Борт карьера Советский патент 1989 года по МПК E21C41/00 

2i25+2 598f - 0 25f + /f3j0 0625|

0 0625|

6,75 - 1

J-ZA§Z l+fil i288+|,299f 2 2 8.438 . ,299f - - -1

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^.COS^-2β при 30°≤β*9890°

A = 2,25+2,598F-0,25F²+√F² (0,0625F²-7,876)+F(14,288+1,299F²) - 8,438: 6,75 - 1,299F^.H при 15°≤β*9830°

β - угОл НАКлОНА пРяМОлиНЕйНОгО бОРТА КАРьЕРА

H - высота борта

F = CTG β. 2 ил.

при 15°- Л 30 ; - 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 вскрьш1Ных работ при сохранении величины коэффициента устойчивости борта .

На фиГо1 представлена схема построения борта карьера циссоидальсота борта; f ctg/b . 2 ил.

ного профиля; на фиг.2 - график, позволяющий определить разность объемов вскрышных пород при использова- . НИИ прямолинейных и предлагаемых оптимальных профилей бортов карьеров, имеющих одинаковые коэффициенты усТОЙЧИВОСТИо

Борт карьера, состоящий из откосов и площадок уступов, выполнен циссоидального профиля, определяемого

по следующей математической зависимости :

со оо

sj

00

со

У () где X, у - координаты точек контура борта.

Коэффициент р в зависимости от величины угла наклона прямолинейного борта карьера р определяется формулами

при 30 : /ь 90 , hi

cos |ь

(2)

г

ij f i0 0625f -7 876),288+1 j,299f}

6,75 - l7299f

где h-, flj- высота и угол наклона

борта карьера,

f ctg

Нижняя точка контура борта карьера/ имеет координаты

X 0,75 а - h,

у 1,299 а - fh;

координаты верхней точки контура бор- та

X 0,75 а,

у 1,299 а„

В этом случае нижняя точка борта карьера - F с координатами х р 0,75 .а - hj, у р 1,2989 а - /i(FG - подошва), верхняя - А с координатами ,75а, уд 1,2989 а (АС - дневная поверхность). Положение начала координатной системы О относительно борта определяется величинами х р и у р (фиг.1).

Построение борта карьера осуществляют следующим образомс

Сначала по одной из известньгх ме- тодик определяют угол наклона прямолинейного борта карьера при заданном значении коэффициента устойчивости. Затем на масштабных геологических разрезах осуществляют построе- ние борта карьера циссоидального профиля с использованием выражений (1)- (3).

Примеры построения борта карьера циссоидального профиля„

Пример 1. Пусть /J 45, h, 100 м„

Так как р,:730°, для определения коэффициента «используем формулу (2 т.е. а 200 м; х м„ Под- ставляя в формулу (1) значение коэффициента а и изменяя . х в интервале О - 100 м (например, х 0,20,

где h, высота и угол наклона

борта карьера

Нижняя точка контура борта карьера совпадает с началом координатных осей, верхняя точка имеет координаты х hj у fh (ось ОХ направлена вертикально вверх, х /. О, ). В этом случае нижняя точка борта - О (ОВ - подошва), верхняя -De координатами Xj)h,, у ,ctgp, (DE - дневная поверхность .

При 15 Л ОО

h.,(3)

40, 60, 80, 100 м), определяют соответствующие значения .у (у 0; 6,67; 20; 39,28; 65,31; 100 м). Откладывая величины X и у на геологическом разрезе, находят точки циссоидального контура борта карьера Соединяя их плавной кривой линией, получают искомый контур OFD (ОВ - подошва, DE - дневная поверхность, см.фиг„1).

П р и м е р 2. Пусть ,, , h 100 мм„

Так как /i, 30 , то для определения коэффициента с« используют формулу (3) , т.е, ,64 м; х ( 208,98 ,93м;Хр 108,98м; Ур« 87 ,23 к. Координаты точки F определяют положение начала системы координат относительно борта карьера.Подставляя в формулу (1) значение коэффициента о( и изменяя X в интервале 108,98 - 208,98 м, определяют соответствующие значения у. Дальнейшее построение циссоидального контура аналогично описанному в примере 1 (искомый контур - FDA, FG - подошва, АС - дневная поверхность, см, фиг„1).

Проверить соответствие циссоидального и прямолинейного бортов можно так „ Если ilpoaecTH через точки D и О (А и F) отрезок прямой, то он буде образовывать с горизонталью угол /5, 45° ( ).

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

V ,(4)

где h - высота борта карьера, м; 1 - протяженность борта, м; а - безразмерный коэффициент,

определяемьгй 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 при его глубине h 100-500 м раз25

2 25+2 598f-0,25f Wf i0 0625f )+f 04 288il 299fV8i438 j гi6,75 - T7299f

при 15 ° i; г ЗО f ctg/3 ; ft - угол наклона прямолинейного

U93783

ность объемов вскрыши составляет 1 44-84 млн.м- на 1 км протяженности борта.

Формула изобретения

Борт карьера, содержащий откосы и площадки уступов, отличающийся тем, что, с целью сокращения объема вскрьппных рабог при сохранении величины коэффициента устойчивости, он имеет циссоидальный профиль, определяемый по математической зависимости

riir

Va - X

где X и у а координаты точек контура борта;

коэффициент, зависящий от высо1Ъ1 и угла наклона борта карьера; h . cos V при 30

30

h борта карьера; высота борта.

фиеА

О 8

0.1