2.6.5. Контрольні запитання

1. Які методи побудови стійкого профілю укосу в породних масивах Ви знаєте?

2. Чим відрізняються підходи Н.Н. Маслова та В.В. Соколовського до побудови криволінійних профілів укосу?

3. Напишить рівняння граничної рівноваги для масиву порід в уступі висотою Н та кутом укосу α , стійкий профіль укосу в якому побудовано за методом Н.Н. Маслова?

4. З якою метою використовують метод Н.Н. Маслова в практиці гірничовидобувного виробництва?

5. В чому різниця розглянутих вище методів від методів побудови профілю укосу з криволінійною формою за Г.Л. Фісенком та Фелленіусом?

6. Накресліть на перерізі уступу, як будуть діяти напруження по криволінійній площадці ковзання (побудовані за В.В. Соколовським).

2.7 Вивчення способу внімі (метод г.Л. Фісенка) для побудови стійкого профілю укосу та його розрахунків. Завдання №7

2.7.1. Мета роботи

Освоєння методів побудови криволінійних площадок ковзання в масиві гірських порід та їх розрахунку за граничною рівновагою.

2.7.2 Програма завдання

Ознайомитися з графічним та графо-аналітичним методами Г.Л. Фісенка (спосіб ВНІМІ) для побудови та розрахунку стійкого профіля укосу масивів гірських порід.

Для конкретного (заданого) уступу кар’єру побудувати профіль площадки ковзання та розрахувати зсувні та утримуючі сили. Оцінити отриманий профіль за умовою граничної рівноваги. Намітити заходи щодо підтримання на побудованому профілі умов граничної рівноваги.

2.7.3. Порядок виконання роботи

В масштабі накреслити відповідно до варіанту (див. вихідні дані до завдання №5) переріз уступу висотою Н з кутом укосу α. За розрахованими величинами Н₉₀ і ξ на перерізі уступу графічно побудувати потенційно можливу площадку ковзання з використанням методу Г.Л. Фісенка.

Розділивши виділену призму можливого обрушення на 8...10 елементарних вертикальних стовпчиків розрахувати у кожному з них зсувну та утримуючу сили ( ). Після цього визначити загальну суму цих сил та порівняти їх між собою.

Коли тотожність зазначених сил не витримується необхідно намітити заходи для підтримання умов граничної рівноваги .

Такими заходами може бути:

• зміна кута укосу уступу без зміни його висоти;

• зміна висоти уступу без зміни кута укосу.

Змінивши параметри уступу за прийнятими вище заходами необхідно, після цього, повторити побудову криволінійної площадки ковзання на уступі та виконати перевірку її за умовою граничної рівноваги.

2.7.4. Вихідні дані

Висота уступу Н та кут укосу α, а також показники характеристик порід масиву приймаються згідно з варіантами завдання №5.

2.7.5 Теоретична частина

Для побудови графічним способом потенційної площадки ковзання попередньо розраховуються величини Н₉₀, а та ξ за виразами:

; ;

;

Побудова площадки ковзання виконується в наступній послідовності (рис. 2.9):

Рис.2.9 Схема побудування криволінійної площадки ковзання

1. На перерізі уступу , який накреслено в масштабі (1:10, 1:20, 1:25, 1:50, 1:100, 1:200) відкладається берма можливого обрушення АВ = а.

2. З т. А і В донизу проводяться вертикальні лінії, на яких відмічаються т. 1 і 2 на відстані А1 = В2 = Н₉₀.

3. 3 точок 1 і 2 проводяться лінії назустріч одна одній під кутом ξ до вертикалі. На пересіченні цих лінії відмічається точка 4.

4. З нижньої брівки уступу, т. С, до укосу відкладається кут ξ та проводиться лінія С3.

5. У т. С та 4 відміряється кут 90˚ відповідно до лінії С3 та 24. Під цим кутом проводяться лінії від точки О до точки 4 та точки С.

6. Точка О є центром циліндричної лінії від точки С до точки 4. Циркулем проводиться ця лінія.

7. У результаті зазначених у п. 1 – 6 побудов графічно отримуємо потенціальну поверхню (площадку) ковзання В 2 4 С.

Умовою граничної рівноваги масиву порід за виділеною вище потенційною площадкою ковзання є:

.

Відповідно до розкладу сил, що діють в елементарному вертикальному стовпчику шириною b (див. рис.2.9) ; . А з урахуванням формули, яка відображає закон Кулона:

, або

Отримуємо умову граничної рівноваги:

;

Підставивши замість сили маємо:

,

де – висота порід в і-му елементарному стовпчику (посередині його), м;α_і – кут нахилу площадки ковзання до горизонту в і-му елементарному стовпчику, град; l_і – довжина пощадки ковзання в і-му елементарному стовпчику, м.

Якщо умови за останнім рівнянням виконуються, або ж права його частина декілька більша за ліву (на 1...5%) то побудована площадка ковзання є дійсною. Коли ж ці умови не дотримані, необхідно змінити кут укосу уступу α – зменшити його на 2...3˚, та повторити всі побудови площадки ковзання і перевірити її за умовою граничної рівноваги.