грунта относительно нуля здания;

Удельный вес, угол внутреннего трения, удельное сцепление грунта, принимаются как для грунта обратной засыпки.

Дополнительные указания даны в п.5.1-5.3 Пособия к СНиП 2.09.03-85 Проектирование подпорных стен и стен подвалов.

Коэффициент надёжности по нагрузке, принимается равным 1.15, согласно Табл. 7.1 СП 20.13330.2016.

Угол наклона расчётной плоскости принимается исходя из конструктивных и объёмно-планировочных решений. Для вертикальной стены принимать равным 0.

Угол наклона поверхности грунта, принимать в соответствии с разделом ПЗУ (План земельного участка), в части схемы организации рельефа.

Угол трения грунта на контакте с расчётной плоскостью, принимается согласно п.5.6 Пособия к СНиП 2.09.03-85 Проектирование подпорных стен и стен подвалов: для гладкой стены — 0, шероховатой — 0.5*φ, ступенчатой — φ.

Ввод данных для создания дополнительного давления от грунтовых вод

Коэффициент пористости грунта определяется по таблицам приложения Б СП 22.13330.2010, в зависимости от характеристик c, φ, E грунта обратной засыпки.

Влажность грунта — если обратная засыпка выполняется местным грунтом, то, допускается принимать влажность по результатам инженерно-геологических изысканий. Если, при засыпке, применяется привозной грунт, то, рекомендуется приводить в общих указаниях проектных решений, производить обратную засыпку грунтом оптимальной влажности. Наиболее подходящий грунт, для обратной засыпки — песок.

Оптимальная влажность устанавливается согласно ГОСТ 22733-2002 Грунты. Методы лабораторного определения максимальной плотности. Справочные значения, оптимальной влажности грунтов, содержатся в документе ТР 73-98 Технические рекомендации по технологии уплотнения грунта при обратной засыпке котлованов, траншей, пазух, в таблице 2.1

Таблица 2.1 ТР 73-98

Коэффициент надёжности по нагрузке w, принимается равным 1.1, согласно п.5.9 Пособия к СНиП 2.09.03-85 Проектирование подпорных стен и стен подвалов.

Ввод данных для расчёта давления от нагрузки на поверхности грунта

Нагрузка на поверхности грунта q, для жилых и административных зданий, определяется в соответствии с СП 50-101-2004 Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений:

Указания по определению нагрузок от подвижного транспорта даны в п.5.11-5.15 Пособия к СНиП 2.09.03-85 Проектирование подпорных стен и стен подвалов.

Привязка нагрузки — при отсутствии исходных данных, в техническом задании, принимается равной 0.

Коэффициент надёжности по нагрузке — при отсутствии исходных данных, в техническом задании, принимается равным 1.

Виды призм

Рассмотрим разновидности фигуры с треугольным основанием.

1. Прямая призма – боковые грани расположены под прямым углом к основаниям (т.е. перпендикулярны им). Высота такой фигуры равняется ее боковому ребру.
2. Наклонная призма – боковые грани фигуры не перпендикулярны ее основаниям.
3. Правильная призма – основаниями являются правильные многоугольники. Может быть прямой или наклонной.
4. Усеченная призма – часть фигуры, оставшаяся после пересечения ее плоскостью, не параллельной основаниям. Также может быть как прямой, так и наклонной.

Глубина шпунтового ограждения котлована

При какой глубине применяется шпунт Ларсена? В первую очередь это зависит от глубины самого котлована. В ходе предварительных геологических исследований определяют тип грунта и глубину заложения фундамента. В зависимости от этого выбирают способ укрепления стенок котлована.

На практике шпунт такой длины применяется редко. При необходимости оградить глубокий котлован используются изделия меньшей длины, которые в процессе погружения наращиваются сваркой (реже крепятся метизами).

В каких случаях можно обойтись без укрепления стенок котлована, описано в СНиП, ред. 12-03-99 (раздел 9, Земляные работы). Это зависит от типа грунта:

• крупнообломочный, песчаный, насыпной – в пределах метра;
• супесь – до 1,25 метра;
• глины и суглинки – до 1,5;
• текучие глины, илистые грунты – до 2.

То есть, минимальная глубина вдавливания шпунта начинается с одного метра. На практике котлованы такой глубины готовят только для очень легких домов. При строительстве городских зданий, промышленных корпусов, а также для гидротехнических объектов и подземных сооружений (тоннели т.д.) укрепление стенок котлована необходимо всегда.

При малых глубинах часто используются другие технологии – деревянный шпунт, забирка и др. (в зависимости от типа и обводненности грунта). Глубина погружения шпунта Ларсена Л5 начинается с 6 метров (на плотном гравелистом или глинистом грунте меньше), а в акватории – при глубине воды больше 3 метров.

Глубина установки шпунтового ограждения определяется также исходя из условия достаточного сопротивления стенки опрокидыванию и сопротивления грунта смещению в котлован при водоотливе. На какую глубину забивают шпунт Ларсена ниже дна котлована, зависит от типа грунта:

• в связных гравелистых и крупнопесчаных – не менее метра;
• в плывунах, мелкопесчаных – начиная с 2.

Верхний срез шпунта должен превышать уровень залегания грунтовых вод на 20-40 см при устройстве котлована, быть выше зеркала воды на 70 см при монтаже гидротехнических объектов (за уровень подземных вод/зеркала воды в акватории принимают значение, которое повторяется на меньше 9 лет).

В ряде случаев погружение шпунта проблематично без дополнительных мер:

• если стройка планируется в черте города или на территории промышленного объекта. Вибрации в процессе забивки / вибропогружения могут привести к повреждениям фундаментов уже существующих построек;
• если грунт очень плотный или содержит крупнообломочные включения. Сопротивление при погружении слишком высокое, возникает потребность в увеличении ударной/вибрационной нагрузки, из-за чего шпунт деформируется.

В таких случаях погружение выполняется не в цельный пласт, а в лидерные скважины. Глубина скважин под шпунты составляет около 90 % проектной (до финишной отметки шпунт доводится молотом либо вибропогружателем).

Наш сотрудник бесплатно проконсультирует вас по вопросам выбора подходящей технологии погружения шпунта в зависимости от условий работы на вашем объекте.

По всем вопросам звоните: 8 800 707-72-09

Виды треугольных призм

Треугольная призма бывает двух видов: прямая и наклонная.

У прямой призмы боковые грани прямоугольники, а у наклонной боковые грани — параллелограммы (см. рис.)

Прямая треугольная призма

Призма, боковые ребра которой перпендикулярны плоскостям оснований, называется прямой.

Наклонная треугольная призма

Призма, боковые ребра которой являются наклонными к плоскостям оснований, называется наклонной.

Пошла волна

Как это часто бывает, после происшествия по Сети стали расходиться сообщения о стрельбе в различных частях города. В частности, выстрелы якобы слышали в районе ЦУМа. Однако официальные источники ни одно из сообщений не подтверждают. В Росгвардии, ГУ МЧС, краевом министерстве территориальной безопасности предупредили, чтобы люди не доверяли фейкам.

«В Пермском крае в социальных сетях появляется НЕДОСТОВЕРНАЯ информация, связанная с возможными нападениями в торговых центрах и образовательных учреждениях. Просим сохранять спокойствие, доверять только официальным источникам информации. В случае происшествия звоните в 112», – пояснили в минтербезе.

21 сентября объявили в Пермском крае Днём траура по погибшим во время вооружённого нападения в Пермском университете. Об этом корреспонденту «АиФ-Прикамье» сообщили в пресс-службе краевого правительства. Траур объявил губернатор Пермского края Дмитрий Махонин.