Углы откосов нерабочего борта карьера

Способ отстройки нерабочих бортов глубоких карьеров Советский патент 1992 года по МПК E21C41/20

Изобретение относится к горному делу, в частности к открытой разработке крутопадающих месторождений полезных ископаемых на глубину до 500-700 м.

Месторождения руд черных и цветных металлов преимущественно представлены крутопадающими залежами, погружающимися в недра Земли под углом 60-90° на значительные глубины. При выемке таких полезных ископаемых открытым способом вмещающие породы извлекаются попутно, по мере отработки которых в верхней части карьера формируются нерабочие участки бортов, сохраняемые в постоянном положении до полного завершения эксплуатации карьера, В зависимости от крутизны предельного контура нерабочих бортов зависит и общий объем выемки вскрышных пород. Так, увеличение угла откоса нерабочего борта всего на один градус приводит к оставлению в массиве десятков миллионов м3 вмещающих пород. В этой связи конструирование нерабочих бортов выполняется особо тщательно, а увеличение углов откосов отдельных уступов и бортов в целом детально обосновывается.

Известно, что выпуклый борт карьера экономичнее плоского и вогнутого. Теорети-. ческий криволинейный профиль борта представляет собой геометрическое место точек, в каждой из которых удовлетворяется условие предельного напряженного состояния. Методика построения реального для карьеров профиля заключается в том, чтобы вписаться в этот криволинейный профиль.

Проектирование нерабочих бортов карьера осуществляется в зависимости от физико-механических свойств подсекаемых горных пород. Путем выполнения геомеханических расчетов определяются предельные высота и угол наклона отдельных участков борта. Затем конструируются соответствующие участки борта по параметрам нерабочих уступов и берм всех назначений.

При этом для обеспечения устойчивости участка борта заданной высоты достаточно выполнения условия, при котором конструктивный угол наклона борта равен или меньше предельного.

Однако реализация принятой в проекте технологии вскрытия и отработки нижележащих горизонтов требует устройства между смежными по высоте уступами горизонтальных площадок повышенной ширины для размещения на них транспортных коммуникаций, пунктов изменения направления движения и перегрузки горной массы при комбинированных видах транспорта, а также наклонных площадок для формирования соединительных вые здов между горизонтами карьера. Конструктивное выполнение таких площадок в карьере приводит к выполажиаанию откоса участка борта не только по менее устойчивым породам, но и по более устойчивым, что Ёлечет за собой резкое увеличение объемов выемки вскрыши, При этом в методике место расположения площадок не учитывает физико-механические свойства подсекаемых пород.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ отстройки нерабочих бортов глубокого карьера, где без дополнительного разноса вмещающих пород предохранительные бермы проходят наклонными параллельно наклонной трассе транспортных площадок, опускающейся по спирали с одного борта на другой до самого дна. При этом длина транспортирования минимальна, пункты изменения направления движения отсутствуют.

Известный способ имеет существенные недостатки, значительно ограничивающие область его эффективного применения. При этом карьер должен иметь небольшие размеры в плане и отрабатывать столбообразную залежь с углом падения, близким к 90°. Горные работы здесь ведутся только на 3-4 нижних горизонтах. Все верхние горизонты должны быть отработаны в предельном положении или же временно законсервированы. В то же время отсутствие пунктов примыкания не позволяет осуществить заезд транспортных средств на эти горизонты. Поэтому для расширения границ карьера поверху необходимо перекрыть ведение горных работ на нижних горизонтах до полной реконструкции транспортной схемы. Размещение перегрузочных площадок в нижней рабочей зоне затруднительно вследствие стесненного выработанного пространства, близости производства взрывных работ и интенсивной отработки нижних горизонтов. Поэтому данный способ не применим при разработке вытянутых крутопадающих залежей, где число рабочих горизонтов достигает 20-30 и более.

Целью изобретения является уменьшение выемки вскрышных пород в контурах карьерного поля, имеющего разнопрочные пласты горных пород, где применяется комбинированный транспорт, а большинство вскрытых горизонтов находится в отработке

и на их площадки заведены транспортные коммуникации.

Поставленная цель достигается тем, что горизонтальные транспортные коммуника

ции, пункты изменения направления движения и перегрузки горных пород при комбинированных видах транспорта располагают на. площадках уступов в пределах участков бортов с выходами менее устойчивых горных пород, а контур борта карьера на участках с выходами более устойчивых пород формируют более крутым из уступов с наклонными транспортными площадками или предохранительными бермами.

Отстройка участков борта по менее устойчивым породам предполагает существенное выполаживание углов откосов уступов и увеличение ширины площадок между ними. Поскольку такие площадки в

любом случае будут созданы, их следует использовать для размещения горизонтальных транспортных коммуникаций (железных и автомобильных дорог), пунктов изменения направления движения (раздельные

пункты, железнодорожные станции, заезды на горизонты), а также перегрузочных установок и складов при комбинированных видах транспорта,.т.е. вписать транспортные коммуникации в контуры площадок, отстроенных по условиям устойчивости. Как прави- ло, такие сооружения не выходят за пределы площадок между уступами менее устойчивых пород. Вследствие этого расчетный угол устойчивости не выполаживается,

По более устойчивым породам уступы отстраиваются более крутыми с площадками между ними минимальной ширины. В этом случае на них следует размещать только наклонные транспортные коммуникации

(выездные траншеи, съезды между горизон-. тами, а также предохранительные бермы). Ориентируя трассу движения в соответствии с расположением в карьере широких и узких площадок и располагая на них соотаетствующие элементы транспортных коммуникаций, появляется возможность отстраивать нерабочий борт глубокого карьера более крутым, не нарушая устойчивый контур по всей высоте пересекаемых разнотипных пород.

На фиг. 1 изображен контур борта глубокого карьера, разрез; на фиг. 2 — карьер геологический разрез.

Способ может быть реализован следующим образом.

Между земной поверхностью 1 и дном 2 карьера в отработанном виде по условиям устойчивости горных пород отстраивают откос нерабочего борта 3, причем по насосам 4 откос участка борта 5 имеет минимально возможный угол б, по менее устойчивым скальным породам 7 уступы отстраивают с откосами 8 под более крутым углом 9, а по более устойчивым скальным породам 10 откосы уступов-11 и углы наклона соответствующих участков борта 12 формируют максимально возможной величины. При этом по менее устойчивым породам 7 отстраивают широкие транспортные площадки 13. а по более устойчивым — только бермы 14 безопасности. На широких площадках 13 размещают горизонтальные транспортные коммуникации, пункты изменения движения и перегрузки горных пород, а на узких площадках 14 размещают соединительные наклонные транспортные коммуникации между смежными отдельными уступами или их группами.

Пример. Рассмотрим эффективность предлагаемого способа отстройки нерабочих бортов на карьере Полтавского ГОКа. На фиг. 2 показано, что массив разрабатываемых пород состоит из менее устойчивых пород 7: сланцев, брекчий, железистых кварцитов горизонтов Ка4, К234, «а3. Располагаются они как по западному лежачему боку залежи основного пласта железных РУД Ка2. так и по его восточному борту. Более устойчивые породы 10 представлены амфиболитами и железистыми кварцитами пластов Ка1, Ка2, и Ка3 3 в лежачем боку.

На основании расчетов устойчивости бортов между земной поверхностью 1 и дном 2 карьера построен предельный устойчивый контур нерабочих бортов 3. Здесь по западному борту на выходах менее устойчивых пород сформированы площадки шириной 150 м (гор. -45 м), 100 м (гор. — 60 м и гор. — 120 м), 75 м (гор. — 255 м). Между ними по более устойчивым породам ширина площадок составляет 30-40 м. На восточном борту по менее устойчивым породам сформированы площадки шириной 150 м (гор. + 15 м), 100 м (гор. — 75 м), 100 м (гор. — 125 м), 75 м (гор. — 205 м), 125 м (гор. — 210 м) и 90 м (гор. -345м).

В настоящее время в карьере эксплуатируется 15 уступов высотой 10, 12 и 15 м. Вывозка горной массы с нижних горизонтов производится комбинированными видами

транспорта: автомобильно-железнодорож- иым и автомобильно-конвейерным. В будущем одновременно будет эксплуатироваться 30-35 горизонтов. Железная дорога будет углубляться до гор. -120м (Западный

борт) и гор. — 210 м (Восточный борт). Приемная площадка конвейерных подъемников последовательно опускается до гор. — 255 м и гор, -345 м. Внутри карьера горная масса перемещается автосамосвалами. С учетом

рекомендаций по отстройке нерабочих бортов при проектировании транспортной схемы, выполненной институтом Южгипро- руда, на ранее указанных широких площадках устраиваются на Восточном борту 2

железнодорожные станции и б перегрузочных пунктов, на Западном борту — одна станция и 5 перегрузочных пунктов. Система временных автомобильных съездов также вписывается в представленную

Формирование транспортных площадок и откосов нерабочих бортов по предлагаемому способу позволило сократить объем/ выемки вскрышных пород на 103,5

млн.м3. и дополнительно вовлечь в разработку 40,8 млн.т руды.

Способ отстройки нерабочих бортов глубоких карьеров, включающий отработку уступов до предельного контура карьера, сооруженные на их площадках наклонных и горизонтальных транспортных коммуникаций, сооружение пунктов изменения направления движения и перегрузки, формирование предохранительных берм, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения объема выемки вскрышных пород в контурах карьерного поля, имеющего разнопрочные пласты горных пород, горизонтальные транспортные коммуникации, пункты изменения направления движения и перегрузки горных пород сооружают на площадках уступов, расположенных на участках бортов с выходами менее устойчивых горных пород, при этом борт карьера на участках с выходами -более устойчивых пород формируют более крутым из уступов с

наклонными транспортными площадками или предохранительными бермами.

v v

После положительных результатов геологической разведки начинается этап первичной подготовки. Горнодобывающие предприятия проводят такие работы:

• выкорчевывание леса;
• осушение или обводнение местности;
• строительство необходимых коммуникаций (канализация, связь, подъездные дороги);
• воздвижение административных зданий и других помещений.

Продолжительность подготовительного этапа зависит от денежных вложений, масштаба работы, погодных условий, особенностей местности.

Полезные ископаемые (каменный уголь, металл и т. д.) скрываются под пустой породой. Этот слой грунта необходимо удалить. Для этого проводятся вскрышные работы. Слой за слоем убирается верхний грунт. Идет планомерное продвижение к ценным залежам. В результате образуется каскад уступов, а разработка карьера приближается к фазе непосредственной добычи.

Для вскрышных работ используется такая техника:

• бульдозер;
• экскаватор;
• драглайн (экскаватор с канатной связью);
• буровзрывная техника.

Эффективность разработки открытым способом определяется соотношением перемещенной пустой породы к результату добычи. Количество кубических метров снятого грунта делится на тоннаж изъятого ископаемого.

Виды основных углов установки колес автомобиля

Развал колес

Развал колес (англ. camber) – это угол, образованный средней плоскостью колеса и вертикалью, проходящей через точку пересечения средней плоскости колеса и опорной поверхности. Различают положительный и отрицательный развал:

• положительный (+) – когда верхняя часть колеса наклонена наружу (от кузова автомобиля);
• отрицательный (-) – когда верхняя часть колеса наклонена внутрь (к кузову автомобиля).

Положительный и отрицательный углы развала колес

Конструктивно camber формируется положением ступичного узла и обеспечивает максимальную площадь пятна контакта шины с дорогой. В случае двухрычажной независимой подвески положение ступицы определяется верхним и нижним поперечными рычагами. В подвеске типа МакФерсон на формирование угла развала влияет нижний рычаг и амортизационная стойка.

Отклонение значений угла развала от нормы влияют на автомобиль следующим образом.

Слишком большой отрицательный угол:

• хорошая устойчивость авто в поворотах;
• ухудшается сцепление колес при прямолинейном движении;
• повышенный износ внутренней стороны шины.

Слишком большой положительный угол:

• хорошее сцепление колес с дорогой;
• ухудшается устойчивость в поворотах;
• повышенный износ наружной стороны шины.

Схождение колес

Cхождение колес (англ. toe) – угол между продольной осью автомобиля и плоскостью вращения колеса. Может быть также определено как разность расстояний между передними и задними бортами ободов колес (на рисунке это значение А минус В). Таким образом, схождение может измеряться в градусах либо миллиметрах.

Схождение колес автомобиля

Различают суммарное и индивидуальное схождение. Индивидуальное схождение рассчитывается отдельно для каждого колеса. Это отклонение плоскости его вращения от продольной оси симметрии автомобиля. Суммарное схождение рассчитывается как сумма индивидуальных углов схождения левого и правого колес одной оси. Аналогично определяется суммарное схождение в миллиметрах. При положительном схождении (англ. toe-in) колеса взаимно повернуты внутрь по направлению движения, при отрицательном значении (англ. toe-out) – наружу.

Положительное и отрицательное схождение колес

Отклонение значений угла схождения от нормы влияют на автомобиль следующим образом.

Слишком большой отрицательный угол:

• ухудшается выдерживание траектории движения;
• повышенный износ шины с внутренней стороны;
• острая реакция авто на рулевое управление.

Слишком большой положительный угол:

• ухудшается выдерживание траектории движения;
• повышенный износ шин с наружной стороны.

Поперечный угол наклона оси поворота колеса

Поперечный угол наклона оси поворота (англ. KPI) – угол между осью поворота колеса и перпендикуляром к опорной поверхности. Благодаря данному параметру при повороте управляемых колес кузов автомобиля приподнимается, вследствие чего возникают силы,
стремящиеся вернуть колесо в прямолинейное положение. Таким образом, KPI оказывает значительное влияние на стабильность и устойчивость автомобиля при прямолинейном движении. Разность величин углов поперечного наклона правой и левой осей может приводить к уводу автомобиля в сторону с большим наклоном. Данный эффект может проявляться и при соответствии нормальным значениям остальных углов установки колес.

Угол продольного наклона оси поворота колеса

Продольный угол наклона оси поворота (англ. caster) – угол между осью поворота колеса и перпендикуляром к опорной поверхности в продольной плоскости автомобиля. Различают положительный и отрицательный углы продольного наклона оси поворота колеса.

Положительный caster способствует возникновению дополнительной динамической стабилизации автомобиля при движении на средней и высокой скорости. При этом ухудшается поворачиваемость на малой скорости.

Плечо обкатки

Помимо вышеперечисленных параметров, для передней оси имеет большое значение еще одна характеристика – плечо обкатки. Это расстояние между точкой, образованной пересечением оси симметрии колеса и опорной поверхности, и точкой пересечения линии поперечного наклона оси поворота и опорной поверхности. Плечо обкатки положительное, если точка пересечения поверхности и ось поворота колеса лежат справа от оси симметрии колеса (нулевого плеча), и отрицательное, если располагается слева от него. Если эти точки совпадают – то плечо обкатки нулевое.

Значение плеча обкатки

Данный параметр влияет на стабилизацию и поворачиваемость колеса. Оптимальным значением для современных автомобилей является нулевое либо положительное плечо обкатки. Знак плеча обкатки определяется развалом, поперечным наклоном оси поворота колеса и вылетом колёсного диска.

Автопроизводители не рекомендуют устанавливать колесные диски с нестандартным вылетом, т.к. это может повлечь изменение заданного плеча обкатки на отрицательное значение. Это может серьезно повлиять на устойчивость и управляемость автомобиля.

Выравнивание участка вручную под газон

В отличие от огорода, классический, или партерный газон требует практически идеально ровной поверхности — любая ямка или кочка «проявится» и будет видна невооруженным взглядом. И приведение поверхности в надлежащий вид еще до посева травы — это обязательное условие красивого газона.

Выравнивание участка в этом случае проводят как минимум два раза. Предварительное, черновое выравнивание вначале проводят осенью, а окончательное — весной. Особенное внимание уделяют засыпанным местам, которые прокатывают и уплотняют несколько раз.

Выравнивание под луговой газон, с сохранением на участке полезных местных дикоросов, проводят по иной технологии:

1. Косят траву.
2. Разбивают участок на квадраты с помощью колышек.
3. Выравнивают колышки с помощью правила по заданному уровню.
4. Выявляют проблемные места, в которых высота колышек выше или ниже от какой-то усредненной величины. В этих местах аккуратно вырезают квадраты дерна, которые складывают в тени и накрывают мокрой рогожей.
5. Ямки и углубления засыпают привозным грунтом, трамбуют до уровня примыкающих зон с учетом толщины снятого дерна.
6. Бугорки и холмики срезают и углубляют на толщину гумусного слоя соседних участков. Засыпают в углубления привозной плодородный грунт, уплотняют.
7. Все засыпанные места поливают, и возвращают на каждый из них свой участок вырезанного дерна.

Если участок без уклона

Обычно если участок очень ровный и там много грунтовых вод, то он расположен в заболоченной местности или какой-нибудь низине. Обычно в таких случаях нет необходимости в тщательной планировке стока дождевых вод и паводков.

Схематическое расположение дома, сада и хозяйственных построек

В этих случаях нужно тщательно спланировать мелкозаглубленный или незаглубленный фундамент и грунтовую насыпь. Ее толщина должна быть от 0,2 до 0,5 м. Для этого используют разные грунты, но которые не содержат торф или растительность. В траншеях и подушке используют песчаные смеси с послойной трамбовкой.

В любом случае насыпь имеет только преимущество и ее используют не только в болотистых местностях.

Дополнительные работы, связанные с выравниванием участка

1. Перед тем как выравнивать участок, следует внимательно оценить качество и состояние земли. Тогда в процессе работы вы сможете исправить некоторые ее недостатки, например, сделать тяжелый грунт более легким, увеличить связность песчаной почвы. Так, торфяной грунт послужит хорошим удобрением и поможет увеличить воздухопроницаемость и водопроницаемость земли. А торфо-песчаный — улучшит ее дренажные свойства.
2. В это время также стоит позаботься о дренаже. Это может быть как простой дренаж, состоящий из различных водопропускающих слоев (битый кирпич, мелкий гравий, крупнозернистый песок и другие), так и сложная система с применением водоотводных пластиковых труб. Параллельно с дренажем может быть устроена и система полива.
3. Далеко не на каждом участке плодородный слой почвы достаточно большой. Под ним находится так называемый подпочвенный слой, который очень беден по своему составу и мало подходит для выращивания растений, поэтому его не стоит располагать на поверхности.

Производя выравнивание подпочвенного слоя, используется планировочный грунт, а затем сверху нужно положить предварительно снятую дерновую почву. Но в первое время дерновой слой будет давать активный рост сорняков, да и толщина его невелика. В любом случае следует завезти чернозем. Вы сможете, смешав его с дерновым грунтом, увеличить объем плодородного слоя, а еще лучше — полностью заменить его. Полная замена выйдет дороже, но когда вы посадите растения, то результат вас порадует.

Очень непросто выровнять участок с уклоном, но с этим реально справиться при желании даже самостоятельно. А можно проявить фантазию и использовать неровности участка для оформлении дачи в стиле шале и наслаждаться полученным результатом. Выбор за вами.