Өндірістердің айналасындағы тау жыныстарының қысымын есептеу

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 21 бет
Таңдаулыға:

ӘБІЛҚАС САҒЫНОВ АТЫНДАҒЫ ҚАРАҒАНДЫ ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

ПКОҚӨ кафедрасы

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС
Тау жыныстарының физикасы
(пәннің атауы)
Тақырып: Тау жыныстарының физика-механикалық қасиеттерін есептеу, беріктік паспортын құру және тау жыныстарының қысымын есептеу

Қабылдады:
т.ғ.к., профессор Арыстан И.Д.
(оқытушының аты-жөні)
(баға)
(қолы) (уақыты)
Комиссия мүшелері: Орындаған:
Турысбеков Р.А.
(қолы, аты-жөні) (студенттің аты-жөні)
ГД-20-1
(қолы, аты-жөні) (тобы)
14
(сынақ кітапшасының шифрі, нұсқа)

Қарағанды 2022
Мазмұны
Жобалаудың бастапқы мәліметтері 5
Кіріспе 6
1. Кен орнының геологиясы туралы жалпы мәліметтер ... ... ... ... ... ... . ... ... .. 7
1.1. Стратиграфия және литология ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
1.2. Тектоника ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...8
1.3 Шахта алаңының гидрогеологиялық сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .9
2.Баланс қорларын және кен орнын игеру мерзімін анықтау 10
3. Физикалық-механикалық қасиеттерді есептеу жәнетау жыныстарының тау-кен технологиялық параметрлері 10
4.Күш паспортын құру 14
5. Жерасты тау-кен жұмыстарын жүргізу кезінде жұмыстың айналасындағы тау жыныстарының қысымын есептеу 17
6. Қорытынды 24
7. ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 25

ӘБІЛҚАС САҒЫНОВ АТЫНДАҒЫ ҚАРАҒАНДЫ ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
БМСК РМК
АҚПАРАТТЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛАР ОРТАЛЫҒЫ

АНЫҚТАМА
ҚарТУ БМСК РМК ақпараттық технологиялар орталығында ГД-20-1 тобының студенті Турысбеков Р.А. Тау жыныстарының физикасы пәні бойынша есептеу-графикалық жұмыстың салыстырмалы салғастырмалы талдауы жүргізілді. Талдау нәтижесінде есептеу және графикалық жұмыстар қормен сәйкестіктер табылмады.
Барлық мәліметтер Антиплагиат жүйесінің технологиясына сәйкес алынды. Толық ақпарат алу үшін сарапшымен толық талдау жүргізілуі тиіс.

ПКОҚӨ кафедрасының меңгерушісі ________________ А.Ж. Имашев
Қарағанды - 2022

ӘБІЛҚАС САҒЫНОВ АТЫНДАҒЫ ҚАРАҒАНДЫ ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
______Тау-кен ісі_______факультеті
_______ПКОҚӨ ______кафедрасы
Курстық жоба бойынша
№ 1 ТАПСЫРМА

_ГД-20-1_________тобының_____Тау-ке н ісі_______мамандығының студентің тегі Турысбеков аты Райымбек әкесінің аты Аскарбекович
Жобалау жетекшісі___ т.ғ.к., профессор Арыстан И.Д.______________________
Жобалау мерзімі 16.09.22 бастап 06.12.22 дейін.
Курстық жобалаудың жұмыстың тақырыбы: Тау жыныстарының физика-механикалық қасиеттерін есептеу, беріктік паспортын құру және тау жыныстарының қысымын есептеу__________________________ ____
2.Жобаның мазмұны (қандай графикалық жұмыстар мен есептеулер орындалуы қажет)_Көлденең қазбалардың көлденең қимасының мөлшерін анықтау, көлденең қазбаларды жүргізу кезінде жарылыс жұмыстарын жобалау, тұйық қазбаларды желдету жұмысын есептеу.
3.Негізгі қосымша талаптар
4.Курстық жобаны (жұмысты орындаудың жоспары)

Элементтер атауы
Мерзімдер
Ескерту
Орындалғаны туралы белгі
Богатырь көмір разрезі
16.09.2022

Баланс қорларын және кен орнын игеру мерзімін анықтау
7.10.2022

Физикалық-механикалық қасиеттерді есептеу жәнетау жыныстарының тау-кен технологиялық параметрлері
21.10.2022

Күш паспортын құру
25.11.2022

Жерасты тау-кен жұмыстарын жүргізу кезінде жұмыстың айналасындағы тау жыныстарының қысымын есептеу
06.12.2022

5.Курстық жоба аяқталды 06.12.2022
6.Жобаның бағасы_____________________________ _______________________
Жетекші т.ғ.к., профессор Арыстан И.Д.____________________________
Бекітемін: Каф.меңгерушісі____Имашев А.Ж__________________________
Жобалаудың бастапқы мәліметтері

Бастапқы деректер
Шартты белгі
Мағынасы
1
Минералдың шөгу ұзындығы, м
H
2810
2
Соққы бойындағы минералдың көлемі, м
L
610
3
Минералды қуат, м,
m
6
4
Минералды қалпына келтіру коэффициенті
Сизв
0,81
5
Кен өнімділігі, жылына миллион тонна
А
4
6
Кенді сұйылту, бірлік үлестері.
Рр
0,03
7
Шатырдағы жұмыс ені, м
В
4,5
8
Жұмыс биіктігі, м
h
3,6
9
Кеннің көлемдік салмағы, кгм³
ᵞ
2,67∙103
10
Салмағы, кгм³
ᵞн
2,52∙103
11
Пуассон қатынасы
ʋ
0,35
12
Тау жыныстарының беріктік коэффициенті
f
9
13
Серпімді толқынның жылдамдығы мс
Ср
4900
14
Тау жыныстарының кеуектілігі, %
Р
4,7
15
Құрылымдық блоктың орташа мөлшері, м
b
0,82
16
Созылу күшінің коэффициенті

0,8

Беріктік паспортын есептеу және салу орнатудағы тау жыныстарының жылжу бұрышының мәндерінде орындалуы керек α=30°, 45°, 60°
Минерал көлденең орналаласқан

Кіріспе

Геомеханика- негізгі зерттеу бағыты жұмыс істеп тұрған тау-кен кәсіпорындарының әсерінен тау-кен массасындағы механикалық процестерді зерттеу болып табылатын тау-кен ісі ғылымы.
Геомеханиканың мақсаты не болғанын түсіндіру және жер қыртысының әртүрлі бөліктерінің: оның қатты, сұйық және газ тәрізді фазаларының кернеулі-деформациялық күйін өзгертудің алдағы процестерінің дамуын болжау болып табылады.
Геомеханиканың негізгі міндеті тау жыныстарының механикалық қасиеттерінің қалыптасуын және жер қыртысының учаскелерінің кернеулерінің қайта бөліну, деформация, ығысу, қирау және қатаю процестерін реттейтін объективті заңдылықтарды белгілеу болып табылады.
Жалпы, тау-кен жұмыстары кезінде жер қыртысында болатын негізгі геомеханикалық процестерді үш топқа бөлуге болады:
Тау-кен массасында кернеулік күйдің қалыптасуы және оның тау-кен жұмыстары кезіндегі өзгеруі;
Әртүрлі формада көрінетін тау жыныстарының қозғалысы;
Табиғи және техногендік тау массасындағы динамикалық процестер мен құбылыстар.
Геомеханикадағы негізгі ұғым - тау жыныстарының қысымы немесе шахта жұмысының айналасындағы күш өрісі.
Геомеханиканың негізгі міндеттері:
* Табиғи кернеу өрісін және оның әртүрлі мақсаттағы жұмыстардың әсерінен өзгеруін зерттеу;
* Өндірістердің айналасындағы тау жыныстарының қысымын есептеу;
* Гофтың тұрақтылығын бағалау;
Геомеханика есептерін шешу кезінде келесі әдістер қолданылады:
1. Эксперименттік - өндіріс жағдайында тау жыныстарының мінез-құлқын бақылау, пайдалы қазбалар кен орындарын игеру тәжірибесін жинақтау және жалпылау кіреді. Зертханалық және далалық жағдайда тау жыныстарының физикалық-механикалық қасиеттерін анықтау сияқты. Кернеу күйін, тау жыныстарының қысымының көріністерін зерттеу; далалық деректер негізінде геомеханикалық процестердің дамуын болжау мақсатында зерттелетін объектінің физикалық модельдері жасалады.
2. Теориялық әдіс- таужыныс массасының күйін сипаттайтын шамалардың, мысалы, тау жыныстарының қасиеттері мен кернеу күйі, тау жыныстарының қысымы арасындағы аналитикалық тәуелділіктерді белгілеу. Бұл әдістерге кернеулік күйді, жұмыстардың тұрақтылығын, тіректерді, тау жыныстарының қысымын есептеудің сандық әдістері жатады.

1. Кен орнының геологиясы туралы жалпы мәліметтер

Жұмыста шахталарды дамытудың келесі нұсқалары қаралды:
- Саран шахтасын келесі шекараларда дамыту (I, Ia, Іб нұсқасы)
- Саран шахтасын біріктіру (2-нұсқа)
Саран шахтасының дербес дамуы екі бағыт бойынша қаралды - Ia нұсқасы - Саран шахтасының дамуы батыс және оңтүстік-батыс блоктардағы дайындық қорларын өңдегеннен кейін, одан әрі "Сокурская" шахтасының оңтүстік-батыс және батыс блоктарының қорларын консервациялау;
Іб нұсқасы жер үсті объектілерін кезең-кезеңмен іске қосу арқылы VI деңгейжиекті ашу және дайындаудың бекітілген жобасы бойынша Саран шахтасын дербес дамыту. Ia және Іб нұсқалары бойынша шахтаның қуаты тиісінше 900 мың т. болып қабылданады.
Шахталарды біріктіру (2-нұсқа) қаралды:
- 0 м горизонтта тасылым квершлагымен және 0 м горизонтта Саран шахтасының сутөкпе кешенін сақтай отырып және шахтада тау-кен жұмыстарын өтеу арқылы шахталарды қағу;
- Саран шахтасының "құрғақ" консервациясы - 100 м және - 200 м көлденең шығыс қанатының қорларын өңдеу.

1.1 Стратиграфия және литология

Карағанды свиталары ұсынған төменгі және орта карбонның шөгінділері, сарандық свитаның мезозой шөгінділерінің, неогендік және төрттік шөгінділердің қуатты санымен жаппай жабылуы шахталық алаңның геологиялық құрылысына қатысады.
Қарағанды қаласындағы шөгінділер К1 қабатынан бастап К20 қабатына дейінгі жалпы қуаты 650 м толық тілікпен ұсынылған. Литология және көмірленудің сипатымен свитаның төменгі (К1 - К5), ортаңғы (К5 - К15) және жоғарғы (К15 - К20) үшке бұрылыс болып бөлінген, олар төменгі кіші бұрылыстар жағалаулық - морендік болса, орта және жоғарғы - континенттік.
Қарағандының негізгі свитасында К1 көмір қабаты орналасқан, ол қалыңдығы 50 метр аргиллиттер мен алевролиттермен К2 қабатын бөліп тұрады.
Көбінесе алевролиттер, аргиллиттер және көмір қабаттары басым болып келеді және олар конгломераттар қабаттармен галькалы борпылдақ құмтастарға өтеді, ал тіліктің төменгі бөлігінде күшті конгломераттардың қабаттары кездеседі.
Өз кезегінде неогендік емес шөгінділер қуаты 0-ден 20 метрге дейінгі бөлек бытыраңқы дақтар болып, ежелгі шөгінділердің төменгі бөлігінде жатқан тығыз ала балшық болып келеді.
Төрттік шөгінділер алаңның барлық ауданын жабады және қуаттылығы 1,0 - 2,0 метрге дейінгі саз және құм түрінде көрсетілген.
К7 қабаты шайылуға ұшырайтындықтан оның қуаты қимада қабаттың толық болмауына дейін ұлғайтылудан (5,0 м) ауытқиды. Шатырда үш метрлік таңбалаушы болатын мергель бумасы бар. К7 қабатында үстіндегі жыныстардың қуаты, оны К9 қабатынан бөліп тұратын, негізінен құмтас және алевролитпен берілген. К9 қабатының жұқа тұрақсыз қуаты мен К10 қабатының жұмыс істейтін арасында ашық сұр орташа күкіртті құмтас қалыңдығы 25 метрлік басым жыныстары орналасқан.
Қарағанды свитасында К12 қыртысы ең қуатты қабат болып табылады(6 м).
К12 қабатында оны К13 қабатынан бөлетін қуатты көмірсіз қалыңдық жатыр. Бұл қалыңдық қуаты бойынша 90 метр. Ол жерде көбінесе конгломерат тәрізді құмтастар басым. Аргиллиттерде К3 фауналық көкжиегі белгіленеді.

1.2 Тектоника

Қарағанды синклиналының Солтүстік-Батыс қанатының бөлігі шахтаның құрылымдық жағдайында болады.
Көмір қабатының жалпы Солтүстік-Шығыс созылуы Оңтүстік-Шығыста 10°-15° бұрышында құлайды. Моноклинальды жату қосымша қатпарлықпен және лақтырыс және лақтырыс түрлердің үзілуінің бұзылуымен асқынған.
Шахта алаңындағы үзілімнің бұзылуы айтарлықтай, бірақ біркелкі дамымаған. Олардың басым бөлігі солтүстік-шығыс бөлігінен тұрады; алаңның оңтүстік-батыс моноклиналдық бөлігі тектоникалық болып табылады.
Әдетте, жарылу бұзылыстары қосымша қабаттардың таяныштарында және жиі үнсіз дамиды. Қатесіз бұзылулар айқын жабындары немесе шіріктері бар ауыстырып-қосқыштардың бетінің салыстырмалы төмендеу бұрышына (600-ге дейін) байланысты барлау ұңғымаларымен оңай орнатылады.
Ірі және ортаамплитудалық бұзылулар ұсақ бұзылулармен қатар жүреді, соның нәтижесінде үзілу бұзылулары пайда болады. К18 -- К13 көмір қабаттарын бөлу шегінде батыс, ++солтүстік-батыс бағыттағы төрт аймақты (оңтүстік-батыстан солтүстік-шығысқа қарай) бөліп көрсетуге болады: біріншісі -- 48, екіншісі -- I(8) және 25, үшінші-6, 6а, 6(I), ал төртіншісі-алаңның солтүстік-шығыс шекарасында орналасқан.
I(8) екінші аймақ өшетін көтеру және I(8) көтерудің жалғасында пайда болатын 25 көтеру түрінде ұсынылған. Ол шахтаның орталық және шығыс бөліктеріндегі ең үлкен амплитудаға жетеді және одан әрі оның шегінен кетеді.
Қазіргі уақытта геологиялық басқарудың орталық тақырыптық нормативтік-тізбекті экспедициясын орындау тау -- кен пайдалану жұмыстарының деректері бойынша көмір қабаттарының бұзылуының үзілу бөлігін талдайды және бағалайды. "Саран" шахтасының К14 және К12 қабаттарының үзілуін талдаудың алдын ала нәтижелері келесілерге әкеледі:
- бағыт бойынша субширот және батыс, солтүстік-батыс жазба басым;
- ауыстырып қосқыштардың басым түсу бұрыштары 20°-60° болып орналастырылады;
- қанаттардың орын ауыстыруымен бұзылулар басым;
- қарқынды бұзылуы бар аймақтардың оқшаулануы байқалады, олардың арасында бұзушылықтан бос кен алу учаскелерінің алаңдары орналасқан;
- К14 қабаттағы қазу алаңының көлемі 68%, ал К12 қабатта 21% құрайды, бұл стратиграфиялық тереңдігі бар тектоникалық бұзылыстың ұлғаюын көрсетеді.
Қазып алу учаскелері шегінде бұзылған аймақтарды орналастыру заңдылықтарын белгілей отырып, тау-кен жұмыстарының контурынан төмен жақындатылған болжамды бағалауға мүмкіндік береді: жоғары жарылу бұзылыстарын қосымша антиклиналдық қабаттың осі өтетін шахталық алаңның солтүстік-шығыс шекарасының Б шығу өшуін учаскеде және солтүстік-шығыс шекарасының бойында күту керек.

1.3 Шахта алаңының гидрогеологиялық сипаттамасы.

Гидрогеологиялық бақылау деректері бойынша "Саран" шахтасының алаңында үш сулы деңгейжиек бөлінді:
- сулы горизонт в четырехлетних аллювиальных шөгінділерінде;
- Саран қаласының мезозой шөгінділеріндегі сулы горизонт;
- Қарағанды свитасы шөгінділеріндегі төменгі карбонның су қабаты.
Төрт жылдық аллювиальды шөгінділердегі су қабаты шамалы таралған. Горизонт негізгі төменгі топырақ шөгінділерімен, кей жерлерде су өткізбейтін неогенді емес сазсыз көміледі. Су ығыстырғыш жыныстар құмдақ, ұсақ құм және қуаты 5-7 метрге дейін құм-қиыршық тас шөгінділері болып табылады.
Саран свитасы шөгінділеріндегі Сулы горизонт. Төменгі түрдің жасы жаппай таралған және борпылдақ конгломераттар мен құмтас болып табылады. Шөгінділердің юр ылғалдылығы салыстырмалы түрде жоғары емес, бұл антологиялық құраммен түсіндіріледі. Юра шөгінділерінен шахтаның тік оқпандарына ауысқан кезде су ағыны 20-30 м3сағ құрайды.
Төменгі карбонның Сулы кешені Қарағанды свитінің жыныстары, құмды, алевролитті, аргиллитті және көмір қабаттары бар. Карбонның көміртекті қалыңдығы өте аз, әлсіз жарықтар мен жыныстардың су өткізбейтін жарықтары бар жиі шайылуы арқасында.

1.4 Кен орнының барлануы және қолайлылығы

"Саран" шахтасының алаңында геологиялық барлау жұмыстары әр түрлі кезеңдерде кезең-кезеңмен жүргізілді. Жүргізілген барлау тау-кен жұмыстарының нәтижесінде барлау аймағы қалыңдығының көміртекті қалыңдығы тыныш жатқан кезде 500-300 метрге жететінін көрсетті.
Геологиялық құрылыс, қабаттық қуаттардың тұрақтылығы және көмір сапасы бойынша шахта алаңы қатты пайдалы қазбалар кен орындарының қорларын сыныптауға сәйкес I топқа жатқызылған.
Барлау дәрежесін жобалау үшін жеткілікті деп санауға болады. Алайда, тау-кен қазбаларын үңгілеу және тазалау жұмыстарын жүргізу кезінде жаңа ұсақ кездесулер мүмкіндігі бар екенін ескеру қажет: бұрғылау барлау жұмыстары бақыланбайтын амплитудалық бұзылулар.
2. Баланс қорларын және кен орнын игеру мерзімін анықтау
өндіру қысымын өндіру
Жер қойнауындағы пайдалы қазбалардың қорлары кейде бөлек есепке алынатын екі топқа бөлінеді:
өнеркәсіптік стандарттарға сәйкес келетін баланстық қорлар, яғни. қазіргі уақытта дамыту үшін үнемді;
пайдалы құрамдас бөлігінің төмендігінен, кен денелерінің қалыңдығының төмендігінен, игеру жағдайларының күрделілігінен немесе пайдалы қазбаның осы түрін өңдеудің өнеркәсіптік әдістерінің жоқтығынан, дегенмен олар баланстан тыс қорлар қазіргі уақытта пайдалануға болмайды, бірақ болашақта өнеркәсіптік даму объектісі болып табылады.
Zb = H :: L :: m:: γ,т
Zb = 2810 :: 650:: 6::2,67=29260530 т

мұндағы Zb - депозиттің баланстық қорлары, яғни.
H - кен денесінің соғу бойымен ұзындығы, м;
L - кен денесінің шөгу ұзындығы;
m - кен массасының қалыңдығы, м;
γ- кеннің көлемдік салмағы, тм;

Кен орнын игеру мерзімі кеніштің қорлары мен өнімділігіне байланысты. t=Z б∙СизвАГ∙(1-РР); жыл

t=29260530∙0,814∙106∙(1-0,03)=6,1 жыл
мұндағы t - кен орнын игеру кезеңі, жылдар;
Сизв - кен алу коэффициенті;
Рр - кеннің кедейленуі.
Ar - шахтаның жылдық өнімділігі, тжыл;
Сұйылту - кенмен бос жыныстың араласуы нәтижесінде өндірілген кендегі пайдалы компоненттер құрамының өндірістік кенмен салыстырғанда азаюы.
Сұйылту, сонымен қатар кеннің жоғалуы экономикалық зиян келтіреді.

3. Физикалық-механикалық қасиеттерді есептеу жәнетау жыныстарының тау-кен технологиялық параметрлері
Механикалық қасиеттер тау жыныстарының күш жүктемелерінің әсерінен әрекетін сипаттайды.
Тау жыныстарының негізгі (негізгі) механикалық қасиеттеріне бойлық серпімділік модулі (Юнг модулі) Е, салыстырмалы көлденең деформациялар коэффициенті (Пуассон қатынасы), қысымға беріктігі жатады.σсжжәне созылуσР.
Тау-кен технологиялық параметрлері тау-кен машиналарының аспаптың, жұмыс (P) корпустарының немесе тау-кен технологиясының әсерінен тау жыныстарының әрекетін сипаттайды. Бұл қасиеттер массивке техногендік әсер еткенде ғана көрінеді.
Созылу беріктігі деп тау жынысы үлгісі жойылатын шекті кернеу түсініледі:
σ=PF

мұндағы P - үзілу жүктемесі;
F - түсірілген жүктеме әсер ететін үлгінің көлденең қимасының ауданы.
Беріктік шегітау жыныстарының үлгілерін бір осьті сығымдау кезінде (қысылу беріктігі)σсж- тау-кен өндірісінде кеңінен қолданылатын тау жыныстарының беріктігінің сипаттамасы. Созылу беріктігі қысу беріктігінен әлдеқайда төмен. Сығылу күші созылу беріктігінен 5-8, кейде 10-40 есе жоғары.
Практикалық есептеулер үшін (егер тау жыныстарының созылуына сынау деректері белгісіз болса), тау жыныстарының созылу беріктігі кесте бойынша анықталады:

Тау жыныстарының беріктік параметрлерінің салыстырмалы мәндері
Тұқым
σРσсж
σизгσсж
τsdvσсж
Гранит
0,02-0,04
0,08
0,09
Құмтас
0,02-0,2
0,06-0,2
0,1-0,12
әктас
0,04-0,1
0,08-0,1
0,15

немесе формула бойынша
σР=0,1∙σсж
σp=0,1*90=9 МПа

Нәтижесінде:
σсж=f *10
f-тау жыныстарының беріктігі - 9
σсж=9∙10=90 Мпа
... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.