Спосіб визначення параметрів терикона

Реферат: Спосіб визначення параметрів терикона, за яким, навколо терикона прокладають два паралельні замкнені теодолітні ходи: один біля самої основи терикона і такий, що повторює його контур, другий - на відстані, за якою забезпечується видимість з його точок на вершину терикона. На точках ходів виконують кутові вимірювання, між точками ходів - лінійні вимірювання і за одержаними вимірами розраховують параметри терикона. UA 89988 U (12) UA 89988 U UA 89988 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до промислового і цивільного будівництва і може бути використана при забудові територій гірничодобувних районів з метою раціонального використання ділянок земної поверхні, займаних териконами діючих і ліквідованих гірничих підприємств. Терикони є невід'ємною частиною ландшафту великих і малих міст будь-якого гірничопромислового району. Тільки у Донецьку кількість териконів становить від 120 до 138, а по Донецькому вугільному басейну їх розкидано понад тисячу. Багато які терикони розташовані не тільки у степовій зоні, але й в межах промислових міст, відбираючи сотні гектарів землі як у сільського господарства, так і у потенційних забудовників. Тим самим знижується інвестиційна привабливість таких територій. Не варто забувати, що порода, що горить на діючих териконах і таких, що вийшли з експлуатації, десятки, а то і сотню років істотно погіршуватиме екологічну обстановку вуглевидобувних регіонів. Для вирішення даної проблеми та мінімізації шкідливого впливу териконів на довкілля розроблено ряд способів, спрямованих, перш за все, на рекультивацію поверхні териконів та їх озеленення [1], а також на раціональне використання породи як у будівництві (відсипання "подушки" дорожнього полотна, виробництво цегли) [2], так і для додаткового видобування вугілля і рідкісноземельних елементів: галію, ітрію, цирконію, скандію, германію [3]. Здійснення цих проектів, так чи інакше, пов'язане з параметрами використовуваного терикона - займана площа, площа бічної поверхні, об'єм, кількість відвальної породи і т. д. Одержання таких даних шляхом проведення тахеометричної зйомки обумовлює обов'язкове знаходження і переміщення людини по його поверхні, що з урахуванням довготривалого горіння і викидання в атмосферу газів, у більшості випадків, не представляється можливим. На сьогоднішній день визначення параметрів терикона здійснюється, як правило, приблизно, без урахування складної конфігурації його основи та з великою погрішністю. В основу корисної моделі поставлено задачу створення способу визначення параметрів терикона, в якому за рахунок прокладання навколо терикона двох паралельних замкнених теодолітних ходів, виконання на них кутових і лінійних вимірювань, а також проведення на основі одержаних вимірів розрахунків досягається технічний результат визначення параметрів терикона без присутності людини на його схилах. Поставлена задача вирішується тим, що у способі визначення параметрів терикона, згідно з корисною моделлю, навколо терикона прокладають два паралельні замкнені теодолітні ходи: один біля самої основи терикона і такий, що повторює його контур, другий - на відстані, за якій забезпечується видимість з його точок на вершину терикона, на точках ходів виконують кутові вимірювання, між точками ходів - лінійні вимірювання і за одержаними даними виконують розрахунок параметрів терикона. Терикон ділять умовно на декілька пірамід з єдиною висотою H , рівною висоті терикона. При цьому об'єм терикона Vт буде рівний сумі об'ємів усіх умовно виділених пірамід Vi : n Vт   Vi . (1) i1 40 Об'єм будь-якої піраміди визначають за формулою: Vi  45 50 1 SiH , 3 (2) де H - висота піраміди, що дорівнює висоті терикона, м; 2 S i - площа основи піраміди, м . Спосіб здійснюють таким чином. Проводять рекогнозування оточуючої терикон 1 території, у результаті якого біля його основи (Фіг. 1) прокладають 1-й замкнений теодолітний хід 2, що повторює контур терикона. Точки ходу 3 (1, 2, 3) закладають в характерних місцях основи з таким розрахунком, щоб умовно розділити терикон на декілька пірамід з трикутними основами і загальною висотою 4, рівною висоті терикона ОО'. Вимірюють кути 1-го теодолітного ходу і довжини його сторін. Прокладають 2-й замкнений теодолітний хід 5 навколо терикона, сторони якого паралельні сторонам 1-го теодолітного ходу 2 так, щоб з його точок 6 (1', 2', 3'…) забезпечувалася видимість на вершину терикона О'. Вимірюють кути 2-го теодолітного ходу 5, довжини його сторін і відстані до однойменних точок 1-го теодолітного ходу (1-1', 2-2', 3-3'….). 1 UA 89988 U 5 10 Визначають висоту 4 терикона H , як суму висоти теодоліта ОК і довжини катета КО трикутника ОКА (див. Фіг. 2): H  ОК  КО. Для цього на будь-яких двох однойменних точках теодолітних ходів 2 і 5 виконують кутові (,) і лінійні вимірювання ( АА  ВВ  ОК; АВ - відстань між стоянками теодоліта 7). З трикутника ОКА КО  АО  sin , де АО - гіпотенуза трикутника ОКА. За теоремою синусів АО  АВ , тоді sin  sin  sin  . АО  АВ  sin(   ) Таким чином, висота терикона H  АВ  15 20 (3) Визначення площі основи умовно виділеної піраміди S i , можливе здійснити двома варіантами. I варіант: за результатами інструментальних вимірювань, виконаних на 1-му теодолітному ходу 2, виконують обчислення координат його точок в умовній системі, будують план основи терикона в обраному масштабі з проекцією його вершини і за допомогою планіметра визначають площі основ умовно виділених пірамід або площу основи всього терикона відразу. II варіант: використовуючи результати кутових () і лінійних ( 1  2 ; 1  1) вимірювань, одержаних на другому теодолітному ходу, визначають площу основи умовно виділеної піраміди, як площу трикутника (див. Фіг. 3): S1O2  25 sin   sin  . sin(   ) 1 1  1  2  МО   1  2  О  1  sin  , 2 2 (4) де S1O2 - площа трикутника 1О2; 1 2 - сторона 1-го теодолітного ходу 2, прокладеного біля основи терикона 1; МО - висота трикутника 1О2; О  1 - сторона трикутника 1О2. Невідома довжина О  1 знаходиться з подібності трикутників 1О2 і 1'О2' як О 1  1  1 . 1  2 (5) 1 2 30 35 40 45 Таким чином, використовуючи результати лінійних і кутових вимірювань, одержаних на двох замкнених теодолітних ходах, прокладених навколо терикона, за допомогою формул (1) - (5) можна визначити об'єм терикона будь-якої конфігурації, не підіймаючись на його поверхню. За необхідності можна встановити вагу породної маси, що міститься у териконі, знаючи питому вагу породи, а сума площ основ усіх умовно виділених у териконі пірамід є площею ділянки земної поверхні, займаної териконом. За наявними кутовими і лінійними вимірами можна розрахувати довжину та ухил бічної поверхні терикона з будь-якої його сторони. Пропонований спосіб простий і для його реалізації не потрібно багато часу, складного обладнання, великих матеріальних витрат і людського ресурсу. Він безпечний, оскільки для його здійснення немає необхідності в переміщенні по поверхні терикона. Спосіб застосовний для оцінювання параметрів не тільки породних териконів вуглевидобувних підприємств, але і будь-яких інших відвалів (сіль, пісок, глина, будівельний камінь, руда, металургійний шлак і т. п.). Точність одержаних результатів забезпечується точністю використовуваних приладів (теодоліт) та інструментів (рулетка) і вимогами, що ставляться до виконання кутових і лінійних вимірювань, згідно з [4]. 2 UA 89988 U 5 10 15 Одержані таким чином параметри, поза сумнівом, представляють інтерес з точки зору можливої рекультивації териконів або використання відвальної породи в будівельній і господарській діяльності, а також коли оцінюються інвестиційна привабливість ділянок земної поверхні, займаних териконами. Джерела інформації: 1. Способ рекультивации терриконов [Текст]: пат. 25148 Украина: МПК А01В 79/02 / Зубов А.Р., Зубова Л.Г. № 200703425; заявл. 29.03.2007; опубл. 25.07.2007, Бюл. № 11. 2. Способ утилизации отвальной породы терриконов [Текст]: пат. 67207 А Украина: МПК С04В 30/00; С04В 18/12; В03В 5/28 / Смирный М.Ф., Зубова Л.Г., Зубов А.Р. - № 2003087538; заявл. 11.08.2003; опубл. 15.06.2004, Бюл. № 6. 3. Способ утилизации терриконов [Текст]: пат. 44988 А Украина: МПК В03В 5/28 Е21С 41/22 / Харьковский Б.Т., Зубова Л.Г., Савченко В.В. - № 2000105855; заявл. 17.10.2000; опубл. 15.03.2002, Бюл. № 3. 4. Инструкция по производству маркшейдерских работ / Министерство угольной промышленности СССР, Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела. - М.: "Недра", 1987. - 240 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Спосіб визначення параметрів терикона, який відрізняється тим, що навколо терикона прокладають два паралельні замкнені теодолітні ходи: один біля самої основи терикона і такий, що повторює його контур, другий - на відстані, за якою забезпечується видимість з його точок на вершину терикона, на точках ходів виконують кутові вимірювання, між точками ходів - лінійні вимірювання і за одержаними вимірами розраховують параметри терикона. 3 UA 89988 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4