Рабочая тетрадь по выполнению лабораторных и практических работ по профессиональному модулю ПМ. 02 Маркшейдерское обеспечение ведения горных работ для студентов 4 курса специальности 21.02.14 Маркшейдерское дело

Министерство образования Иркутской области
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Иркутской области «Бодайбинский горный техникум»
Цикловая комиссия геолого-маркшейдерских дисциплин
ПМ. 02 Маркшейдерское обеспечение ведения горных работ
Отчет
по выполнению практических работ
Выполнил студент _________________________
Вариант _________________________________
Группа __________________________________
Курс ____________________________________
Проверил преподаватель Тихонова О.Н.
Бодайбо
2015
Практическая работа 5.1.
Тема: Решение задач при строительстве горного предприятия.
Цель: Научиться решать некоторые задачи, возникающие в период строительства горного предприятия.
Задание:
Упражнение 1. Производится разбивка двух линий на местности теодолитом между пикетами 3 – 1 и 3 – 5 с заданными уклонами i1-3 и i3-5 при помощи теодолита установленного в точке 3. Высота инструмента I, абсолютная высотная отметка точки Н3 = 478,240 м уклоны i и расстояния между пикетами l записать в таблицу 1.
Таблица 1
Номер варианта Уклоны Высота инструмента I, мм Высотная отметка точки 3 Н3, м Расстояния между пикетами, мi1-3 i3-5 l1-2 l2-3 l3-4 l4-5
Необходимо:
Подготовить данные для разбивки теодолитом на местности двух линий по заданным уклонам.
Определить проектные высоты точек разбивки.
Описать методику производства разбивочных работ.
Решение:
Для подготовки данных для разбивки на местности теодолитом двух линий по заданным уклонам вычислить углы наклона
Определить проектные высоты точек 1, 2, 4, 5
3165475105410 Упражнение 2. Для определения объема цилиндрической емкости для хранения нефтепродуктов (рис. 17) и координат ее центра точки С, измерением в поле получены исходные данные, которые представлены в таблице 2: расстояние от пункта съемочной сети В да емкости d, углы наклона при визировании на верхнее δ1 и нижнее δ2 основания емкости, расстояния от точки съемочной сети до емкости по касательным l1 и l2, точки К1 и К2 определенные по вертикальной нити теодолита, горизонтальные углы между опорной стороной АВ и касательной β и между касательными γ, дирекционный угол опорной стороны αАВ и координаты точки съемочной сети В XВ, YВ.
Таблица 2
Номер варианта Расстояния, мУглы Координаты, мS l1 l2 δ1 δ2 β γ αАВ XВ YВ
Необходимо:
Определить объем емкости.
Определить координаты центра емкости.
Решение:
Определить объем емкости в следующей последовательности:
Определить среднее расстояние между длинами касательных l1 и l2
Определить расстояния от точки К1 до цента емкости из треугольника СВК
Определить площадь основания емкости
Определить расстояние ВС от точки съемочной сети до центра емкости
Определить дирекционный угол направления ВС αВСВычислить приращения координат ∆x, ∆y и координаты центра емкостиxC, yC388937543180Упражнение 3.
Для определения высоты дна котлована (рис. 18) была проведена передача высотной отметки от Рп. Высотная отметка известного репера НРп, отсчеты по рейкам а, в и отсчеты по рулетке Р1, Р2 записать в таблицу 3.

Таблица 3
Номер варианта Абсолютная отметка репера НРпОтсчеты по рейкам, ммОтсчеты по рулетке, мма в Р1Р2Необходимое: Определить высоту дна котлована.
Решение:
Высоту дна котлована определить по формуле
Вывод:
4056380-73660Практическая работа 5.2.
Тема: Составление проекта вертикальной планировки промплощадки. План и картограмма земляных работ при планировки под горизонтальную и наклонную площадки. Подсчет объемов земляных работ.
Цель: Освоить методику составления проекта вертикальной планировки участка под горизонтальную и наклонную площадки.
Задание: По результатам геометрического нивелирования участка промплощадки по квадратам с размерами сторон 20 м, были получены превышения точек (вершин квадратов) относительно точки с известной высотной отметки – репера Rp 30 (рис.19). Отметка репера Rp 30, а также данные для составления проекта планировки наклонной площадки: исходная точка наклонной плоскости и ее проектная отметка, угол простирания наклонной плоскости и проектный уклон приведены в таблице 4.
Таблица 4
Номер варианта Отметка репера Rp 30 Исходная точка наклонной плоскости Проектная отметка (исходной точки) Угол простирания наклонной плоскости Уклон
Необходимо:
Используя превышения и отметку репера Rp 30 вычислить отметки всех вершин квадратов.
Построить план участка промплощадки в масштабе 1:500 с сечением горизонталей через 0,25 м.
Составить проект планировки участка под горизонтальную площадку с учетом нулевого баланса земляных работ.
Составить проект планировки участка под наклонную площадку, заданную точкой с проектной отметкой, дирекционным углом простирания и величиной уклона.
Составить картограммы земляных работ и произвести расчет объемов по выемке и насыпи грунта при обоих способах планировки.
Решение:
В масштабе 1:500 построить сетку квадратов, подписать фактические отметки каждой вершины квадрата и построить план поверхности.
Составить проект планировки участка под горизонтальную площадку с учетом нулевого баланса земляных работ:
Определить проектную отметку
Рабочие отметки
Для построения линии нулевых работ определить расстояния до точек нулевых работ
Определив местоположение точек нулевых работ, прямолинейными отрезками пунктирной линии обозначить на картограмме линию нулевых работ.
Определить объемы земляных работ (расчеты ведутся в таблице 5)
Вычислить суммарные объемы выемки и подсыпки
Проверить баланс земляных работ
Таблица 5
Насыпь Выемка
Номера фигур Площадь фигуры Средняя рабочая отметка Объем Номера фигур Площадь фигуры Средняя рабочая отметка Объем
Итого Итого Составить проект планировки участка под наклонную площадку, расчеты свести в таблицу 6:
Построить наклонную плоскость, заданную точкой с проектной отметкой, дирекционным углом простирания и величиной уклона iОпределить заложение плоскости
По горизонталям определить проектные отметки
Высчитать рабочие отметки
Для построения линии нулевых работ определить точки пересечения горизонталей земной поверхности с одноименными горизонталями наклонной площадки, путем наложения двух планов друг на друга.
Определить объемы земляных работ
Таблица 6
Насыпь Выемка
Номера фигур Площадь фигуры Средняя рабочая отметка Объем Номера фигур Площадь фигуры Средняя рабочая отметка Объем
Итого Итого Вывод:
Практическая работа 5.3.
Тема: Вынос в натуру центра и осей шахтного ствола
Цель: Освоить методику подготовки исходных данных для вынесения на местности центра и осей шахтного ствола, заданных в проекте координатами центра и дирекционным углом главной оси.
Задание: На основании проектной документации строительства получены координаты пунктов опорной геодезической сети на территории промышленной площадки XА, YА и XВ, YВ и центра вертикального шахтного ствола (точка Р) XР, YР; дирекционный угол главной оси ствола ∝оси. Исходные данные приведены в таблице 7.
Таблица 7
Номер варианта Координаты , м Дирекционный угол главной оси ствола
Точка АТочка ВТочка РX Y X Y X Y Необходимо:
Произвести расчет элементов разбивки для выноса в натуре центра вертикального шахтного ствола, точки Р, с пунктов А и В геодезического обоснования на территории промплощадки.
Определить линейную погрешность вынесения центра ствола полярным способом, если точность построения на местности разбивочного угла составляет mβ= ±20′′, а относительная погрешность откладывания расстояния – 1:5000.
Подготовить данные для вынесения центра ствола угловой засечкой с пунктов А и В.
Определить, с какой точностью следует перенести в натуру горизонтальные углы, чтобы обеспечить вынесение центра ствола угловой засечкой с двух пунктов с абсолютной погрешностью МР= ±0,05 м.
Описать методику построения углов на местности при вынесении центра ствола угловой засечкой теодолитом с точностью отсчетных приспособлений ±30′′, чтобы обеспечить требуемую точность построения углов.
Произвести расчет элементов разбивки для выноса главной оси шахтного ствола.
Составить план.
Решение:
Подготовить данные аналитическим способом для вынесения центра ствола (точка Р) полярным способом: горизонтальный (разбивочный) угол βA и расстояние SAP по формулам обратной геодезической задачи
Выполнить оценку точности вынесения центра ствола полярным способом
Подготовить данные для вынесения центра ствола (точка Р) угловой засечкой: горизонтальные (разбивочные) уголы βA (определен в п. 2)и βВУгол в определяемой точке РДлина стороны АВ
Выполнить оценку точности вынесения центра ствола угловой засечкой.
Описать методику построения углов на местности при вынесении центра ствола угловой засечкой теодолитом с точностью отсчетных приспособлений ±30′′, чтобы обеспечить требуемую точность построения углов.
Рассчитать разбивочный угол для вынесения в натуре главной оси ствола
По координатам исходных точек А и В геодезического обоснования и центра ствола составить план.
Вывод:
Практическая работа 5.4.
Тема: Составление проекта на проведение закругления околоствольных выработок с увязкой проектного полигона в плане.
Цель: Освоить методику подготовки исходных данных для маркшейдерского обслуживания проведения горных выработок на закруглениях.
Задание: Западный и Восточный штреки проводятся встречными забоями, находящихся к моменту начала работ в следующем положении: забой Западного штрека находится на расстоянии dЗ.Ш-97 от маркшейдерской точки 97 с координатами X97, Y97, расположенной на оси штрека, дирекционный угол штрека α96-97; забой Восточного штрека отстоит от маркшейдерской точки 42 с координатами X42, Y42 на расстоянии dВ.Ш-42, расположенной на оси штрека, дирекционный угол штрека α41-42. Проектная ширина штреков 3,2 м.
Координаты точек маркшейдерской сети X97, Y97 и X42, Y42; расстояния от маркшейдерских точек 97 и 42 до забоев Западного и Восточного штреков dЗ.Ш-97 и dВ.Ш-42; дирекционные углы Западного и Восточного штреков α96-97 и α41-42; скорости подвигания забоев штреков vЗ.Ш. и vВ.Ш. и радиус закругления штреков на участке сбойки R приведены в таблице 8.
Таблица 8
Номер варианта Расстояния от маркшейдерских точек 97 и 42 до забоев, мКоординаты точек маркшейдерской сети, мДирекционные углы Западного и Восточного штреков Радиус закругления R, м Скорости подвигания забоев, м/сdЗ.Ш-97
Запад-ного штрека dВ.Ш-42
Восточ-ного штрека X97 Y97 X42 Y42 α96-97 α41-42 vЗ.Ш. Запад-ного штрека vВ.Ш. Восточ-ного штрека
Необходимо:
Составить план в масштабе 1:500.
Определить основные элементы закругления.
Вычислить координаты точки пересечения осей штреков (ВУ), начала (НК), конца (КК) и середины закругления (СК).
Определить расстояния между точками съемочной сети и НК, КК.
Вычислить геометрические элементы для проведения криволинейного участка (количество хорд, центральный угол для хорды, длину хорды, разбивочные углы для задания направлений).
Произвести увязку проектного полигона на участке закругления в углах и координатах.
Вычислить расстояние между забоями до начала работ и время, необходимое на сбойку.
Решение:
Определить основные элементы закругления
Угол поворота
Тангенс (Т), биссектрису (Б), длину кривой (К) определить по формулам или по таблицам для разбивки горизонтальных и вертикальных круговых кривых и закруглений с переходными кривыми на автомабильных дорогах
Вычислить координаты точки пересечения осей штреков (ВУ), начала (НК), конца (КК) и середины закругления (СК)
Координаты точки пересечения осей штреков (ВУ) определить по формулам Гаусса
Решением прямой геодезической задачи определить координаты начала (НК), конца (КК) и середины закругления (СК)
Определить расстояния между точками съемочной сети и НК, КК
Вычислить геометрические элементы для проведения криволинейного участка
Количество хорд
Центральный угол для хорды
Длину хорды
Разбивочные углы для задания направлений
Произвести увязку проектного полигона на участке закругления в углах и координатах. Расчеты вести в ведомости вычисления координат (табл. 9).
Ведомость вычисления координат
Таблица 9
№ точек Горизонтальные
углы, β Дирекционные
углы,
α Гориз. проложения, S Приращения координат Координаты
Вычисленные Исправленные изме-ренныеисправ-ленные±∆X±∆Y±∆X±∆YX Y
Вычислить расстояние между забоями до начала работ и время, необходимое на сбойку
подвигание штреков составит:
западного
восточного
Составить план сбойки в масштабе 1:500.
Составить схему контроля за направлением при проходке криволинейного участка выработки в масштабе 1:100.
Вывод:

Практическая работа 6.1.
Тема: Определение параметров сдвижения горных пород.
Цель: Освоить методику определения параметров сдвижения горных пород.
Задание: При наблюдении за деформациями земной поверхности, подработанной подземными работами, на наблюдательной станции получены высоты реперов из двух серий наблюдений: до процесса оседания и после процесса оседания, а также расстояния от опорного репера до рабочих реперов до процесса оседания. Данные наблюдений приведены в таблице 52 учебно-практического пособия. К значениям абсолютных отметок полученных из серии наблюдений после процесса оседания прибавить порядковой номер в журнале группы N: H2 м + 0,00N м. К расстояниям от опорного репера до рабочего также необходимо ввести поправки, соответствующие порядковому номеру в журнале группы N: D м + N м.
Необходимо:
В ведомости вычисления сдвижений и деформаций (табл. 10) произвести аналитическую обработку результатов наблюдений, определить оседание реперов, наклоны интервалов, кривизну, горизонтальные сдвижения реперов и горизонтальные деформации интервалов.
Построить графики оседания реперов, наклонов, кривизны, горизонтальных сдвижений и горизонтальных деформаций. Горизонтальный масштаб принять 1:2000, а вертикальный:оседания в 1 см 200 мм;
горизонтальные сдвижения в 1 см 100 мм;
кривизна в 1 см 0,2×10 -3 м -1;
наклоны в 1 см 5×10 -3;
горизонтальные деформации в 1 см 1×10 -3.
Установить, между какими реперами проходит граница мульды сдвижения.
Решенеие:
Произвести обработку данных наблюдений на станции в ведомости вычисления сдвижений и деформаций
Таблица 10
Ведомость вычисления сдвижений и деформаций
Номер репера Абсолютная отметка репера Н, м Расстояние от опорного репера до рабочих реперов D, м Оседание, η, ммДлина интервалов, мГоризонтальное сдвижение ξ, ммНаклон i, 1×10-3 Кривизна , 1×10-3 м-1 Горизонтальная деформация ε, 1×10-3
до процесса оседания H1после процесса оседания H2до процесса оседания D1после процесса оседания D2 до процесса оседания l1после процесса оседания l2средняя l ср1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 На миллиметровой бумаге построить графики оседания реперов, наклонов, кривизны, горизонтальных сдвижений и горизонтальных деформаций.
Установить, между какими реперами проходит граница мульды сдвижения, учитывая, что при определении граничных углов за границы мульды сдвижения принимают точки с оседаниями 15 мм.
Вывод:
Практическая работа 6.2.
Тема: Построение предохранительного целика под здание.
Цель: Освоить методику построения предохранительного целика под здание школы способом вертикальных разрезов.
Задание: Здание школы, размером а×в, подлежит охране предохранительным целиком. Здание расположено над пластом угля и охраняется по II категории охраны. Ширина бермы безопасностиb=10 м. Объемный вес угля в целике γ=1,38 т/м3. Углы сдвижения: в коренных породах β=61˚ , γ=70˚, δ=60˚; в наносах φ=55˚. Нормальная мощность пласта mн=1,8 м, Глубина залегания пласта под зданием в точке С Нзал, угол падения пласта v ,мощность наносов m, размеры здания острый угол между осью абсцисс и длинной стороной здания α приведены в таблице 11.
Таблица 11
Номер варианта Размер здания школы, мГлубина залегания пласта под зданием в точке С Нзал, м Угол падения пласта v Мощность наносов m, м Угол между осью абсцисс и длинной стороной здания α
Ширина а Длина вНеобходимо:
Построить схему предохранительного целика для охраны отдельно стоящего здания школы в масштабе 1:2000.
Определить запасы угля оставляемые в целике.
Решение:
Определить безопасную глубину разработки
Построить план здания школы и оконтурить его линиями параллельными простиранию и падению пласта. Построить границы целика на разрезах вкрест простирания и по простиранию, на плане.
Поскольку оставляемый целик имеет форму трапеции, то по формуле трапеции определить площадь
Определить объем полезного ископаемого в целике
Определить запас полезного ископаемого в целике
Вывод:
Практическая работа 6.3.
Тема: Расчет устойчивости участка борта карьера.
Цель: Освоить методику расчета устойчивости участка борта карьера.
Задание: Задание: Борт карьера сложен слоистыми горными породами пологозалегающими, с углом падения (-1о) поверхностей ослабления в сторону выемки. Породы характеризуются следующими показателями (без учета слабых контактов между слоями): сцепление с = 20 т/м3; угол внутреннего трения ρ = 21˚; плотность γ = 2,5 т/м3. Показатели сопротивляемости сдвигу по контактам пород: К΄ = 0,1 Мпа; ρ΄ = 15˚. Средняя интенсивность нормального напряжения по наиболее слабому контакту = 2,45 Мпа.
Высота борта карьера Н=160-N м. Коэффициент запаса устойчивости борта n з= 1,3.
Необходимо:
Определить глубину вертикальной трещины разрыва.
Высчитать условную высоту борта карьера.
Определить ширину призмы обрушения на верхней площадке.
Построить на разрезе поверхность скольжения откоса борта карьера.
определить величины сил сдвигающих и удерживающих для каждого элементарного блока.
Определить коэффициент устойчивости откоса.
Составить и оформить отчет. Сделать вывод.
Решение:
Определить глубину вертикальной трещины разрыва образованной в верхней части откоса в результате растягивающих усилий
3909060156845
Вычислить условную высоту борта карьера
Используя график зависимости высоты откоса от его угла (см. рис.) определить углу наклона откоса α по углу внутреннего трения ρ и условной высоте H'.
Определить ширину призмы обрушения на верхней площадке
В масштабе 1:2000 построить поверхность скольжения по методу Г.Л. ФисенкоНа глубине Н1 провести поверхность ослабления ДС1 пределить суммы сдвигающих и удерживающих сил по поверхности скольжения в таблице 12.
Таблица 12
№ п/пПоказатели Ед измБлоки Итого
1 2 3 4 5 6 7 1 Площадь
Si=aihiм22 Масса блока шириной 1м Qi=Siγкг 3 Угол наклона основания блока αiград 4 Нормальные составляющие веса элементарных блоков Ni=Qicosαiкг∕м5 Касательные составляющие веса элементарных блоков Ti=Qisinαiкг∕м6 Длина основания блока по поверхности скольжения L м - Сумма сил удерживающих
- Cумма сил сдвигающих
- Коэффициент устойчивости откоса
Коэффициент устойчивости сравнивают с коэффициентом запаса
Вывод:
Практическая работа 7.1.
Тема: Составление календарного плана развития горных работ при дражной разработке месторождений полезных ископаемых.
Цель: Освоить методику составления календарного плана развития горных работ при дражной разработке месторождений полезных ископаемых.
Задание: Разработка россыпи ведется дражным способом, используют драгу 250ДГ с объемом ковша 250 л. Средняя часовая производительность Qч=320 м3/ч. Работа на дражном полигоне сезонная с непрерывной рабочей неделей. Дата пуска и остановки драги, коэффициент использования в сезоне Ки, угол откоса дражного забоя δ, мощность отработки m и ширина дражного забоя lз приведены в таблице 13.
Таблица 13
Номер варианта Дата работы Коэффициент использования Ки Угол откоса дражного забоя δМощность отработки m Ширина дражного забоя lзпуск остановка Необходимо:
Произвести расчет месячной, квартальной и сезонной производительности участка.
Составить календарный план развития горных работ в масштабе 1:2000.
Решение:
414718548895Расчет производительности участка произвести в следующей последовательности:
Определить величину заложения откоса
Определить суточную производительность драги
Рассчитать месячную производительность
Определить площадь отработки и длину уходки за месяц
Расчет свести в таблицу 13.
Таблица 13
Месяц Количество рабочих дней Производительность, м3 Площадь отработки, м2Длина уходки, м
суточная месячная Построить план
Вывод:
Практическая работа 7.2.
Тема: Составление календарного плана развития горных работ при прямом порядке отработке шахтного поля и сплошной системе разработки.
Цель: Освоить методику планирования горных работ при подземной разработке угольных пластов.
Материальное обеспечение: инженерные калькуляторы
Задание: Годовой план добычи угля 84000 т. Участок состоит из одной лавы и ведет подготовительные и очистные работы. Вынимаемая мощность пласта равна эксплуатационной mэ, плотность угля γ=1,28 т/м3, угол падения пласта на начало планируемого периода 15˚, но по простиранию уменьшается. Длина крыла лавы 1900 м. Длина очистного забоя на начало планируемого периода hн, на конец года hк.
Организация работ в лаве – один цикл в сутки nц=1 с подвиганием забоя за цикл lц, коэффициент цикличности Кц=0.9. Рабочая неделя непрерывная. Потери отбитого угля в лаве составляют П=2%, т.е. коэффициент извлечения Ки=0,98.
Эксплуатационная мощность mэ; длина очистного забоя на начало планируемого периода hн и на конец года hк; подвигание забоя за цикл lц приведены в таблице 14.
Таблица 14
Номер варианта Эксплуатационная мощность mэДлина очистного забоя Подвигание забоя за цикл lцна начало планируемого периода hнна конец года hкНеобходимо:
Произвести расчет месячных, квартальных и годовых показателей по очистному забою.
Составить план развития очистных горных работ участка на текущий год в масштабе 1:1000 или 1:2000.
Решение:
Произвести расчет месячных, квартальных и годовых показателей по очистному забою в следующей последовательности:
Определить производительность пласта
Плановая скорость подвигания очистного забоя за месяц, квартал, год
Плановая скорость подвигания очистного забоя за квартал и год определить суммированием скорости подвигания забоя за соответствующие месяцы. Расчет свести в таблицу 15.
Составить план развития очистных горных работ участка на текущий год в масштабе 1:1000 или 1:2000
Среднедействующую длину линии очистного забоя за месяц, квартал и год определить по плану горных выработок участка составленного в масштабе 1:1000 или 1:2000

Средняя расчетная длина очистного забоя, действующего в течении всего года
Определить площадь выемки за месяц
Плановая добыча угля
Расчеты свести в таблицу 15.
Таблица 15
Месяц Скорость подвигания забоя, мПлощадь выемки за месяц, м2Добыча угля за месяц, тМесяц Скорость подвигания забоя, мПлощадь выемки за месяц, м2Добыча угля за месяц, тЯнварь Июль Февраль Август Март Сентябрь Итого за квартал Итого за квартал Апрель Октябрь Май Ноябрь Июнь Декабрь Итого за квартал Итого за квартал Всего Полученное значение добычи за год сравнить с установленным годовым планом и сделать вывод.
Вывод: