Построение предохранительного целика под отдельное здание способом вертикальных разрезов

Министерство  образования и науки  Российской  Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Кузбасский  государственный  технический университет имени  Т.Ф.Горбачева»

Филиал КузГТУ в г.Прокопьевске

 

Кафедра геологии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа №1

по дисциплине «Маркшейдерское дело»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

1.  Решение  горно – геометрических задач по маркшейдерским планам……………………………….....................................................	3
2.  Построение предохранительного целика под отдельное здание способом вертикальных разрезов…………………………...	9
3.   Составление комплекта структурных графиков угольного пласта и подсчет запасов угля на разведанном участке,,………….	12
Список литературы……………………………………………………	24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Задание № 1

Решение  горно – геометрических задач по маркшейдерским планам

Цель задания:

Ознакомиться со способами решения  различных горнотехнических задач  по маркшейдерским планам.

 Исходные данные:

Пласт угля разведан тремя вертикальными  скважинами и вскрыт на горизонте +50 м вертикальным стволом. Координаты устьев разведочных скважин и  ствола приведены в таблице 1. Нормальная мощность пласта -        m = 2,5 м,  плотность угля – γ -1,3т/м³ . Отметка рельефа местности 155 м. Мощность наносов – 20 м.

Координаты подсечения почвы пласта

                                                                                                          Таблица 1

№ скважин	Координаты устьев скважин, м
	X	Y	Z
А	115	115	44
B	285	160	125
С	175	265	105
Ствол	285	235	50

Порядок выполнения задания:

1. По координатам (X, Y) наносим на план в масштабе 1:2000 устья разведочных скважин и ствола.

2. Учитывая высотные отметки точек подсечения почвы пласта в скважинах, строим изогипсы почвы пласта следующим образом. Для построения изогипс почвы пласта на плане соединяем устья всех скважин и ствола по кротчайшим расстояниям без их взаимного пересечения прямыми линиями и, учитывая высотные отметки почвы пласта, путем интерполирования, определяем на этих линиях точки с отметками +100м и +50м. Точки с одинаковыми отметками соединяем плавными линиями, которые и являются изогипсами почвы пласта (лист 8).

Из-за ограниченного числа исходных данных, рассматриваемый участок  почвы пласта принимаем в виде плоскости, а изогипсы почвы пласта представляют собой параллельные линии.

3. От вертикального ствола на  плане проектируем положение  квершлага на горизонте +5Ом  и строим вертикальный разрез  по линии квершлага. Для построения  разреза проводим горизонты высот,  т. е. параллельные горизонтальные  линии +100м, +200м и т.д. На одну  из этих линий переносим с  плана точки 1; 2 и устье вертикального  ствола без искажения расстояния  между ними. Точки по значению  отметок их на плане проецируем  на соответствующие горизонты  и соединив их получим почву пласта. Затем от ствола на горизонте +50 м проводим квершлаг до пересечения с пластом. На горизонте +155м проводим линию поверхности и отложив от нее 20 м в низ проводим линию наносов. Продолжив линию почвы пласта до пересечения с линией наносов, получим точку выхода почвы пласта под наносы. От полученной линии на расстоянии равным m =2,5м проводим линию кровли пласта до пересечения с линией наносов. Переносим положение этих точек с разреза на план, проводим через них линию параллельную изогипсам почвы пласта. Таким образом получаем линию выхода паста под наносы.

Графически на вертикальном разрезе  определяем глубину ствола и длину  квершлага. L_cтв=105m, L_кв=190,79м.

4. Определяем элементы залегания пласта. Элементами залегания пласта являются угол падения плоскости пласта δ и дирекционный угол линии ее простирания α.

За угол простирания принимаем  горизонтальный угол α , измеряемый по ходу часовой стрелки от положительного направления оси X до направления простирания плоскости пласта (лист 8). За линию простирания плоскости принимаем изогипсу плоскости пласта, а за ее направление принимаем такое направление, относительно которого падение плоскости будет вправо (α =120°21'51").

Угол падения δ - это угол, составляемый линией наибольшего ската плоскости с плоскостью проекции. Угол δ - измеряем на вертикальном разрезе по линии наибольшего ската плоскости (лист 8) или вычисляем по формуле:

 

δ = 25°33'05"

где ∆Z - разность отметок соседних изогипс, м;

L - кротчайшее расстояние между изогипсами в плане, м.

5. По изогипсам +100м и +50м на плане проводим вентиляционный и конвейерный штреки. Под квершлаг предусматриваем целик 20м. Далее от границы целика проектируем очистные работы на два квартала с учетом подвигания (S) лавы З0 м/мес.
6. Определяем промышленные запасы угля на проектном участке отработки пласта.

 

где S - площадь отработки пласта на плане, м² ;

m - нормальная мощность пласта, м;

γ - плотность угля, т/м³;

δ - угол падения пласта, градус.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вертикальный  разрез по линии квершлага

М 1 : 2000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Задание 2.

Построение предохранительного целика под отдельное здание способом вертикальных разрезов.

Цель задания:

Научиться строить предохранительные  целики способом вертикальных разрезов.

Исходные данные:

Охраняемый объект - здание техникума  размерами 60*25м. Мощность наносов - h= 10 м, глубина залегания пласта под охраняемым объектом - Н=195м. Угол падения пласта - α=29°, мощность пласта –         m =2,45м. Угол между длинной стороной охраняемого объекта и линией простирания пласта - 30°. Размер предохранительной бермы - а=20м. Порядок выполнения задания:

1. Строим план расположения охраняемого объекта и пласта (линию падения и простирания пласта) в масштабе 1:2000.

2. Вычисляем безопасную и предельную глубину разработки по формуле:

 

 

 

где m - вынимаемая мощность пласта, м;

к_Е - коэффициент, определяемый в зависимости от угла падения пласта;

ε_д - допустимые горизонтальные деформации;

ε_п - предельные значения горизонтальных деформаций.

3. Строим предохранительный целик по пласту способом вертикальных разрезов в следующей последовательности.

Изображаем на плане охраняемую площадку в виде прямоугольника, стороны  которого касаются внешних углов  здания и параллельны линиям простирания пласта. Охраняемый контур увеличиваем с целью запаса на величину бермы.

В соответствии с углом падения  пласта выбираем углы сдвижения в  коренных породах (δ=80°, β=82°-α=53°, γ=80°). Угол сдвижения в наносах принимаем как в сухих и нормальной влажности наносах (φ=55°).

Строим вертикальный разрез вкрест простирания и по простиранию пласта по линиям, проходящим через центр охраняемого объекта. Переносим с плана на разрезы охраняемый объект и берму вокруг него. От бермы откладываем угол сдвижения φ в наносах, далее углы сдвижения δ (на разрезе по простиранию пласта) и β, γ на разрезе вкрест простиранию пласта до пересечения с пластом.

4. Подсчитываем запасы в целике по формуле:

 

где S - площадь отработки пласта на плане, м ;

m - нормальная мощность пласта, м;

γ - плотность угля, т/м³;

δ - угол падения пласта, градус

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Практическая работа

Составление комплекта  структурных графиков угольного  пласта и подсчет запасов угля на разведанном участке.

Цель задания:

Ознакомиться со способами изображения  формы и условий залегания  пласта и методикой подсчета запасов  твердых полезных ископаемых.

 Исходные данные:

Угольный пласт разведан сетью  вертикальных разведочных скважин  по прямоугольной сетке. Расстояния между разведочными линиями составляет L=220 м и между скважинами по разведочным линиям – l =165 м. Данные по разведочным скважинам сведены в таблицу 2. Мощность наносов составляет – 10 м.

Разведочные данные

Таблица 2

№ скважин	Отметка устьев скважин, м	Отметка почвы пласта, м	Нормальная мощность пласта, м
1	2	3	4
1	390,6	380,5	0,10
2	390,1	335,1	3,90
3	388,8	280,3	4,75
4	387,6	340,7	5,11
5	386,5	375,2	1,30
6	390,5	302,1	5,43
7	389,5	230,3	4,32
8	388,1	120,0	4,66
9	387,0	240,3	4,84
10	385,8	290,1	4,60
11	390,3	256,2	5,05
12	388,9	140,4	4,28
13	387,6	5,2	4,26
Продолжение таблицы 2
14	386,4	150,4	4,05
15	385,2	252,3	4,11
16	389,6	254,0	4,86
17	388,2	110,2	3,74
18	387,0	-5,1	3,59
19	385,8	120,1	3,76
20	384,5	250,1	3,62
21	389,0	252,1	4,84
22	387,7	20,4	3,81
23	386,4	-10,0	3,40
24	385,1	25,4	3,64
25	383,7	248,2	3,80

Порядок выполнения задания:

1. Приступаем к построению плана, на который наносим по исходным данным устья разведочных скважин. Выбираем масштаб для построения плана - 1:2000.
2. Для построения разрезов выбираем масштаб, соответствующий масштабу плана. Предварительно проводим горизонты высот, т. е. ряд горизонтальных параллельных линий, удаленных друг от друга на расстояния, равные разностям отметок, которыми обозначены горизонты, в масштабе построения.

Переносим с плана точки, обозначающие устья скважин, на одну из линий горизонта  без искажения расстояния между  ними. Из полученных на разрезе точек  восстанавливаем перпендикуляры к  горизонтам высот, на которых в соответствии с отметками устья и почвы отмечаем земную поверхность и почву пласта по каждой скважине. От точек почвы по нормали вверх откладываем в масштабе нормальные мощности по соответствующим скважинам, в результате чего получаем кровлю пласта. Устья скважин соединяем плавными линиями, образуя земную поверхность. Точки почвы и кровли пласта так же соединяем плавными линиями, получая соответственно кровлю и почву пласта.

Продолжая линии кровли и почвы  за пределы крайних скважин, встретивших  полезное ископаемое, учитывая тенденцию  изменения угла падения пласта, находим  точки встречи кровли и почвы  на разрезах с линией границы наносов.

3. Для построения изогипс почвы пласта используем построенные разрезы. Высота сечения изогипс принята 100 м. Точки пересечения горизонтов с линией почвы пласта называют ступенчатыми точками. Переносим их с разрезов на план на соответствующую разведочную линию. Точки с одинаковыми отметками на плане соединяем плавными кривыми, которые и являются изогипсами почвы пласта.

Для построения плана изомощностей пласта на плане расположения скважин указываем мощности в каждой скважине. Изолинии мощности пласта строим способом многогранников. Интерполяцию между двумя замерами при отстраивании одновременно нескольких изолиний производим с помощью палетки. Для этого на прозрачной основе изготавливаем палетку, которая представляет из себя систему параллельных линий равноудаленных друг от друга прямых. Параллельные линии палетки оцифровываем в соответствии с отметками отстраиваемых изолиний. Расстояние d должно быть больше расстояния между самими ближайшими замерами на плане.

На плане прочерчиваем линию, соединяющую  замеры. Затем накладываем палетку  таким образом, чтобы каждый замер  лег на соответствующую ему линию  палетки.