Борт карьера

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для отстройки бортов карьеров, сложенных однородными или неоднородными породами, при горизонтальном залегании слоев, а также при их падении в сторону массива. Цель изобретения - снижение объема вскрышных работ при сохранении величины коэффициента устойчивости борта. Борт карьера, состоящий из откосов и площадок, выполнен циссоидального профиля, определяемого по математической зависимости у = х√x/(а-х), где х, у - координаты точек контура борта

а - коэффициент, зависящий от высоты и угла наклона борта карьера, а =H<SP POS="POST">.</SP>COS<SP POS="POST">-2</SP>β при 30°≤β*9890°

A = 2,25+2,598F-0,25F<SP POS="POST">2</SP>+√F<SP POS="POST">2</SP> (0,0625F<SP POS="POST">2</SP>-7,876)+F(14,288+1,299F<SP POS="POST">2</SP>) - 8,438: 6,75 - 1,299F<SP POS="POST">.</SP>H при 15°≤β*9830°

β - угОл НАКлОНА пРяМОлиНЕйНОгО бОРТА КАРьЕРА

H - высота борта

F = CTG β. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„! 493783 А 1 (51)4 Е 21 С 41 00! и.".КОЮЗНИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

2 25+2 598Г - 0 25f + f $0 0625f

6,75

1,299f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3982387/22-63 (22) 26.11.85 (46) 15.07.89. Бюл. М 26 (71) Волгоградский инженерно-строительный институт (72) В.К.Цветков (53) 622.271(088.8) (56) Галустьян Э.Л. Конструирование нерабочих бортов глубоких карьеров. - Горный журнал, 1984, 11 10, с.57-59.

Арсентьев А.И. и др. Устойчивость бортов и осушение карьеров. М.: Недра, 1982, с.59-62, рис. 4.5-2. (54) БОРТ КАРЬЕРА (57) Изобретение относится к горному при 15 P < 30 ; в- угол наклона .прямолинейного борта карьера, h — выИзобретение относится к горному делу и может быть использовано для отстройки бортов карьеров, сложенных однородными, а также неоднородными породами при горизонтальном залегании слоев или при их падении в сторону массива.

Цель изобретения — снижение объема вскрышных работ при сохранении величины коэффициента устойчивости борта.

На фиг.l представлена схема построения борта карьера циссоидальделу и может быть использовано для отстройки бортов карьеров, сложенных однородными или неоднородными породами, при горизонтальном залегании слоев, а также прп их падении в сторону массива. Цель изобретения снижение объема вскрышных работ при сохранении величины кдэффициента устойчивости борта. Борт карьера, состоящий иэ откосов и площадок, выполнен циссоидального профиля, определяемогo fIo математической зависимости у х lх/(а-x), где х, у -координаты точек контура борта, а — коэффициент, зависящий от высоты и угла наклона борта карьера, а=4 соя при 30 P 490

2 l

-7д876 +Е 14д288+1 299й ) — 8 438 сота борта; f ctg /Ъ . 2 ил. ного профиля; на фиг.2 — график, позволяющий определить разность объемов вскрышных пород при использовании прямолинейных и предлагаемых оп- тимальных профилей бортов карьеров, имеющих одинаковые коэффициенты устойчивости, Борт карьера, состоящий из откосов и площадок уступов, выполнен циссоидального профиля, определяемого по следующей математической зависимо сти:

1493783 где h,, х у = х а — х

-7д876) +1 1 4д288+ 1 д299Г ) — 8д438

° h г9

6,75 — 1,29

9f где h в — высота и угол наклона

2Ф (- борта карьера, f - Ctg t2Z 20

Нижняя точка контура борта xapbepai имеет координаты х = 0,75 а — h, y = 1,299 а — fh; координаты верхней точки контура бор- 2 та х=075а, у = 1,299 а.

В этом случае нижняя точка борта карьера - F с координатами х = 0 75 30 .а — Ь2, у = 1,2989 а — h сtg p (FG— подошва), верхняя — А с координатами

"A 0,75 а, уд = 1,2989 а (АС вЂ” дневная поверхность). Положение начала координатной системы О относительно борта определяется величинами х > и у р (фиг 1)

Построение борта карьера осущест вляют следующим образом, Сначала по одной из известных ме- 40 тодик определяют угол наклона р прямолинейного борта карьера при заданном значении коэффициента устойчивости. Затем на масштабных геологических разрезах осуществляют построе- 45 ние борта карьера циссоидального профиля с использованием выражений (1)(3).

Примеры построения борта карьера циссоидального профиля.

Пример 1. Пусть

100 м.

Так как 11 7 30, для определения

1 коэффициента aиспользуем формулу (2), т.е. а = 200 м, х = y > =100 м. Подставляя в формулу (1) значение коэффициента a и H и з3м еeнHfяffяf. х в интервале О " 100 м (например, х = 0,20, 50 где х, у — координаты точек контура борта.

Коэффициент ц в зависимости от величины угла наклона прямолинейного борта карьера р определяется формулами при 30 P <90

h1 г (2) со, ri

2 25+2 59Sf -0 25f + 1 10 05251 а высота и угол наклона борта карьера.

Нижняя точка контура борта карьера совпадает с началом координатных осей, верхняя точка имеет координаты х = h; у = fh (ось ОХ направлена вертикально вверх, х Ъ О, f=ctg p).

В этом случае нижняя точка борта — О (О — подошва), верхняя — D с координатами х 1 =h » y >=k>ctg p, (DE дневная поверхность

При 15 P < 30!

40, 60, 80, 100 м), определяют соответствующие значения у (у = 0; 6,67;

20; 39,28; 65,31; 100 м). Откладывая величины х и у на геологическом разрезе, находят точки циссоидального контура борта карьера. Соединяя их плавной кривой линией, получают искомый контур OFD (О — подошва, DE — дневная поверхность, см.фиг„l).

Пример 2. Пусть 6 =20О, h =100 мм.

Так как р г (30, то для определения коэффициента а используют формулу (3), т,е. с1 =278,64 м, х =

=208,98 м,у;-361,93 м;х „= 108,98м; у **

=87,23 м,. Координаты точки Г определяют положение начала системы координат относительно борта карьера, Подставляя в формулу (1) значение коэффициента о и изменяя х в интервале 108,98208,98 м, определяют соответствующие значения у. Дальнейшее построение циссоидального контура аналогично описанному в примере 1 (искомый контур — ГРА, FG — подошва, АС— дневная поверхность, см. фиг.1).

Проверить соответствие циссоидального и прямолинейного бортов можно так. Если провести через точки D u

О (А и F) отрезок прямой, то он будет образовывать с горизонталью угол

= 45 (p =20 ).

Обычно при использовании криволинейных контуров бортов карьеров объемы вскрышных пород сравниваются с аналогичными объемами, имеющими место при отстройке прямолинейных бортов. В рассматриваемом случае разность объемов вскрыши V (м ) вычисляется по формуле

V = а 1Ь (4) х у = х а-х

25

6, 75 — 1,299f борта карьера;

h — высота борта.

30 где h — высота борта карьера, м;

1 — протяженность борта, м, а" — безразмерный коэффициент, ! определяемый графиком, приведенным на фиг.2.

Так как в настоящее время в пода вляющем большинстве случаев при открытой разработке месторождений полезных ископаемых отстраиваются борта карьеров с прямолинейными контурами (что, как показано выше, связано с недостаточной обоснованностью известных способов построения выпуклых откосов, а также сложностью их расчетов) проведем сначала сравнение предлагаемых профилей бортов карьеров с прямолинейными профилями, имеющими одинаковые коэффициенты устойчивости. Из графика на фиг.2 и формулы (4) следует, что при изменении угла наклона прямолинейного борта карьера, например, от 45 до 30 о о при его глубине h = 100-500 м раз2s25+2 598f - 0 25 + а— при 15 P (30;

Qtg ф угол наклона прямолинейного

1493783 6 ность объемов вскрыши составляет

I 44-84 млн.м на 1 км протяженности

3 борта.

Формула изобретения

Борт карьера, содержащий откосы и площадки уступов, о т л и ч а ю10 шийся тем, что, с целью сокращения объема вскрышных работ- при сохранении величины коэффициента устойчивости, он имеет циссоидальный профиль, определяемый по математической

15 зависимости где х и у — координаты точек контура борта; а — коэффициент, зависящий от высоты и угла наклона борта карьера; а = h cos при 30

+f (. I 4 288+1 299f ) -8 438

1493783

0,3

0.2

ФО 50 60 70 80 Ю„Я

Фиг. 2

10 20 30

Составитель Н. Борщ-Компанеец

Техред g,дидык Корректор С.Шекмар

Редактор Н).Середа

Заказ 4080/34 Тирах 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101