МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению практических работ по МДК.02.06 Маркшейдерское обеспечение ведения горных работ: Сдвижение горных пород и земной поверхности при подземной разработке» ПМ.02 Маркшейдерское обеспечение ведения горных работ

Государственное казённое профессиональное образовательное учреждение

Прокопьевский горнотехнический техникум им. В.П. Романова

Методические указания

по выполнению практических работ

по МДК.02.06 Маркшейдерское обеспечение ведения горных работ: Сдвижение горных пород и земной поверхности при подземной разработке»

ПМ.02Маркшейдерское обеспечение

ведения горных работ

для студентов специальностей

21.02.14 Маркшейдерское дело

Рассмотрено

на заседании методического совета

ГК ПОУ Прокопьевского

горнотехнического техникума им. В.П. Романова

Методист

____________

«30 » августа 2018 г.

Содержание

Введение

МДК 02.06 – Маркшейдерское обеспечение ведения горных работ:Сдвижение горных пород и земной поверхности при подземной разработке» - отрасль науки и техники, занимающаяся охраной сооружений от вредного влияния подземных разработок.

Целью данных методических указаний является овладение указанным видом профессиональной деятельности. После проведения практических работ по МДК 02.06 «Сдвижение горных пород и земной поверхности при подземной разработке» обучающиеся приобретают знания, принципы расчетов сдвижений горных пород, охраны сооружений от вредного от вредного влияния подземных разработок.

На выполнение практических работ данной дисциплины по профессиональному модулю отводится 28 часов.

В результате выполнения данной программы обучающиеся приобретают:

ПК 2.5 Контролировать параметры движения горных пород.

ОК 1 Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2 Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 7Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

ОК 8Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

С целью овладения указанным видом профессиональной деятельности и соответствующими профессиональными компетенциями обучающийся в ходе освоения профессионального модуля должен:

иметь практический опыт:

ПО 13 работы с маркшейдерско-геодезическим оборудованием; выполнения съемки реперов наблюдательных станций;

уметь:

У1 выполнять маркшейдерско-геодезические измерения;

У12выполнять наблюдения за сдвижением горных пород;

У13выполнять расчет параметров сдвижения горных пород при подземном и открытом способах разработки;

знать:

З17формы и схему движения горных пород при разработке месторождений;

З18основные параметры, характеризующие процесс сдвижения;

З19основные факторы, влияющие на характер сдвижения горных пород и земной поверхности;

З20методы создания наблюдательных станций;

З21меры охраны зданий, сооружений от влияния подземных геотехнологий;

З22способы построения предохранительных целиков;

Практическая работа№1

Тема: Расчет сдвижений горных пород

Цель: получить навыки в расчете ожидаемых сдвижений и деформаций

Оборудование : ватман А4, калькулятор, чертежные принадлежности

Проверяемые результаты обучения:

ОК 1; ОК 2; ОК 3; ОК 4; Ок5; ОК6; ОК7; ОК8; ОК9;

ПК 2.5;

ПО 13 работы с маркшейдерско-геодезическим оборудованием; выполнения съемки реперов наблюдательных станций;

уметь:

У1 выполнять маркшейдерско-геодезические измерения;

У12выполнять наблюдения за сдвижением горных пород;

У13выполнять расчет параметров сдвижения горных пород при подземном и открытом способах разработки;

знать:

З17формы и схему движения горных пород при разработке месторождений;

З18основные параметры, характеризующие процесс сдвижения;

З19основные факторы, влияющие на характер сдвижения горных пород и земной поверхности;

З20методы создания наблюдательных станций;

Количество часов - 6 часов

Форма контроля : оценка результатов практической работы

Порядок работы

Выписать исходные данные

Построить геологические разрезы по простиранию пласта и вкрест простирания пласта в масштабе 1:2000

Из «Правил охраны» выписать исходные параметры процесса сдвижения: ,, ,, , ,, ,

Таблица 1.1 – Граничные углы

Граничные углы в наносах определяются в зависимости от их обводненности:

=45° - в сухих и нормальной влажности;

=30° - в обводненных и плывунах.

Таблица 1.2 - Углы максимального оседания и полныхсдвижений, (...)

Определить коэффициенты подработанности земной поверхности

На разрезе вкрест простирания пласта:

(1.1)

На разрезе по простиранию:

(1.2)

Определить величину максимального оседания земной поверхности

Максимальное оседание земной поверхности определяется по формуле:

_m = q₀mcosN₁N₂,                                                              (1.3)

гдеq₀- относительное максимальное оседание;

Таблица 1.3 - Значения коэффициентов q₀ и a₀

Примечания:

1.H_п - мощность повторно подрабатываемых пород по линии, соединяющей точку максимального оседания земной поверхности с серединой очистной выработки, от которой производится расчет деформаций;Н - мощность всей толщи по указанной линии.

2. Для расчета максимального оседания от ранее пройденных выработок относительное максимальное оседание q_0п = 0,95.

m - вынимаемая мощность пласта;

 - угол падения пласта;

N₁ и N₂ – коэффициенты.

Таблица 1.4 - Коэффициенты N₁ и N₂

Оседание земной поверхности в точках главных сечений мульды сдвижения определяется по формуле:

_xy=_mS(z),                                                                 (1.4)

гдеS(z) - функция типовой кривой оседания, определяемая по таблице 1.5 для месторождений Кузбасса в зависимости от коэффициентовN₁ - для точек главного сечения вкрест простирания пластов и N₂ - для точек главного сечения по простиранию пластов;

z_x = x/L₃ для точек, расположенных в главном сечении по простиранию пласта;

 - для точек, расположенных в главном сечении вкрест простирания пласта в полумульде по падению;

 - для точек, расположенных и главном сечении вкрест простирания пласта в полумульде по восстанию пласта;

x;y₁;y₂ - расстояния от точки максимального оседания (начала координат) до рассматриваемой точки, соответственно в полумульдах по простиранию, падению и восстанию;

L₁;L₂;L₃ – длины полумульд.

Таблица 1.5 - Значения функций S(z), S(z) и S(z) для Кузбасса

Построение графика оседания

7.1 На вертикальных разрезах по главным сечениям мульды сдвижения из верхней и нижней границ очистной выемки под граничными углами проводятся линии до пересечения с линией контакта коренных пород с наносами, а затем под углом до пересечения с линией поверхности. Из середины очистной выработки проводят линию под углом .Определяют длину полумульд L₁;L₂;L_3.

7.2 Каждую полумульду делят на 10 равных частей.

7.3 Определяют _m.

7.4 Определяют значение ожидаемых оседаний_(ч,y).

Задаваясь значениям z через 0,1 и коэффициентамиN₁ и N₂определяют значение S(z).

Строится график оседаний, откладывая в каждой точке деления ожидаемых оседаний и соединяют полученные точки плавной линией.

Графики строятся в выбранном масштабе, соединяя точки с критическими значениями η=4·10^-3.

Рассчитываются величины ожидаемых наклонов

а) по простиранию

;                                                       (1.5)

б) в сторону обратную простиранию

;                                                       (1.6)

в) в полумульде по падению

;                                                       (1.7)

г) в полумульде по восстанию

,                                                     (1.8)

гдеS(z) - функция типовой кривой наклонов, определяемая по таблице 1.5 для соответствующих бассейнов (месторождений), в зависимости от коэффициентов N₁ - для точек главного сечения вкрест простирания пласта и N₂ - для точек главного сечения по простиранию пласта.

Определяют ожидаемые деформации кривизны

Кривизна в главных сечениях мульды при  ≤ 45 определяется по формулам:

а) по простиранию

;                                                  (1.9)

б) в полумульде по падению

;                                                (1.10)

в) в полумульде по восстанию

,                                                            (1.11)

где S(z) - функция типовой кривой кривизны, определяемая по таблице 1.5 для месторождений Кузбасса , в зависимости от коэффициентов N₁ - для точек главного сечения вкрест простирания пласта и N₂ - для точек главного сечения по простиранию пласта.

Определяются горизонтальные сдвижения

а) по простиранию

_х = 0,5₀_mS(z_x);                                                           (1.12)

б) в сторону обратную простиранию

_х = -0,5₀_mS(z_x);                                                          (1.13)

в) в полумульде по падению

;                                       (1.14)

г) в полумульде по восстанию

.                                         (1.15)

ЗначениеВ определяется по формуле:

,                                              (1.16)

где₀ - относительное максимальное горизонтальное сдвижение, определяемое по таблице 1.3

 - угол падения пласта;

H_ср- средняя глубина разработки, м;

h- мощность наносов;

h_м - мощность горизонтально залегающих ( ≤ 5) мезозойских отложений, м.

Значения функции S(z_х) определяются по таблице 1.5 для месторождений Кузбасса в зависимости от коэффициента N₂, а значения функций; ; ;  определяются по таблице 1.5 для месторождений Кузбасса в зависимости от коэффициента N₁.

Определяются ожидаемые горизонтальные деформации

а) по простиранию

;                                      (1.17)

б) в полумульде по падению

;                                      (1.18)

в) в полумульде по восстанию

.                                   (1.19)

Значения функций S(z_х) и S(z_х) определяются по таблице 1.5 для месторождений Кузбасса в зависимости от коэффициентаN₂; значения функций S(z_у) и S(z_у) определяются по таблицам 17-23 для соответствующих бассейнов (месторождений) в зависимости от коэффициента N₁.

Результаты сдвижений и деформаций сводятся в таблицы 1.6 и 1.7

Таблица 1.6 – Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций на разрезе вкрест простирания пласта

Таблица 1.7 – Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций на разрезе по простиранию пласта

Построить графики ожидаемых сдвижений и деформаций

Составить отчет по практической работе. Оформить графики тушью. Сдать отчет по работе не позднее трех дневного срока.

Исходные данные :

Практическая работа № 2

Тема: Определение допустимых и предельных деформаций для подрабатываемых объектов

Оборудование: калькуляторы, техническая литература

Цель работы: Получить навыки в расчете допустимых и предельных деформаций для гражданских и промышленных зданий

Проверяемые результаты обучения:

ОК 1; ОК 2; ОК 3; ОК 4; ОК5; ОК6; ОК7; ОК8; ОК9;

ПК 2.5;

ПО 13 работы с маркшейдерско-геодезическим оборудованием; выполнения съемки реперов наблюдательных станций;

уметь:

У1 выполнять маркшейдерско-геодезические измерения;

У12выполнять наблюдения за сдвижением горных пород;

У13выполнять расчет параметров сдвижения горных пород при подземном и открытом способах разработки;

знать:

З17формы и схему движения горных пород при разработке месторождений;

З18основные параметры, характеризующие процесс сдвижения;

З19основные факторы, влияющие на характер сдвижения горных пород и земной поверхности;

З20методы создания наблюдательных станций;

Количество часов - 4 ч

Форма контроля : оценка результатов практической работы

Порядок работы

Выписать исходные данные

Вычертить таблицы для расчета допустимых и предельных деформаций (таблица 2.7, 2.8)

Выписать исходя из исходных данных, величины коэффициентов n_1,n_2,n_3,n_4,n₅; а также нормативные показатели суммарных деформаций гражданских зданий

Таблица 2.1 - ,предельные значения горизонтальных деформаций

Таблица 2.1 - Нормативные допустимые и предельные показатели суммарных деформаций

n₁– коэффициент, зависящий от грунтовых условий;

n₂– коэффициент, учитывающий материал и толщу стен;

n₃– коэффициент, учитывающий износ кирпичных и шлакоблочных стен;

n₄– коэффициент, учитывающий жесткость перекрытий; (n₄=1,2 для зданий со сборными перекрытиями;n₄= 1 для зданий с деревянными и другими перекрытиями);

n₅– коэффициент, учитывающий форму здания в плане (для П-образной, Г-образной, Т-образной конструкции n₅= 0,8, для остальных n₅= 1; для зданий с деревянными стенами во всех случаях n₅= 1).

Таблица 2.3 - Значение коэффициента n₂

Таблица 2.4 - Значение коэффициента n₁

Таблица 2.5 - Значение коэффициента n₃

Таблица 2.6 - и эмпирические коэффициенты, значения которых определены для каждого угольного бассейна.

Таблица 2. 7 – Расчет допустимых и предельных деформаций для гражданских зданий

Таблица 2. 8 – Расчет допустимых и предельных деформаций для промышленных зданий

Вычислить допустимые и предельные величины показателя суммарных деформаций для гражданских зданий

(2.1)

(2.2)

,- нормативные допустимые и предельные показатели суммарных деформаций, определяемых в зависимости от назначения гражданских зданий и их этажности.

n₁– коэффициент, зависящий от грунтовых условий;

n₂– коэффициент, учитывающий материал и толщу стен;

n₃– коэффициент, учитывающий износ кирпичных и шлакоблочных стен;

n₄– коэффициент, учитывающий жесткость перекрытий;)

n₅– коэффициент, учитывающий форму здания в плане .

Определить допустимые и предельные горизонтальные деформации для гражданских зданий

(2.3)

(2.4)

где – m_ε- коэффициент условий работы, осредняющий горизонтальные деформации;

l– длина здания.

Определить разряд промышленных зданий

Определить коэффициенты и

- коэффициент, зависящий от состояния здания, применяется от 1,1 для зданий с незначительными повреждениями, до 0,7 для зданий, имеющих трещины в несущих стенках, разрушения кладки, выпучивание колонн и т.д;

- коэффициент, зависящий от грунтовых условий (см. таблица 2.4).

Таблица 2.9 - Коэффициент N₁

Определить нормативные величины допустимых и предельных горизонтальных деформаций для промышленных зданий

- нормативная величина допустимых горизонтальных деформаций земной поверхности для зданий на столбчатых и ленточных фундаментах, определяется из выражения

(2.5)

для зданий на сплошных железобетонных фундаментных плитах из выражения

,(2.6)

где- показатель, зависящий от разряда и конструктивной схемы здания, изменяется от 25 до 80 мм для каркасных зданий и от 20до 60 мм для бескаркасных зданий;

- коэффициент условий работы ;

- расстояние от середины здания (отсека) ближайшей связевой панели или жесткой пристройки до крайних фундаментов;

100 – коэффициент;

- длина фундамента;

- нормальная величина предельных горизонтальных деформаций земной поверхности; для каркасных зданий

, (2.7)

Для бескаркасных зданий

(2.8)

где- показатель, зависящий от высоты колонн здания

Таблица 2.10 - Значение

Таблица 2.12 - Значение

Определить допустимые и предельные горизонтальные деформации для промышленных зданий

,(2.10)

, (2.11)

Определить величины безопасной и предельной глубины для каждого объекта

Безопасная глубина определяется по формуле

, м(2.12)

Предельная глубина определяется по формуле

, м(2.13)

Составить отчет по практической работе. Сдать отчет по работе не позднее трех дневного срока

Задачи для практической работы 2

Гражданские здания

Под зданием школы залегает пласт Полысаевсий I мощностью 2,0 м. угол падения 9°, мощностью 7 м.

Основные характеристики здания следующие: стены кирпичные толщиной 510 мм, перекрытия железобетонные; длина здания 35 м, форма его в плане П-образная, материал основания – сухие суглинки.

При визуальном осмотре наружных стен здания установлено наличие трещин с раскрытием до 1 мм. Большинство трещин волосные. Согласно приложению 6 износ здания принимаем 10 %.

Под зданием поликлиники залегает пласт Полысаевсий I мощностью 2,5 м. угол падения 15°, мощностью 10 м.

Основные характеристики здания следующие: стены шлакоблочные толщиной 640 мм, перекрытия железобетонные; длина здания 40 м, форма его в плане Т-образная, материал основания – плотные глины.

При визуальном осмотре наружных стен здания установлено наличие трещин с раскрытием до 1 мм. Большинство трещин волосные. Согласно приложению 6 износ здания принимаем 15 %.

Под зданием института залегает пласт Полысаевсий I мощностью 2,2 м. угол падения 25°, мощностью 10 м.

Основные характеристики здания следующие: стены кирпичные толщиной 620 мм, перекрытия железобетонные; длина здания 50 м, форма его в плане Т-образная, материал основания – рыхлые пески.

При визуальном осмотре наружных стен здания установлено наличие трещин с раскрытием до 5 мм. Большинство трещин волосные. Согласно приложению 6 износ здания принимаем 25 %.

Промышленные здания

Электроподстанция. Здание каркасное длиной 24 м, высота колонн 6 м. Состояние здания удовлетворительное. Здание электроподстанции относится к четвертому разряду

Грунты под зданием – суглинки.

Под промплощадкой залегает пласт мощность 1,2 м. Угол падения пластов 58°.

Здание осевых вентиляторов. Здание каркасное длиной 32 м, высота колонн 6 м. Состояние здания удовлетворительное. Здание осевых вентиляторов относится к четвертому разряду

Грунты под зданием – суглинки.

Под промплощадкой залегает пласт мощность 1,4 м. Угол падения пластов 58°.

Склад технического оборудования Здание каркасное длиной 20 м, высотой 6 м с жесткой пристройкой 10 м. Состояние здания неудовлетворительное. Склад технического оборудования относится к четвертому разряду

Грунты под зданием – суглинки.

Под промплощадкой залегает пласт мощность 1,3 м. Угол падения пластов 50°.

Практическая работа № 3

Тема:Построение предохранительного целика

Цель : Получить навыки в построении предохранительных целиков

Оборудование: техническая литература, формат А3, чертёжные принадлежности

Проверяемые результаты обучения:

ОК 1; ОК 2; ОК 3; ОК 4; ОК5; ОК6; ОК7; ОК8; ОК9;

ПК 2.5;

знать:

З21меры охраны зданий, сооружений от влияния подземных геотехнологий;

З22способы построения предохранительных целиков;

Количество часов - 12 ч

Форма контроля : оценка результатов практической работы

Тема 3.1 Построение предохранительного целика под здание способом вертикальных разрезов ( 2 часа)

Порядок работы:

Выписать исходные данные

Нанести на план объект, горизонтали поверхности, изогипсы почвы пласта

Вокруг объекта строится охраняемый контур.

Для этого через угловые точки здания проводятся линии параллельные линии простирания и падения пласта.

От охраняемого контура откладывают в масштабе величину бермы.

Таблица 3.1 Ширина бермы

Через центр охраняемого здания проводятся два вертикальных сечения в крест и по простиранию пласта.

Строятся вертикальные разрезы по этим направлениям. На разрезах показать линии горизонтов, положение поверхности, линию контакта коренных пород с наносами, положение объекта, точки на границах бермы, положение пласта

Выбрать величину углов сдвижения φδ,β,γ. Из «Правил охраны сооружений и природных объектов…» в соответствии с углом падения выбираем углы сдвижения в коренных породах

Таблица 3.2 Углы сдвижения

Углы сдвижения в наносах φ– принимают, согласно «Правил охраны сооружений и природных объектов…» равными:

φ= 55° - в сухих и нормальной влажности;

φ=45°- в плывунах и обводненных галечниках.

От охраняемого объекта на разрезе в крест простирания откладывают величину бермы и проводят след плоскости сдвижения под углом φ до пересечения с контактом наносов и коренных пород.

В полученных точках строят следы плоскостей сдвижения в коренных породах под угломβ по восстанию пласта и под углом γ по падению пласта.

Точки пересечения полученных линий с почвой пласта на разрезе в крест простирания проецируют на разрез по простиранию.

На разрезе по простиранию от охраняемого контура откладывают величину бермы. Из полученных точек проводят следы плоскостей сдвижения под углом φ до пересечения с линией контакта наносов и коренных пород.

Из полученных точек проводим линии следы плоскостей сдвижения под углом δ.

Точки пересечения с разреза по простиранию переносят на план и строят границы целика.

Определяют запасы полезного ископаемого по формуле

, тыс т(3.1)

, м²(3.2)

Составить отчет по практической работе. Оформить разрезы и план тушью. Сдать отчет по работе не позднее трех дневного срока.

ПОСТРОЕНИЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО ЦЕЛИКА

1

Рисунок 3.1

Тема: 3.2 Построение предохранительного целика под здание способом перпендикуляров (2 часа)

Порядок работы:

Выписать исходные данные

Нанести на план объект, горизонтали поверхности, изогипсы почвы пласта

Построить охраняемый контур

Отложить от охраняемого контура величину бермы (таблица 3.1)

Построить охраняемый контур под наносами.

От бермы откладываем величину увеличения охранной зоны в наносах

,м(3.3)

по перпендикулярам в обе стороны.

В характерных точках охраняемого контура под наносами восстановить перпендикуляры к линиям охраняемого контура.

Вычислить таблицу для расчетов длин перпендикуляров

Таблица 3.3 Расчет длин перпендикуляров

Из «Правил охраны сооружений и природных объектов…» в соответствии с углом падения выбираем углы сдвижения в коренных породах (таблица 3.2)

Для точек пересечения перпендикуляров с ось охраняемого объекта находят углыΘ. При построении целиков под вытянутые объекты угол Θ, есть угол, замкнутый между осью объекта и линией простирания пласта. Значение углов Θзанести в таблицу.

Пользуясь номограммой определить углы сдвиженияβ`,γ`.Или их вычислить по формулам:

, (3.4)

Аналогично

, (3.5)

В характерных точках охраняемого контура под наносами определить глубину залегания пластов. Для этого из отметки поверхности вычесть мощность наносов и отметку почвы пласта.

Вычислить длины перпендикуляров по формулам:

- по восстанию (3.6)

- по падению(3.7)

Заполнить таблицу. Отложить длины перпендикуляров на плане.

Полученные точки для соответствующих линий охраняемого контура соединяют и получают границы целика.

Определяют запасы угля в целике

Составить отчет по практической работе. Оформить план тушью. Сдать отчет по работе не позднее трех дневного срока.

Рисунок 3.2

Тема 3.3 Построение предохранительного целика способом проекций с числовыми отметками под железную дорогу (4 часа)

Порядок работы

Выписать исходные данные

На основании исходных данных рассчитать безопасную глубину разработки

, м(3.6)

Нанести на план охраняемый объект (железную дорогу), горизонтали поверхности, изогипсы почвы пласта

Отложить от охраняемого контура величину бермы (таблица 3.1)

Построить охраняемый контур под наносами

, м(3.7)

В характерных точках охраняемого контура под наносами восстановить перпендикуляры к линиям охраняемого контура

Вычертить таблицу для расчета заложений плоскостей сдвижения

Таблица 3.4 - расчет заложений плоскостей сдвижения

Из «Правил охраны сооружений и природных объектов…» в соответствии с углом падения выбираем углы сдвижения в коренных породах (таблица 3.2)

Графически с плана определяют углы θ´- угол между линией перпендикуляра и линией простирания пласта. Записать его в таблицу.

Определить углы θ

(3.8)

По формуле или номограмме определяем значение углов β´ и γ´

В характерных точках охраняемого контура под наносами определить глубину залегания пластов на контакте наносов и коренных пород. Для этого из отметки поверхности основания вычесть мощность наносов.

Вычислить величины заложений плоскостей сдвижения и записать их в таблицу.

Значение заложения изогипс пласта

,(3.9)

,(3.10)

- высота сечения изогипс пласта, м

Определить на перпендикулярах положение точек с отметками, кратными заложению изогипс почвы пласта. Так как глубины залегания пласта в характерных местах не кратны 50 м, то находим заложение отрезков с целью обозначения точек с отметками кратными 50 , затем на каждом перпендикуляре откладываем или .

Через точки с одноименными отметками провести изолинии плоскостей сдвижения.

Найти точки пересечения одноименных изолиний плоскостей сдвижения и изогипс почвы пласта. Полученные точки соединить плавной линией – контур целика по пласту. Нижняя граница определяется безопасной глубиной.

Определить запасы угля в целике.

Составить отчет по практической работе. Оформить план тушью. Сдать отчет по работе не позднее трех дневного срока.

Рисунок 3. 3. Построение предохранительного целика для охраны железной дороги общего пользования:

- изогипсы 2-го пласта;

- изогипсы 1-го пласта;

- техническая граница шахты

Тема 3.4 Построение предохранительного целика под ручей (2 часа)

Порядок работы

Выписать исходные данные

На основании исходных данных рассчитать безопасную глубину разработки. Безопасная глубина под ручьем определяется по формуле:

Н_б= 20m₁ ,(3.11)

m_{1 –} мощность пласта, м

Нанести на план охраняемый объект (ручей), горизонтали поверхности, изогипсы почвы пласта. При минимальной отметке русла ручья Н_р горизонту безопасной глубины соответствует изогипса почвы пласта с отметкой равной Н_р-Н_б.

На линии максимального разлива воды намечаем характерные точки АБВГДЖЗИКЛМНОП, в каждой из которых определяем значение острого угла , между касательной к линии максимального разлива и направлением простирания пласта.

Вычертить таблицу для расчета длин перпендикуляров таблицу3.3

Графически с плана определяют углы θ- угол между линией перпендикуляра и линией простирания пласта. Записать его в таблицу.

Рисунок 3. 4. Построение предохранительного целика под ручьем

 - изогипсы первого пласта; - - - - - - - то же, второго; - - - - - - - третьего

За границы предохранительных целиков принимаем границы зоны опасного влияния водного объекта, которые строятся от линии максимального разлива ручья по углам разрыва. В соответствии с п. 7.2.8«Правил охраны сооружений и природных объектов…» для Кузнецкого бассейна углы разрывов принимаются на 10 больше соответствующих углов сдвижения, приведенных в п. 7.2.2«Правил охраны сооружений и природных объектов…» но не более 90.

Из «Правил охраны сооружений и природных объектов…» в соответствии с углом падения выбираем углы сдвижения в коренных породах (таблица 3.2) . Выполняется расчет углов разрыва β"иγ".

Находим значение углов разрывов в диагональном направлении β´ и γ´для чего используем номограмму, вместо углов сдвижения используем углы разрывов. Полученные значения занести в таблицу.

В характерных точках охраняемого контура под наносами определить глубину залегания пластов. Для этого из отметки поверхности вычесть мощность наносов и отметку почвы пласта.

Определить длину перпендикуляра по формулам 3.6 и 3.7. Заполнить таблицу.

В характерных точках на линиях максимального разлива воды откладываем по нормали к этим линиям длины соответствующих отрезков q (в сторону восстания пласта) и l (в сторону падения пластов). Получаем точки, лежащие на границах зоны опасного влияния водного объекта. Границей зоны опасного влияния со стороны падения пласта является горизонт безопасной глубины. Со стороны восстания она ограничивается технической границей шахты.

Определить запасы угля в целике.

Составить отчет по практической работе. Оформить план тушью. Сдать отчет по работе не позднее трех дневного срока.

Тема 3.5 Построение предохранительного целика под группу объектов (2 часа)

Выписать исходные данные

Нанести на план объекты промплощадки, горизонтали поверхности, изогипсы почвы пласта

Построить охраняемый контур. Для этого через угловые точки объектов промплощадки провести линии параллельные линии простирания и падения пласта.

От охраняемого контура откладывают в масштабе величину бермы. (Таблица 3.1)

Через центр охраняемого контура проводятся два вертикальных сечения вкрест и по простиранию пласта.

Строятся вертикальные разрезы по этим направлениям. На разрезах показать линии горизонтов, положение поверхности, линию контакта коренных пород с наносами, положение объектов промплощадки, точки на границах бермы, положение пласта

Выбрать величину углов сдвижения φδ,β,γ. Из «Правил охраны сооружений и природных объектов…» в соответствии с углом падения выбираем углы сдвижения в коренных породах. (Таблица 3.2)

От охраняемого объекта на разрезе в крест простирания откладывают величину бермы и проводят след плоскости сдвижения под углом φ до пересечения с контактом наносов и коренных пород.

В полученных точках строят следы плоскостей сдвижения в коренных породах под угломβ по восстанию пласта и под углом γ по падению пласта.

Точки пересечения полученных линий с почвой пласта на разрезе в крест простирания проецируют на разрез по простиранию.

На разрезе по простиранию от охраняемого контура откладывают величину бермы. Из полученных точек проводят следы плоскостей сдвижения под углом φ до пересечения с линией контакта наносов и коренных пород.

Из полученных точек проводим линии следы плоскостей сдвижения под углом δ.

Точки пересечения с разреза по простиранию переносят на план и строят границы целика.

Определяют запасы полезного ископаемого по формуле

Составить отчет по практической работе. Оформить разрезы и план тушью. Сдать отчет по работе не позднее трех дневного срока.

Практическая работа №4

Тема: Расчет и построение зон ПГД

Оборудование: калькуляторы, техническая литература, формат А3, чертежные принадлежности

Цель: приобрести навыки в расчете и построении зон ПГД

Проверяемые результаты обучения:

ОК 1; ОК 2; ОК 3; ОК 4; ОК5;ОК6; ОК7; ОК8; ОК9;

ПК 2.5;

Уметь: определять границы опасных зон;

вести контроль за соблюдением мер безопасности при ведении горных работ у границ опасных зон.

Знать: классификацию опасных зон; методику построения границ опасных зон.

Количество часов - 2 ч

Форма контроля : оценка результатов практической работы

Порядок работы

Выписать исходные данные

По номограмме, используя значения Н (глубина залегания пласта) и m_в (вынимаемая мощность пласта) – определяют l - ширину зоны опорного давления.

Определить дальность влияния зоны ПГД.

Для этого определяется безразмерное отношение ,

гдеа – ширина целика, м

и по номограмме определяется безразмерное отношение ,

где N – величина дальности влияния.

Для перевода безразмерных отношений в размерные отношения N необходимо .

На вертикальный разрез нанося влияющий и отрабатываемый пласты, положение очистного забоя на отрабатываемом пласте.

От границ целика провести линии под углом 60° в кровле и почве пласта – граница зоны повышенной опасности ЗПО.

Вычислить дальности влияния под целиками:

ЗПО – зона повышенной опасности ;

ОЗ – опасная зона ;

ПЗ - прогнозная зона ;

над целиками:

ЗПО – зона повышенной опасности ;

ОЗ – опасная зона ;

ПЗ - прогнозная зона .

Вычисленные дальности влияния зон ПЗО, ОЗ и ПЗ отложить в кровле и почве пласта перпендикулярно напластованию. По полученным точкам проводят линии параллельно влияющему пласту. Получают ПЗО, ОЗ и ПЗ над и под пластом.

Составить отчет по практической работе. Оформить разрез тушью. Сдать отчет по работе не позднее трех дневного срока.

Рисунок 4.1. Номограммы для определения ширины зоны опорного давленияl

а— для глубины 200—1200 м; б— для глуби­ны 20—280 м

Рисунок 4.2 Номограммы для определения даль­ности влияния зон ПГД при проходе лав: а— под целиками — краевыми частями; б — над це­ликами — краевыми частями:1— ЗПО; 2— 03; 3—ПЗ (сплошная линия — для перпендикулярных цели­ков, пунктирная — для параллельных).

Рисунок 4.3 Общая схема построения зон ПГДот целика

Практическая работа №5

Тема Расчет и построение опасных зон по внезапным выбросам угля, газа и горным ударам

Количество часов – 2 часа

Оборудование: калькуляторы, техническая литература, формат А3, чертежные принадлежности

Цель работы: Получить навыки в расчете и построении опасных зон по внезапным выбросам угля газа и горным ударам

Проверяемые результаты обучения:

ОК 1; ОК 2; ОК 3; ОК 4; ОК5; ОК6; ОК7; ОК8; ОК9;

ПК 2.5;

знать:

З21меры охраны зданий, сооружений от влияния подземных геотехнологий;

З22способы построения предохранительных целиков;

Количество часов - 2 ч

Форма контроля : оценка результатов практической работы

Порядок работы

Выписать исходные данные

По исходным данным построить разрез вкрест простирания пласта. На разрезе изобразить защитный пласт.

При построении зоны ПГД краевой части пласта, ее влияние при отработке пластов, опасных по внезапным выбросам и горным ударам, распространяется в кровлю на 250 м и в почву 200 м. Зоны ПГД строятся только для тех целиков, которые по размеру превышают величину 0,1l(l - ширина зоны опорного давления).

Определяется эффективная мощность

при управлении кровлей - полное обрушение

,м(5.1)

гдеm – вынимаемая мощность защитного пласта,

При управлении кровлей – закладка выработанного пространства

, м(5.2)

k– коэффициент, учитывающий компрессионные свойства закладки (k=0.2, при гидравлической закладке; k= 0,3, при пневматической и других видах закладки; k= 0,7 если управление кровлей осуществляется на кострах).

/ — защищенная зона; // — незащищенная зона; /// — зона повышенного горного давления

Размеры защищенной зоны в кровле и почве пласта определяются по формулам:

; (5.3)

где - коэффициент, зависящий от способа управления кровлей:

, (5.4)

но не может быть более 1м.

- критическое значение мощности защитного пласта; ,определяется по номограмме рисунок 5.2

- коэффициент, учитывающий процентное содержание песчаников в толще пород междупластья:

; (5.5)

S´₁ и S´₂– определяются по таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Определение S´₁ и S´₂

Таблица 5.2 Определение углов δ и φ

При построении зон ПГД в плоскости пласта от контура целика (краевой части) откладываются величины:

и(5.5)

Соответственно для надработки и подработки целика.

Практическая работа №6

Тема Построение предохранительного целика под затопленный участок

Оборудование: калькуляторы, техническая литература, формат А3, чертежные принадлежности

Цель работы: Получить навыки в построении предохранительного целика под затопленный участок

Проверяемые результаты обучения:

ОК 1; ОК 2; ОК 3; ОК 4; ОК5; ОК6; ОК7; ОК8; ОК9;

ПК 2.5;

знать:

З21меры охраны зданий, сооружений от влияния подземных геотехнологий;

З22способы построения предохранительных целиков;

Количество часов - 2 ч

Форма контроля : оценка результатов практической работы

Порядок работы

Выписать исходные данные

По исходным данным построить план, вертикальные разрезы по простиранию пласта и вкрест простирания пласта.

Определить размеры барьерного целика

, м (6.1)

гдеm – вынимаемая мощность пласта, м

Н- глубина разработки, м;

L– протяженность подземных теодолитных ходов, м

Размер барьерного целика определяется на и вентиляционном и откаточном , горизонтах и вкрест простирания пласта .

, м (6.2)

На горизонтальной проекции от границ выработанного пространства на вентиляционном горизонте откладывается величина d₁, полученные точки со­ответствуют границам барьерного целика по простиранию пласта на вентиляцион­ном горизонте. На откаточном горизонте от границ выработанного пространства откладывается величина d₂, а полученные точки соответствуют границам барьерного целика по простира­нию пласта на откаточном горизонте.

Для получения границы барьерного целика по падению пласта от границы очистной выемки откладывается горизонтальная проекция величины d₃. Полученные точки явля­ются границей барьерного целика по па­дению пласта.

Из «Правил охраны» определяются углы разрывов. , ,, Углы разрывов ,и принимаются на 10 больше соответствующих углов сдвижения, приведенных в таблице 3.1, но не должны превышать 90.

От границ барьерного целика на разрезе вкрест простирания проводят линии под углами разрывов - по восстанию пласта, - по падению пласта до пересечения с почвой пласта.

На разрезе по простиранию пласта от границ барьерного целика проводят линии сдвижения до пересечения с почвой пласта.

Переносим полученные точки с разрезов на план и получаем границу предохранительного целика.

Определяем запасы угля в целике

Составить отчет по практической работе. Оформить план тушью. Сдать отчет по работе не позднее трех дневного срока.

Рисунок 6.1 Графическое построение охранного целика от затопленных выработок вышележа­щего пласта

Критерии оценки выполнения практических заданий

Оценка «отлично» ставится, если обучающийся выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий; в ответе правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления; правильно выполняет анализ ошибок.

Оценка «хорошо» ставится, если обучающийся выполнил требования к оценке "5", но допущены 2-3 недочета.

Оценка «удовлетворительно» ставится, если обучающийся выполнил работу не полностью, но объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы; в ходе проведения работы были допущены ошибки.

Оценка «неудовлетворительно» ставится, если обучающийся выполнил работу не полностью или объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов.

Оценивание защиты контрольных вопросов

Оценка «отлично» ставится в том случае, если обучающийся:

- правильно понимает сущность вопроса, дает точное определение и истолкование основных понятий;

- строит ответ по собственному плану, сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации;

- может установить связь между изучаемым и ранее изученным материалом из курса « Основы горного дела»,а также с материалом, усвоенным при изучении других дисциплин.

Оценка «хорошо» ставится, если:

- ответ удовлетворяет основным требованиям к ответу на оценку 5, но дан без использования собственного плана, новых примеров, без применения знаний в новой ситуации, без использования связей с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изучении других дисциплин;

- допущена одна ошибка или имеется не более двух недочетов , но они могут быть исправлены самостоятельно или с небольшой помощью преподавателя.

Оценка «удовлетворительно» ставится, если :

- правильно понимается сущность вопроса, но в ответе имеются отдельные пробелы в усвоении вопросов курса « Основы горного дела»,не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала;

- допущено не более одной грубой ошибки и двух недочетов.

Оценка «неудовлетворительно» ставится, если:

- обучающийся не овладел основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы и допустил больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 3.

Список рекомендуемых источников

Основные источники:

1 Правила охраны зданий и сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных разработок по угольным месторождениях ПБ 07 269-98, дата актуализации 01.01.2018

2 Инструкция по производству маркшейдерских работы [Текст]/М.: Федеральный горный и промышленный надзор России, 2003-75 с., дата актуализации 18.03.14.

3 Условные обозначения для горной графической документации [Текст]/М.: недра, 1981-304 с. :ил., Минуглепром СССР. - М.: Издательство "Недра" [Текст]/М., 1981 , дата актуализации 01.01.2018 г.

4 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ, Горная графическая документация, ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК Rock graphic documentation. Symbolsforundergroundworking ГОСТ 2.855-75, дата актуализации, 01.01.2018

5 Суботин А.И., Никифоров, Инструкция по маркшейдерскому учету объектов горных работ при добыче ископаемых открытым способом, РД 07-604-03 [Текст]/М.: Суботин А.И., Никифоров С.Э. 2015, дата актуализации 22.05.15

6 Ежемесячный научно-технический и производственно-экономический журнал «Уголь» [Текст]/М., 2018-1 с.

Дополнительные источники:

Маркшейдерия [Текст]: Учебник для вузов/ М.Е. Певзнер [и др.]; Под ред. М.Е. Певзнера. – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2015. – 419 с.: ил.

Маслов А.В. Геодезия [Текст]: Учебник для студентов высших учебных заведений/ А.В. Маслов, А.В. Гордеев, Ю.Г. Батраков - Издательство "Колос", 2016. - 597с.

Борщ-Компониец, В.И. Основы геодезии и маркшейдерского дела [Текст]: Учебник для техникумов/В.И. Борщ-Компониец. - М.: Недра, 1987

Федоров, Б.Д. Основы геодезии и маркшейдерского дела [Текст]: Учебник для техникумов/Б.Д. Федоров, Ю.Н. Коробченко. - М.: Недра, 1985

Интернет-ресурсы:

http://markscheidergeo.ru/mmaterial/msmgpribory/100-mgpposobie -Спиридонов, В.П. Маркшейдерско-геодезические приборы [Текст] Учебное пособие / В.П. Спиридонов

http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=2744979 – Синанян, Р.Р. [Текст]Маркшейдерское дело: Учебник для вузов./ Р.Р. Синанян— М.: Недра, 1982. — 303 с.

http://www.biblioclub.ru/book/79284/ -Попов, В. Н. ,Букринский, В. А. ,Бруевич П. Н.

Геодезия и маркшейдерия. Учебник для вузов. Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений Под редакцией:   В. Н. Попов, В. А.,  Букринский, П.Н. Бруевич 3-е изд. - М.: Горная книга, 2010. - 452 с.

www.GIAB-online.ru - информационный портал Российского научно-технического журнала по горному делу.

http://www.mwork.su/ - информационный портал для горняков. Союз маркшейдеров России.

http://geostart.ru/ - Геодезия.

http://cis.kuzstu.ru/umk/?action - информационный портал КузГТУ.

http://www.batkivshchyna.net/- Геодезия. Курс лекций.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/341961-metodicheskie-ukazanija-po-vypolneniju-prakti