1. 8. Маркшейдерские работы при применении на карьерах транспортно-отвальных мостов с роторными и многоковшовыми экскаваторами

Транспортно-отвальный мост представляет собой агрегат, который объединяет в один непрерывный производственный процесс экскавацию, транспортировку и размещение породы в отвале. Он устанавливается в карьере поперек фронта горных работ и соединяет вскрышные забои с отвалами. При работе транспортно-отвальный мост сочленяется с роторными или многоковшовыми экскаваторами.

Основными частями транспортно-отвального моста (рис. 9, 10) являются: 1 и 2 — соответственно отвальная и забойная опоры; 3 и 4 — отвальная (разгрузочная) и забойная фермы (консоли); 5 — ферма пролетного строения; 6 — главный конвейер.

Рисунок 9. Транспортно-отвальный мост

Рисунок 10. Общая схема транспортно-отвального моста

Маркшейдерские работы при эксплуатации транспортно-отвального моста включают съемку уступов, контроль за горизонтальной, вертикальной и угловой подвижностью моста, а также контроль за деформациями его металлоконструкций. Прежде всего необходимо осуществлять контроль за плановым положением и уклоном рельсовых путей под опорами и их соответствием паспортным данным моста.

Съемка уступов. При работе на карьерах транспортно-отвальных мостов в комплексе с многоковшовым или роторным экскаваторами маркшейдерская съемка уступов является важной для определения объемов горных работ. Съемка выполняется одним из рассмотренных выше способов. Кроме известных способов съемки откосов можно применить и косвенный — по параметрам роторного колеса.

Горизонтальной подвижностью моста называется возможность изменения горизонтального расстояния между осями его опор. При движении моста вдоль забоя расстояние между опорами может меняться в определенных пределах его телескопичности, указанных в паспорте агрегата. Величина горизонтальной подвижности при движении моста зависит от расстояния между осями путей отвальной и забойной опор.

Для контроля горизонтальной подвижности вдоль рельсовых путей или непосредственно по ним прокладываются теодолитные ходы, которые должны опираться на точки плановой основы. Перпендикулярно к фронту работ разбиваются профильные линии. По каждому профилю от сторон теодолитного хода способом ординат измеряют расстояния до ближнего рельса и пересчитывают расстояния до оси пути. Створы сторон теодолитного хода выносят с помощью теодолита и отмечают шнуром или рулеткой. Положение профильных линий, по которым производятся домеры, отмечают на рельсах мелом или краской. Результаты полевых работ обрабатываются и наносятся на план масштаба 1:500—1:1000. В этом случае искомые расстояния между осями путей определяются графически. Расстояния между осями путей опор могут определяться также дальномером, засечками и другими способами с ошибкой не более 0,3 м. Если обнаружится, что эти расстояния близки к установленным для данного агрегата предельным значениям, то должна быть немедленно сделана перестилка путей опоры моста.

Вертикальной подвижностью моста называется возможность изменения превышения между его опорами, которое зависит от отметок рельсов под ними. Изменение этого превышения не должно быть больше допустимых пределов, указанных в паспорте агрегата.

Контроль за вертикальной подвижностью выполняется геометрическим нивелированием технической точности путей опор. Рейка при нивелировании устанавливается на головки рельсов против меток на профилях, нанесенных при определении горизонтальных расстояний между опорами. Нивелирные ходы при этом должны опираться на реперы высотной основы карьера. По результатам нивелирования составляют совмещенный продольный профиль путей опор, по которому определяют превышения между ними. Полученные превышения, а также вычисленные продольные и поперечные уклоны путей и сравниваются с проектными.

В случае превышения допустимой вертикальной подвижности опор моста даются рекомендации по ее устранению. Для исправления профиля рельсового пути маркшейдер в необходимых местах устанавливает сторожки с указанием на них рабочих отметок.

Угловой подвижностью моста называется возможность отклонения продольной оси моста от нормального положения к фронту работ при отработке тупиковых и криволинейных участков карьера. Допустимые значения углового отклонения указаны в паспорте агрегата.

Контроль за угловой подвижностью моста проводится с целью определения величины допустимого опережения забойной опоры относительно отвальной и необходимого соотношения скоростей передвижения мостовых опор.

Фактическое значение углового отклонения моста φ и опережения Q забойной опоры определяется графически по плану расположения моста (рис 11).

Предельное опережение забойной опоры может быть определено по формуле:

, ()

где а — величина пролета моста при его нормальном положении относительно фронта работ;

а₁ — величина пролета по косому направлению;

φ – допустимое значение углового отклонения моста.

Разность между а₁ и а характеризует величину изменения пролета, которая не должна превышать установленную для данной конструкции моста.

Рисунок 11. Схема отработки тупика транспортно-отвальным мостом

Соотношение скоростей V₁ и V₂ передвижения опор на криволинейном участке устанавливают по среднему радиусу кривизны R и длине пролетной части моста (расстоянию между его опорами) П по формуле

. ()

Маркшейдер в процессе работы моста при отработке тупика должен систематически выполнять съемку, контролируя соблюдение установленных параметров.

Контроль за деформациями металлоконструкций транспортно-отвальных мостов. С целью предупреждения опасного нарастания деформаций несущих и опорных металлоконструкций производят их съемку в вертикальной и горизонтальной плоскостях для определения упругих деформаций в конструкциях при максимальной их динамической нагрузке во время работы, а также остаточных деформаций в нерабочем состоянии моста.

Для определения величины деформации ферм перед съемкой в масштабе 1:100 составляют план и вертикальные проекции верхнего и нижнего поясов по проектным размерам элементов фермы и сопоставляют их с фактическим положением ферм (поясов), полученным в результате контрольной съемки.

Вертикальную съемку выполняют периодически, в установленные предприятием сроки. Горизонтальную же съемку выполняют в особых случаях и при остановке работ на зимний период. Порядок производства контрольной съемки и ее точность, а также и другие способы определения деформаций конструкций моста регламентируются специальными инструкциями.

При горизонтальной съемке на верхнем и нижнем поясах моста в каждом узле металлической конструкции отмечают точку в местах пересечения осей балок. Крайние точки, расположенные над опорами моста, будут фиксировать осевую линию. Для создания визирного направления вдоль осевой линии используется оптическая труба теодолита с большим увеличением или лазерный визир.

Для определения поперечных деформаций фермы моста измеряют расстояния от узловых точек до осевой линии способом ординат. Измерения выполняют с помощью линейки или ординатометра, устанавливаемого перпендикулярно к визирной оси теодолита в местах измерения ординат.

Измеряются также расстояния последовательно между всеми узловыми точками 1—19 ℓ₁, ℓ₂, .... ℓ₁₉ вдоль оси с помощью стальной компарированной рулетки с миллиметровыми делениями при постоянном натяжении. Графическое совмещение полученных результатов измерений с проектными данными позволяет определить величину деформации.

Рисунок 12. Схема контроля за деформацией металлоконструкций

Определение деформаций ферм моста в вертикальной плоскости производится, как правило, геометрическим нивелированием по узловым точкам 1, ..., 19 относительно исходного горизонта (головка рельс), связанного с нивелирным репером. Высота с исходного горизонта передается с помощью стальной рулетки на репер, заложенный на отвальной опоре на горизонте нижнего пояса фермы. Дальнейшее нивелирование выполняется замкнутым ходом, невязка не должна превышать 5 мм. На основе сопоставления проектного профиля с фактическим, составленных в масштабе 1:100, выявляются величины вертикальных деформаций ферм моста.

1.9. МАРКШЕЙДЕРСКИЙ УЧЕТ ОБЪЕМОВ ВСКРЫШИ И ДОБЫЧИ

Объем вскрыши и добычи на карьере определяется с целью контроля оперативного учета вскрыши и добычи. Маркшейдерские данные об объеме вскрыши и добычи являются основой для уточнения выполнения плана горным предприятием, а также начисления заработной платы рабочим.

Учет вскрыши и добычи в основном производится по крупномасштабным рабочим планам и профилям масштаба 1:500, составленным по результатам съемок и замеров горных работ на начало и конец отчетного периода (подекадно, помесячно).

Выбор способа подсчета объемов произведенной вскрыши зависит от рельефа поверхности, характера горных работ, вида маркшейдерской съемки. Применяют способы вертикальных и горизонтальных сечений, среднего арифметического, объемной палетки и другие.

Способ вертикальных параллельных сечений применяется для определения объема выемки траншеи или заходки, имеющих сравнительно правильную вытянутую форму на плане. Объем определяется по формуле:

,

где S₁, ..., S_n — площади сечений; ℓ₁, ..., ℓ_n-1 — расстояния между сечениями; ℓ₀, ℓ₀’ – средние расстояния от крайних сечений 1(n) до края блока (рис.107).

Рисунок 107.

Способ горизонтальных сечений применяется для подсчета объема выемки в пределах блока уступа, имеющего сложную конфигурацию на плане, но сравнительно постоянную конфигурацию откосов.

Рисунок 108.

Объем определяется по формуле

, ()

где S_B, S_H — площади верхнего и нижнего сечений; h_СР — средняя высота блока, определяемая как разность средних отметок характерных контурных точек верхнего и нижнего оснований блока.

Способ объемной палетки применяется для подсчета взорванных пород или отвала, если они изображены на плане в проекции с числовыми отметками. Объем определяется по формуле

,

где S — площадь прямоугольника палетки; п — число точек палетки в контуре подсчета; h_i — высота слоя измеряемых пород в точках палетки.

Рисунок 109: а – палетка, наложенная на график изолиний; б – ведомость для подсчета суммы высот.

При съемке горной массы в развале подсчет объема производят по вертикальным сечениям. Переход от объема разрыхленной горной массы к объему в целике осуществляют путем деления измеренного объема на коэффициент разрыхления:

,

где V_Ц - объем блока в целике, V_Р - объем горной массы в развале после взрыва.

Коэффициент разрыхления вычисляют по результатам определения объема блока до взрыва (в целике) и объема горной массы после взрыва в тех же контурах блока:

K_Р = V_P / V_Ц,

При этом объем взорванной горной массы может быть определен следующим образом:

V_P=V_Р ' + ΔV_P, ()

где V_Р ' — объем горных пород после взрыва в пределах видимого контура при съемке в целике; ΔV_P — поправка за обобщение этого контура. Она равна

ΔV_P = (0,03h² + 0,7h²) L, ()

где h — средняя высота блока (уступа), м; L — длина блока, м.