Спосіб огороджування горизонтальних і похилих площадок кар’єрів

1. Спосіб огороджування горизонтальних і похилих площадок кар'єрів, який включає укладання блоків на підготовлену основу в поєднанні з захисним валом із гірничої маси, яку отримують шляхом буріння і підривання свердловин, екскаваторного навантаження і транспортування гірничої маси із вибою, який відрізняється тим, що блоки виконують із негабаритних кусків гірничої маси, при цьому їхню кількість в поперечному перерізі огорожі визначають по виразу: n=ho(0,75ho+0,5dcp)/0,785d2cp, де: n - кількість негабаритних кусків гірничої маси, що розміщують в поперечному перерізі огорожі, шт; A (54) СПОСІБ ОГОРОДЖУВАННЯ ГОРИЗОНТАЛЬНИХ І ПОХИЛИХ ПЛОЩАДОК КАР'ЄРІВ 30743 дках кар'єрів; складна організація робіт, яка потребує додаткових технологічних процесів на виготовлення, транспортування і монтаж залізобетонних блоків; значні витрати коштів і часу на подрібнення негабариту буро-підривним способом, навантаження, транспортування, і укладання гірничої маси в захисний вал; значні витрати коштів на демонтаж огорожі при ліквідації транспортних площадок. Завданням цього винаходу є удосконалення способу огороджування горизонтальних і похилих площадок кар'єрів за рахунок його спорудження із негабаритних кусків, які отримуються при утворенні площадок з використанням буро-підривного способу подрібнення гірничої маси, котрі укладаються на спеціально підготовлену основу і скріплюються по довжині металевими канатами. На відміну від прототипу пропонований спосіб огороджування горизонтальних і похилих площадок кар'єрів реалізують в процесі їх утворення з використанням буро-підривних робіт. Технічний ефект від реалізації винаходу полягає в: скороченні часу і коштів на спорудження огорожі; зниження засмічення руди пустими породами із огорожі; ліквідації трудомісткого процесу подрібнення негабариту в вибої; підвищенні надійності і стійкості за рахунок збільшення максимально допустимих зусиль на зміщення огорожі, при наїзді на нього колеса великовантажного автомобіля; використання стандартного гірничотранспортного обладнання, що застосовується при утворенні горизонтальних і похилих площадок. Згідно винаходу спосіб огородження горизонтальних і похилих площадок кар'єрів реалізують в період утворення площадок з використанням буропідривного способу подрібнення порід шляхом укладки негабаритних кусків на підготовлену основу, влаштовану під кутом нахилу 8-9° у бік укосу уступу, закріплених кільцевою ланкою каната, що забезпечує підвищений опір зсуванню при наїзді на огорожу великовантажного автомобіля. Кількість кусків (n), в поперечному перерізі огорожі визначають за виразом: n=ho(0,75ho+0,5dcp)/0,785d2cp, (1) де: n - кількість негабаритних кусків гірничої маси, що розміщують в поперечному перерізі огорожі, шт; ho - висота огорожі, м; dcp - середній діаметр негабаритних кусків, м. В відповідності з вимогами єдиних правил безпеки висота огорожі повинна задовольняти умовам: 1,25≤hо≥0,33Dmax, ho≥0,5в, (2) де: Dmax - найбільший діаметр колеса транспортного засобу в кар'єрі, м; в - ширина основи огорожі, м. Негабаритні куски укладають в вигляді призми на заздалегідь підготовлену основу, нахилену на 8-9° у бік кар'єру, що забезпечує додатковий опір зміщенню огорожі при наїзді на нього автомобіля. Для підвищення опору зміщенню огорожу скріплюють кільцевими ланками металевого каната довжиною, що визначають по виразу: L=2dcp+N, (3) де: L - довжина ділянки огорожі із негабаритних кусків, нижній ряд котрих скріплюється одною кільцевою ланкою каната, м; N - кількість негабарит них кусків, що розміщуються по одній лінії огорожі в межах ділянки, з одинарним закріпленням каната (приймають рівним 8-10 шт.). Суттєвість пропонованого способу пояснюється схемами, які показані на фіг. 3-6. На фіг. 3 показана схема до розрахунку параметрів основи огорожі із негабаритних кусків; на фіг. 4 показано поперечний переріз огорожі із негабаритних кусків; на фіг. 5 - те саме, із (n) негабаритних кусків скріплених металевими канатами; на фіг. 6 показано план дільниці огорожі скріпленої кільцевою ланкою каната. Даний спосіб огорожі реалізують слідуючим чином. Утворення горизонтальних і похилих площадок і в кар'єрі виконують з застосуванням буро-підривного способу подрібнення і екскаваторним навантаженням підірваної гірничої маси 2 із навалу в автосамоскиди. При вибуховому способі руйнування масиву скальних порід утворюються негабаритні куски породи 3, які в процесі навантаження гірничої маси укладають на попередньо підготовлену основу 4. Породу після підготовки основи огорожі залишають на ділянці 5 з боку укосу уступу 6. Негабаритні куски скальної породи 3 укладають на основу 4 підготовлену в вигляді приямка з кутом нахилу 8-9° в бік до лінії упору 7, що забезпечує додатковий опір зміщенню по лінії зрізу масиву 8 при наїзді на огорожу колеса автомобіля 9. По мірі формування огорожі впродовж уступу 6 нижній ряд негабаритних кусків скріплюють кільцевими ланками каната 10. Безпечні умови експлуатації огорожі, що споруджують по пропонованому способу забезпечуються при дотриманні умови: Fp≥Fф, (4) де: Fp - опір зсуванню огорожі, що споруджується по пропонованому способу, МН; Fф - опір зсуванню огорожі по відомому способу, МН. Опір зсуванню огорожі, що споруджується по відомому способу із залізобетонних блоків (фіг. 2), закріплених в основі металевою трубою та пригруженої насипним грунтом, визначають за формулою: Fф=F1+F2+F3, (5) де: F1 - опір зсуванню залізобетонного блока по горизонтальній основі, МН; F2 - те саме, насипного валу, МН; F3 - те саме, від зрізу фіксуючої труби, МН. Величину F1 визначають за формулою: F1=(a1+a2)hбℓλбктб/2, (6) де: а1 і а2 - ширина, відповідно, нижньої і верхньої основи залізобетонного блока, м; hб - висота блока, м; ℓ - одинична довжина ділянки огорожі, м; λб об'ємна щільність матеріалу блока, МН/м3; ктб - коефіцієнт тертя блока по породі. Значення F2 визначають за формулою: F2=(вhн-a1hб)ℓλнктн/2, (7) де: в - ширина основи огорожі, м; hн - висота насипного валу, м; λн - об'ємна щільність насипних порід, МН/м3; ктн - коефіцієнт тертя. насипних порід по площадці. Величину F3 визначають за формулою: F3=Sтрtсp, (8) де: Sтp - площа зрізу металевої труби, м2; Sтр=p(r2тр-(rтр-δ)2)τсp, 2 30743 Визначимо для порівняння опір зсуванню огорожі, спорудженої відомим способом (фіг. 2) і по пропонованому способу (фіг. 3, 6). Вихідні дані для розрахунків відомого способу (фіг. 2): a1=1 м; а2=0,5 м; вн=1 м; hб=1 м; hн=1,25 м; ℓ= 1 м; λв=3,25х10-3 МН/м3; λн=2,5х10-3 МН/м3; ктб=1; ктн=0,829; rтр=0,125 м; δтр=10 мм; tср=75 МПа. Згідно формул (6-8) після підстановки вихідних даних одержимо: F1=(1+0,5)х1х1х3,25х10-2х1/2=2,437х10-2 МН, F2=(2x1,25-1х1)х1х2,5х10-2х0,829/2= =1,554х10-2 МН, F3=(12,52-11,52)х3,14х75=56,52х10-2 МН, Fф=2,437х10-2+1,554х10-2+56,52x10-2= =60,511х10-2 МН. Вихідні дані для розрахунків опору зсуву огорожі по пропонованому способу огороджування (фіг. 3, 6): в=2 м; ho=1,5 м; ℓ=1 м; λк=3,2х10-3 МН/м3; в3=2,02 м; к¢тр.к=0,8416; в1=1 м; β=8°; α=60°; t¢ср= =0,5 МПа; tк=300 МПа; dк=19,5мм. Згідно формул (9-15): F¢1=2,02х1,5х1х3,2х10-2х0,8416=8,079х10-2 МН, F¢2=(1+(0,3+1х0,1584)/1,732)х1х0,5= =63,23х10-2 МН, F¢3=3,14х19,52х300/4=8,954х10-2 МН, Fp=8,079х10-2+63,23х10-2+8,954х10-2= =80,263х10-2 МН. Підставимо одержані значення Fp і Fф в вираз (6). 80,263х10-2>60,511х10-2 МН. Таким чином, пропонований спосіб задовольняє основній вимозі - підвищенню безпеки робіт за рахунок збільшення опору огорожі зсуву при наїзді на нього автотранспорту. Окрім цього, в пропонованому способі огороджування використовується матеріал, який отримується на місці виконання робіт по спорудженню горизонтальних і похилих площадок кар'єра, що дозволяє суттєво знизити витрати. де: rтр - радіус труби, м; δтр - товщина стінки труби, м; tсp - тимчасовий опір металу труби на зріз, Мпа. Опір зсуванню огорожі по пропонованому способу (фіг. 4) визначають за формулою: Fp=F1¢+F¢2+F¢3, (9) де: F¢1 - опір зсуванню огорожі із негабаритних кусків по площині основи, МН; F¢2 - опір гірничого масиву на зріз, МН; F¢3 - опір канату на розрив, МН. Величину F¢1 визначають за формулою: F¢1=в3hоℓλкк¢тр.к, (10) де: в3 і ho - відповідно, ширина похилої основи і висота огорожі із негабаритних кусків, м; λк - об'ємна щільність огорожі із негабаритних кусків скальної гірничої маси, МН/м3; к¢тр.к - коефіцієнт тертя негабаритних кусків по площадці. Ширину похилої основи огорожі (в3) визначають по формулі: в3=в/cosβ, (11) β - кут нахилу основи огорожі, град. Опір на зріз масиву скельних порід визначають по виразу: F¢2=S¢срtтр, (12) де: S¢cp - площа зрізу скельних порід, м2; t¢ср - опір скельних порід на зріз, МПа. Площа зрізу скельних порід (S¢ср) визначають за формулою: S¢ср=в2ℓ, (13) де: в2 - ширина площини зрізу масиву скельних порід, м. Ширину площини зрізу (в2) визначають за формулою: в2=в1+(вsinβ+в1tgβ)/tgα, (14) в1 - відстань від огорожі до бровки уступу, м; α - кут нахилу укосу уступу, град. F¢3=Sкtк, (15) де: Sк, - переріз каната, м2; tк - опір каната на розрив, МПа. Фіг. 1 3 30743 Фіг. 2 Фіг. 3 Фіг. 4 4 30743 Фіг. 5 Фіг. 6 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5