Разработка обоснованного проекта устойчивого борта карьера - рефераты, скачать рефераты, бесплатно рефераты

Рефераты. Разработка обоснованного проекта устойчивого борта карьера

/b>2.1 Определение расчетных усредненных свойств массива
Коэффициент запаса устойчивости - это величина, показывающая относительное превышение прочности массива по сравнению со сдвигающимися напряжениями. Для карьеров со сроком службы до 25 лет можно принять Кзу=1,3, более 25 лет - Кзу =1,4.

По условию срок службы карьера 25 лет, значит, Кзу = 1,3.

Для определения угла откоса борта с заданным запасом используют известную зависимость H = f (a), где Н - высота откоса, а = его угол, Кзу = 1.

Параметры определим по расчетным механическим свойствам:

= 0,51/1,3 = 0,39 МПа

= arctg (tg 28,3є / 1,3) = 22,5є

Расчетная высота вертикального обнажения пород:

= (2*0,39/0,034) *ctg (45є - (22,5є /2)) = 34 м

H' = Н / Н90 (р) = 360/35 = 10,59

2.2 Определение проектного угла устойчивого плоского откоса
По величине H' и на графике Фисенко определяем угол устойчивого откоса =35є.

На схеме поперечного сечения месторождения строим результирующую линию устойчивого откоса борта под углом .

3. Построение наиболее вероятной линии скольжения в проектном борту

Это теоретически обоснованное положение поперечного сечения поверхности, по которой деформация сдвига пород откоса вероятна в наибольшей степени, то есть расчетная величина коэффициента запаса устойчивости по ней является минимальной.

Определим фактическую высоту вертикального обнажения усредненных пород массива

= = 50 м

На глубине Н90 от верхней площадки борта проводим горизонтальную линию.

Из верхней бровки откоса опустим вертикальный луч, который является линией направления наибольшего главного напряжения в точке а, из которой проводят луч под углом сдвига = 45є - 28,3є/2 = 30,85є к вертикали. Этот угол является постоянной величиной, определяющей в каждой точке массива направление касательных напряжений (сдвига) по отношению к направлению наибольших главных напряжений.

Средний угол наклона дуги линии скольжения

= (35+28,3) /2= =31,65є.

Вертикаль из т. d показывает вероятное положение трещины отрыва при деформации откоса. Размер площадки fc называют шириной призмы скольжения.

4. Расчет общей устойчивости проектного плоского откоса борта

Использование усредненных свойств пород в расчетах обуславливает значительные ошибки в определении угла откоса с заданными Кзу. Поэтому требуется проверка проектного откоса по условию его устойчивости.

Для откосов, сложенных разнопрочными породами, для расчета величины коэффициента запаса устойчивости обычно используют "метод алгебраического сложения сил".

Расчет сил в блоках выполнен по формулам:

Таблица 4.

Расчет сил по линии скольжения

Номер блока i	Ширина В, м	Высота h, м	Удельный вес пород г, мН/м3	Сила тяжести Р, мН	Угол сдвига в, град	Касательная сила Т, мН	Нормальная сила N, мН	Угол внутреннего трения ц, град	Сила трения Fт, мН	Удельное сцепление С, МПа	Длина основания блока L, м	Сила сцепления Fс, мН
1	50	50	0,034	85	48	63,2	56,9	30,3	33,2	0,49	76	37,2
2	51	70	0,034	121,4	47	88,8	82,8	30,3	48,4	0,49	72	35,3
3	50	82	0,034	139,4	40	89,6	106,8	30,3	62,4	0,49	66	32,3
4	52	88	0,035	160,0	37	96,4	127,9	27,5	66,6	0,56	65	36,4
5	50	89	0,035	155,8	33	84,9	130,7	27,5	68,0	0,56	60	33,6
6	50	83	0,035	145,3	25	61,4	131,7	27,5	68,6	0,56	57	31,9
7	51	71	0,035	126,7	22	47,5	117,5	27,5	61,2	0,56	55	30,8
8	52	55	0,035	100,1	19	32,6	94,6	27,5	49,2	0,56	55	30,8
9	51	37	0,035	66,0	15	17,1	63,8	27,5	33,2	0,56	53	29,7
10	50	27	0,035	47,3	11	9	46,4	27,5	24,2	0,56	51	28,6
Сумма сил	-	-	-	-	-	590,5			515,0			326,6

Коэффициент запаса устойчивости

, где -

удерживающие силы: сумма сил трения и сумма сил сцепления соответственно, - сдвигающие силы: сумма касательных сил, МН.

= = 1,43

Принятый проектный угол откоса борта удовлетворяет условию устойчивости откоса с усредненными свойствами пород.

5. Расчет местной устойчивости проектного откоса из глинистых пород

Прочность усредненных пород значительно выше прочности пород наносов, поэтому часть откоса принадлежащая слабым породам, требует проверки его устойчивости и соответствующей корректировки борта.

Расчет коэффициента запаса местной устойчивости этой части откоса можно выполнить методом "касательных напряжений".

= = 2,2 м

= 45є - 19є/2 = 35,5є

= (35+19) /2= =27є.

Вычертим схему поперечного сечения части откоса по глинистым наносам в масштабе 1: 200 или 1: 500, построим наиболее вероятную линию скольжения, используя свойства глинистых наносов и высоту, равную их вертикальной мощности m1. Наметим равномерно расположенные расчетные точки линии скольжения 0,1,. .6. и рассчитаем для каждой точки:

Касательные напряжения

Сопротивление пород сдвигу

Все результаты замеров и расчетов заносим в таблицу 5.

Таблица 5

Касательные напряжения и сопротивление сдвигу

номер расчетной точки	высота пород над точкой h, м	угол сдвига в, град	сопротивление пород сдвигу, МПа	касательные напряжения, МПа
0	0	4	0,02	0,00
1	3,2	12	0,046	0,016
2	5,2	24	0,057	0,048
3	6,0	37	0,053	0,072
4	5,8	46	0,044	0,073
5	3,5	55	0,03	0,041
6	2,2	90	0,02	0,00

Строим координатную сетку, у которой горизонтальной осью служит развертка линии скольжения, вертикальная - ось касательных напряжений, и эпюры и по полученным результатам (таб.5).

Замеряем площади построенных эпюр и определяем коэффициент запаса устойчивости = 60,9/63,1 = 0,97

Если расчетный Кзу <1.5, то следует уменьшить угол откоса на песчано-глинистых породах.

Принимаем Кзу = 1.5

= = 1,3 м

= arctg (tg 19є / 1,5) = 12,9є

= 0,02/1,5 = 0,013 МПа

Относительная высота откоса:

H'гл = Нгл / Нгл90 (р) = 15/1,3 = 11,5

По величине H'гл и цргл определяем угол бгл = 20є по графику Фисенко - зависимости между высотой и углом плоского откоса.

В соответствии с полученными результатами отстраиваем верхнюю часть борта карьера под углом на общей схеме.

В результате всех предыдущих расчетов и построений получаем результирующую линию откоса борта. Полный проект борта по заданному разрезу необходимо отстроить с конструктивными элементами: уступами и горизонтальными площадками.

Заключение
В ходе выполнения данной работы были проведены геомеханические исследования, включающие в себя изучение физико-механических свойств массива; взаимосвязь напряжений и деформаций пород в массиве; геологические структурные особенности залегания пород. А также были рассмотрены некоторые инженерные методы расчета устойчивости пород.

В результате были обоснованы параметры устойчивости откосов борта карьера и его уступов.

Страницы: 1, 2