Научная статья на тему 'Исследование зависимостей предельной высоты откоса на слабом наклонном основании от сцепления пород массива и геометрических параметров слабого слоя для условий Качарского месторождения'

Исследование зависимостей предельной высоты откоса на слабом наклонном основании от сцепления пород массива и геометрических параметров слабого слоя для условий Качарского месторождения Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
115
25
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОТКОСА / КАЧАРСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ / УСТОЙЧИВОСТЬ ОТКОСОВ

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Шпаков П. С., Шпакова М. В., Долгоносов В. Н., Ожигин С. Г.

Для условий Качарского месторождения выполнены расчеты предельной высоты откоса на слабом наклонном основании при переменных прочностных характеристиках массива, углах наклона и мощности слабого слоя. Полученные графики и аналитические выражения позволяют оперативно принимать решения по назначению параметров устойчивых откосов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Шпаков П. С., Шпакова М. В., Долгоносов В. Н., Ожигин С. Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Исследование зависимостей предельной высоты откоса на слабом наклонном основании от сцепления пород массива и геометрических параметров слабого слоя для условий Качарского месторождения»

----------------------------------------- © П.С.Шпаков, В.Н. Долгоносов,

С.Г. Ожигин, М.В. Шпакова,

2010

УДК 622.1:622.271

П. С.Шпаков, В.Н. Долгоносов, С.Г. Ожигин,

М.В. Шпакова

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ ПРЕДЕЛЬНОЙ ВЫСОТЫ ОТКОСА НА СЛАБОМ НАКЛОННОМ ОСНОВАНИИ ОТ СЦЕПЛЕНИЯ ПОРОД МАССИВА И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СЛАБОГО СЛОЯ ДЛЯ УСЛОВИЙКАЧАРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Для условий Канарского месторождения выполнены расчеты предельной высоты откоса на слабом наклонном основании при переменных прочностных характеристиках массива, углах наклона и мощности слабого слоя. Полученные графики и аналитические выражения позволяют оперативно принимать решения по назначению параметров устойчивых откосов.

Ключевые слова: геометрические параметры откоса, Качарское месторождение, устойчивость откосов.

Семинар № 2

А налитический и численно-,/ж.аналитический способы расчета устойчивости откосов открывают широкие перспективы для исследования взаимосвязей между различными параметрами откоса и коэффициентом запаса устойчивости.

Разработанное программное обеспечение позволяет за короткий промежуток времени получить десятки и сотни решений при изменении геометрических параметров откоса и прочностных характеристик массива. В результате выполнения статистического анализа полученных результатов получим качественные и количественные взаимосвязи между исследуемыми параметрами.

Для условий Качарского месторождения выполнены расчеты предельной высоты откоса на слабом наклонном основании при переменных прочностных характеристиках массива, углах наклона и мощности слабого слоя.

Результаты расчетов предельной высоты откоса при изменении сцепления и угла наклона слабого основания для фиксированных значений мощности приведены в табл. 1 и 2, а соответствующие графики функций Нпр = ^к, Р) - на рис. 1 и 2.

Графики Нпр = ^к, Р) для т = 0 представлены на рис. 1.

Графики Нпр = ^к, Р) для т = 1м

представлены на рис. 2.

Результаты расчетов предельной высоты откоса при изменении сцепления и мощности слабого основания для условий Качарского месторождения приведены в табл. 3-8, графики - на рис. 3-8.

Для мощности слабого слоя т=1 м выполнена линейная аппроксимация расчетных данных. Коэффициент корреляции равен единице, что свидетельствует о наличии функциональной зависимости Нпр = ^к).

к, т/м2 Н, м

р=0" Р=2" Р=4" р=6" Р=8" р=10"

0,8 6,75 6,73 6,72 6,72 6,76 6,85

1,15 8,85 8,7 8,56 8,44 8,35 8,3

1,5 10,87 10,6 10,33 10,07 9,84 9,65

1,85 12,86 12,46 12,06 11,66 11,29 10,96

2,2 14,83 14,3 13,76 13,23 12,72 12,25

2,55 16,78 16,12 15,45 14,78 14,13 13,51

2,9 18,73 17,94 17,13 16,32 15,53 14,76

3,25 20,67 19,74 18,8 17,85 16,91 16

3,6 22,6 21,55 20,47 19,38 18,3 17,24

3,95 24,54 23,35 22,13 20,9 19,67 18,46

4,3 26,47 25,15 23,8 22,42 21,05 19,69

-е-р = 0

в = 2

-А-Р = 4

-*-в = 6

в = 8

в = 10

0,5 1,5 2,5 3,5 4,5

Сцепление массива, т/м2

а = 27,5°; р = 12° ;т = 0;к' = 0,5т/м2 (0,005МПа );у = 1,8т/м3

Рис. 1. Графики зависимостей высоты предельного откоса от сцепления массива и угла наклона слабого слоя при т = 0

к, т/м2 Нпр, м

р=0" Р=2" в=4° р=6° Р=8° р=10°

0,8 5,14 5 4,84 4,68 4,52 4,35

1,15 6,96 6,68 6,4 6,09 5,78 5,45

1,5 8,82 8,41 7,98 7,53 7,06 6,57

1,85 10,7 10,15 9,58 8,98 8,35 7,7

2,2 12,58 11,91 11,19 10,44 9,66 8,84

2,55 14,48 13,67 12,81 11,91 10,97 9,98

2,9 16,38 15,43 14,43 13,39 12,29 11,14

3,25 18,28 17,2 16,06 14,87 13,62 12,3

3,6 20,19 18,97 17,69 16,35 14,94 13,46

3,95 22,1 20,74 19,32 17,84 16,28 14,63

4,3 24 22,52 20,96 19,32 17,61 15,79

“♦“Р = 0

Р = 2

Р = 4

Р = 6

Р = 8

Р = 10

Сцепление массива, т/м2

а = 27,5°; р = 12° ;т = 1;к' = 0,5т/м2 (0,005 МПа) ;у = 1,8 т/м3

Рис. 2. Графики зависимостей высоты предельного откоса от сцепления массива и угла наклона слабого слоя при т = 1 м

к, т/м2 Нпр, м (Качарское месторождение)

т=0, м т=0,5, м т=1, м т=1,5, м

0,80 6,75 5,98 5,14 4,20

1,15 8,85 7,95 6,96 5,83

1,50 10,87 9,89 8,82 7,60

1,85 12,86 11,82 10,70 9,44

2,20 14,83 13,75 12,58 11,30

2,55 16,78 15,67 14,48 13,18

2,90 18,73 17,59 16,38 15,07

3,25 20,67 19,51 18,28 16,96

3,60 22,60 21,43 20,19 18,86

3,95 24,54 23,35 22,10 20,77

4,30 26,47 25,27 24,00 22,67

т = 0 т = 0,5

т = 1 т = 1,5

Сцепление массива, т/м2

а = 27,5°; р = 12°; р = 0;к' = 0,5т/м2 (0,005 МПа) ;у = 1,8 т/м3

Рис. 3. Графики зависимостей высоты предельного откоса от сцепления массива при в=0°

к, т/м2 Нпр, м (Качарское месторождение)

т=0, м т=0,5, м т=1, м т=1,5, м

0,80 6,73 5,89 5,00 4,03

1,15 8,70 7,74 6,68 5,49

1,50 10,6 9,55 8,41 7,12

1,85 12,46 11,35 10,15 8,82

2,20 14,30 13,15 11,91 10,54

2,55 16,12 14,94 13,67 12,28

2,90 17,94 16,72 15,43 14,03

3,25 19,74 18,51 17,20 15,79

3,60 21,55 20,30 18,97 17,55

3,95 23,35 22,08 20,74 19,32

4,30 25,15 23,87 22,52 21,09

“♦-т = 0 т = 0,5 т = 1

т = 1,5

Сцепление массива, т/м2

а = 27,5°; р = 12° ;р = 2;к' = 0,5т/м2 (0,005МПа) \у = 1,8т/м3

Рис. 4. Графики зависимостей высоты предельного откоса от сцепления массива при в=2°

Таблица 5

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

к, т/м2 Нпр, м (Качарское месторождение)

т=0, м т=0,5, м т=1, м т=1,5, м

0,80 6,72 5,81 4,84 3,79

1,15 8,56 7,52 6,40 5,12

1,50 10,33 9,20 7,98 6,60

1,85 12,06 10,87 9,58 8,14

2,20 13,76 12,52 11,19 9,72

2,55 15,45 14,18 12,81 11,31

2,90 17,13 15,83 14,43 12,92

3,25 18,80 17,47 16,06 14,53

3,60 20,47 19,12 17,69 16,15

3,95 22,13 20,77 19,32 17,78

4,30 23,80 22,41 20,96 19,40

т = 0

т = 0,5

т = 1

т = 1,5

Сцепление массива, т/м2

а = 27,5°; р = 12° ;р = 4;к' = 0,5т/м2 (0,005МПа) ;у = 1,8т/м3

Рис. 5. Графики зависимостей высоты предельного откоса от сцепления массива при в=4°

ца 6

льная высота откоса при переменных т и к, для в=6°

к, т/м2 Нпр, м (Качарское месторождение)

т=0, м т=0,5, м т=1, м т=1,5, м

0,80 6,72 5,73 4,68 3,56

1,15 8,44 7,31 6,09 4,72

1,50 10,07 8,85 7,53 6,03

1,85 11,66 10,37 8,98 7,41

2,20 13,23 11,89 10,44 8,83

2,55 14,78 13,42 11,91 10,27

2,90 16,32 14,91 13,39 11,72

3,25 17,85 16,41 14,87 13,18

3,60 19,38 17,91 16,35 14,65

3,95 20,91 19,42 17,84 16,13

4,30 22,42 20,92 19,32 17,61

го

о

о

о

о

о

т

т : т : т т

0

0,5

1

1,5

Сцепление массива, т/м2

а = 27,5°; р = 12°; р = 6;к' = 0,5т/м2 (0,005 МПа) ;у = 1,8 т/м3

Рис. 6. Графики зависимостей высоты предельного откоса от сцепления массива при в=6°

Таблица 7

Предельная высота откоса при переменных т и к, для в=8°

к, т/м2 Нпр, м (Качарское месторождение)

т=0, м т=0,5, м т=1, м т=1,5, м

0,80 6,76 5,66 4,52 3,32

1,15 8,35 7,11 5,78 4,32

1,50 9,84 8,51 7,06 5,42

1,85 11,29 9,88 8,35 6,62

2,20 12,72 11,25 9,66 7,86

2,55 14,13 12,61 10,97 9,13

2,90 15,53 13,97 12,29 10,42

3,25 16,91 15,32 13,62 11,72

3,60 18,30 16,68 14,94 13,03

3,95 19,67 18,03 16,28 14,35

4,30 21,05 19,38 17,61 15,67

а = 27,5°; р = 12°; р = 8;к' = 0,5т/м2 (0,005 МПа) ;у = 1,8 т/м3

Рис. 7. Графики зависимостей высоты предельного откоса от сцепления массива при в=8°

Таблица 8

п д льная высота откоса при переменных т и к, для в=10°

к, т/м2 Нпр, м (Качарское месторождение)

т=0, м т=0,5, м т=1, м т=1,5, м

0,80 6,85 5,61 4,35 3,06

1,15 8,31 6,91 5,45 3,84

1,50 9,65 8,17 6,57 4,75

1,85 10,96 9,42 7,71 5,74

2,20 12,25 10,61 8,84 6,78

2,55 13,51 11,82 9,98 7,86

2,90 14,76 13,02 11,14 8,97

3,25 16,02 14,22 12,32 10,09

3,60 17,24 15,42 13,46 11,23

3,95 18,46 16,62 14,63 12,37

4,30 19,69 17,81 15,79 13,53

т = 0 т = 0,5 т = 1 -•-т = 1,5

Сцепление массива, т/м2

а = 27,5°; р = 12° ;р = 10;к' = 0,5т/м2 (0,005МПа) ;у = 1,8т/м3

Рис. 8. Графики зависимостей высоты предельного откоса от сцепления массива при в=10°

Таблица 9

Уравнения связи Нпр = ^к)

в, град Уравнения связи

0 Н = 5,401-к + 0,740

пр

2 Н = 5,017 • к + 0,906

пр

4 Н = 4,613 • к + 1,078

пр

6 Н = 4,192 • к + 1,256

пр

8 Н = 3,747 • к +1,452

пр

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10 Н = 3,275 • к + 1,668

пр

Вид уравнений связи для различных чению предельной высоты откоса в точ-значений угла наклона слабого слоя в ке с координатами Х=к и Y= в для слу-

приведен в табл. 9.

Трехмерная интерпретация выполненных расчетов представлена на рис. 9, где плоскость представляет собой геометрическое местоположение точек, координата Z которых соответствует зна-

чая т=0.

Нпр = ^, Р)

Уравнение аппроксимирующей

плоскости для случая т=0

Н = 4,53 • к - 0,179 Р + 4,16; м.

Полученные графики и аналитические выражения позволяют без дополнительных расчетов в данных горногеологических условиях оперативно принимать решения по назначению па-

1. Попов И. И., Шпаков П. С., Поклад Г.Г.

Устойчивость породных отвалов. - Алма-Ата: Наука, 1987. - 224 с.

раметров устойчивых откосов, учитывать изменения геометрических параметров откоса и слабого основания, а также изменения прочностных свойств пород массива и основания.

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. Шпаков П.С., Попов И.И. Расчет параметров карьерных откосов на основе численно-аналитических методов // Горный журнал. -1988.-№1.-С. 26 - 28. ЕШ

— Коротко об авторах -------------------------------------------------------------------

Шпаков П.С.- профессор, доктор технических наук, Муромский институт Владимирского государственного университета, [email protected]

Шпакова М.В.- Горный инженер маркшейдер, Муромский институт Владимирского государственного университета, [email protected]

Долгоносое В.Н - доцент, кандидат технических наук, заведующий кафедрой маркшейдерского дела и геоднезии,

Ожигин С.Г.- доцент, кандидат технических наук,

Карагандинский государственный технический университет

----------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ

ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ

Автор Название работы Специальность Ученая степень

КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЗАВЬЯЛОВ Валерий Михайлович Управление динамическим состоянием асинхронных электроприводов горных машин 05.09.03 д.т.н.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.