Расчет элементов земельного отвода

Расчет элементов площадей земельного отвода производится на основе анализа земель, изымаемых из народнохозяйственного оборота, и количественной оценки изымаемых под отвалы промышленных отходов и восстанавливаемых площадей с учетом обоснованного направления рекультивации.

Структура площадей зависит от отраслевой принадлежности предприятия. Для освоения месторождения недропользователь должен иметь горноотводный акт с указанием геометрических границ горного отвода (контур карьерного поля по состоянию на конец отработки) и акт земельного отвода с указанием (в плане) границ участков поверхности, изымаемых горным предприятием. Горный отвод включает в себя как участок поверхности для размещения карьерного поля (отчуждаемый на основании акта земельного отвода), так и участок недр, содержащих полезные ископаемые. Все площади, предназначенные для строительства сопутствующих производству объектов (отвалы твердых отходов, хвостохранилища, шламонакопители и др.), отчуждаются актом земельного отвода.

Общая площадь отчуждаемых земель F_общ включает земельный отвод под промплощадку карьера F_к, земельный отвод под санитарно-защитную зону F_сзз, и земельный отвод под вспомогательные объекты F_в. С учетом площадей F_и, занимаемых инженерными сетями и коммуникациями (дороги, ЛЭП, трубопроводы и др.) изымаются площади Fис на 15-20 % больше расчетных, т.е.

Fобщ = Fк +Fв =Fк +(Fcзз +Fо +Fппп +Fпрс +Fс ) +Fис (1.1)

или Fобщ =(Fк +Fв ) *1,2 ,га (1.2)

где все линейные размеры приняты в метрах.

Вскрытие карьерного поля осуществляется капитальной горной выработкой внешнего заложения – капитальной траншеей площадью F_кт (располагаемой вне площади карьера). Окончательно

Fобщ =(Fк +Fв ) х1,2 +Fкт ,га (1.3)

Далее рассчитываем изымаемые площади.

Площадь карьерного поля определяется его размерами в плане на конец отработки карьера по формуле (1.6).

Fк =LхB , га (1.4)

где L – карьерного поля, м; В – ширина карьерного поля, м. Значения L и В берутся из таблицы 1.1 по варианту.

Площадь капитальной траншеи по верху:

F_кт = (В_кт + Н_к ctg α_к) х (Н_к/i) , га (1.5)

где В_кт – ширина основания капительной траншеи, м; α_к – угол откоса бортов траншеи (при глубине Н_к до 30 м α_к =35^о, при Нк˃30 м α_к =30^о); i – уклон траншеи, тысячных При расчете данной формулы берется цифра по уклону траншеи та, которая дана в задании. Данные для расчета по формуле 1.5 - в таблицах 1.2 и 1.3.

Расчет объемов складируемых отходов при внешнем размещении техногенных массивов. Площадь, занимаемая внешним отвалом, зависит от общего объема складируемых отходов и принятой высоты отвала Н_о

Площадь, занимаемая внешним отвалом, зависит от общего объема складируемых отходов V_общ и принятой высоты отвала Н_о.

Объём вскрыши при отработке карьера:

V_кар=А_в·Т·К_р , (1.6)

где А_в - годовой объём вскрыши, тыс.м³;

Т - срок существования карьера, лет;

К_р – коэффициент разрыхления пород в отвале (от 1,05 до 1,2).

Данные для расчета по формуле 1.6 по вариантам приведены в таблице 1.4.

Объём вскрыши траншеи:

V_тр = ((В_ктхН_к)хl_тр)+((Н_к/tgα_к)х((Н_кхl_тр)/2); м³ (1.7)

где В_кт - ширина основания траншеи, м (в таблице 1.2);

Н_к - конечная глубина карьера, м (в таблице 1.3);

l_тр - длина траншеи, м (рассчитывается по формуле 1.8).

l_тр =Н_к/i, м, (1.8)

где Н - конечная глубина карьера, м; i – угол траншеи (в этой формуле значение угла траншеи, данное в задании необходимо поделить на 1000). Данные для расчета по формуле 1.7 в таблицах 1.2 и 1.3 , по формуле 1.8 – в таблице 1.3 (Н_к), в таблице 1.2 (i).

Таблица 1.1 – Параметры карьерного поля по вариантам заданий.

Таблица 1.2 – Параметры капитальной траншеи: ширина капитальной траншеи по низу (В_кт) иуклон траншеи (i) по вариантам заданий.

Продолжение таблицы 1.2

Таблица 1.3 – Глубина карьера (Н_к) по вариантам заданий

Таблица 1.4 – Данные по объему вскрыши при отработке карьера по вариантам заданий.

Общий объём вскрыши равен:

V_oбщ=V_кар+V_тр , м³,(1.9)

При расчете необходимо учитывать следующее: рациональная технология отвалообразования с последующей рекультивацией предопределяет форму отвала, приближающуюся к геометрически правильной фигуре; углы откосов отвала должны обеспечивать его устойчивость; откосы подлежат террасированию при высоте террас h_т = 8-10 м, ширине горизонтальной площадки (бермы) z = 4-10 м и углах откоса террасы β_т = 15-20^о; профилактика водной эрозии бермы обеспечивается обратным поперечным уклоном 1,5-2^о (рисунок 1.2).

Расчетная ширина полосы под откосом отвала (В_шпо) может быть определена по уравнению

В_шпо = Н_осtgβ, (1.10),

где Н_о – высота отвала, м (в таблице 1.6 по варианту); β – результирующий угол откоса (рисунок 1.2)

Однако целесообразней определить ее графическим построением (рисунок 1.2) и после этого измерить результирующий угол откоса β (ПРИМЕР 1.1), по которому будем вычислять параметры отвала в формулах 1.11 и 1.12. Для отвалов, располагаемых на землях сельскохозяйственного и лесохозяйственного назначения, рекомендуется принимать два яруса (две террасы) по вертикали в целях минимальных ландшафтных нарушений.

Геометрические и объемные параметры отвала в форме усеченной пирамиды (рисунок 1.3). Размеры сторон основания а и поверхности с отвала рассчитываем по формулам 1.11 и 1.12:

, м (1.11)

, м (1.12)

Рисунок 1.2 - Сечение откоса отвала: β_т - угол откоса террасы;

β - результирующий угол; h_т - высота террасы; z - берма террасы,

Н_о – высота отвала; В_шпо – ширина полосы под откосом отвала.

Рисунок 1.3 Геометрические параметры внешнего отвала в форме усеченной пирамиды: - сторона основания пирамиды, - ширина полосы под откосом отвала, - высота отвала, - рекультивируемая поверхность

ПРИМЕР 1.1

Вычисление результирующего угла β