CS265618B1 - Hopper body stabilization - Google Patents

Description

Vynález se týká zpevnění výsypkového tělesa např. u výsypek povrchových lomů.

Stabilita .svahů výsypkových těles skrývkových hmot je rozhodujícím a limitujícím článkem rozvoje lomové těžby hnědého uhlí. V současné době jsou vytvářena vnější a vnitřní výsypková tělesa, která dosahují výšek 100 a více metrů a rozkládají se na plochách o rozměru de2 sítek km . Výsypková tělesa jsou velmi často situována do území negativních inženýrskogeologických znaků. Jedná se o morfologii podložky, její zvodnění, neúnosnost, nízkou geomechanickou kvalitu apod. Též vlastní sypanina, která je v převážné většině tvořena podílem jílovitých zemin# nemá vždy dostatečné pevnostní geomechanické parametry. Navíc vývoj výsypky je procesem dlouhodobým jak z hlediska výstavby, tak z hlediska přetvářných geomechanických procesů, které v tělese zemního tělesa probíhají.

Úkolem báňské geotechniky je řešit otázky stability vysokých výsypkových svahů a jejich etáží, otázku zabezpečení různých objektů celospolečenských i provozních, které se nacházejí v blízkosti paty výsypkových těles s cílem minimalizovat velikost ochranných pásem mezi chráněnými objekty a patou výsypky. V některých provozních případech je nutno chránit důležité provozní stacionární objekty a zařízení, situované do těsného kontaktu s patou výsypky nebo výsypkového etáže. Jedná se nejčastěji o pásové odtahy, jejich poháněči a vratné stanice, drtiče, nakládací zařízení, trafostanice, rozvodné a čerpací stanice apod.

Stabilizace sesuvů pomocí opěrných náspů je jedna z klasických metod sanací z oblasti železničního a silničního stavitelství. Tyto metody slouží ke stabilizaci a odvodnění pasivních patních částí vzniklých sesuvů, ale i ke stabilizaci aktivních odlučných oblastí sesuvů, respektive k zamezení jejich rozšíření do předpolí. Pro svou pracnost a možnost nahrazení jinými způsoby moderní technické stabilizace svahů jsou i v této oblasti inženýrských staveb dnes právem opomíjeny.

V lomovém hornictví byly tyto metody úspěšně aplikovány již při řešení problémů na dopravních trasách automobilové, kolejové a ojediněle i dálkové pásové dopravy. Vesměs to však bylo v období malolomové koncepce těžby uhlí. Nyní jsou však nahrazovány metodou stabilizace pomocí podzemních milánských a pilotových stěn, opěrných zdí různé konstrukce, kotvením apod., které jsou investičně náročnější.

V současné běžné báňské provozní praxi, hlavně v oblasti výsypkového hospodářství, jsou však tyto moderní technické metody prakticky nepoužitelné. Je to způsobeno hlavně tím, že se jedná o způsoby časově, ekonomicky a materiálově nákladné. V rozměrech výsypek a při jejich deformačních účincích není prakticky technicky možné ani tyto moderní metody nadimenzovat.

Problém není možno řešit ani klasickými opěrnými náspy.

t

Uvedené nedostatky odstraňuje zpevnění výsypkového tělesa podle vynálezu, jehož podstatou je, že v podélné ose výsypkového tělesa proti směru předpokládaného pohybu zemních hmot výsypkového tělesa je před patní linií uspořádána skupina žeberních bloků a ve svahové části výsypkového tělesa v oblasti koncentrovaného napětí je uspořádán deformační práh mající tvar podélné rýhy. Mezi žeberníml bloky a deformačním prahem je umístěno v celé délce deformačního prahu opěrné patní těleso tvořené násypem majícím v profilu tvar lichoběžníku.

Jestliže je výsypkového těleso v pohybu, jsou umístěny žeberní bloky před předpokládanou pozicí patní linie nebo před pohybující se patní linií v závislosti na zástavbě území a deformační práh a opěrné patní těleso se vytváří následně.

Zpevnění výsypkového tělesa podle vynálezu je technicky velmi jednoduché, využívá plně možnosti stávajícího parku pomocné mechanizace a konstrukční materiál, který je k dispozici na povrchovém lomu. Výhodou je, že stabilizační prvky a deformační zóny je možno navrhovat již ve fázi projektové přípravy a tedy zajišťovat jejich realizaci v potřebném časovém a prostorovém předstihu. Pro vyskytující se podmínky uplatnění je možná opakovatelnost rozměrových a typových návrhů, což má i operativní uplatnění při řešení neodkladných havarijních situací, které se v báňském provozu vyskytují.

Vlastní stabilizační žeberní blok a vytvořené deformační pásmo může v konkrétních podmínkách lokality plnit i funkci drenážní a odvodňovací, čímž se zvyšuje jeho účinnost. Stabilizační účinek žeberního bloku nevyvozuje pouze těsnější sepětí výplně žeberního bloku, ale též aktivně spolupůsobí i boční tření na ploše nadzemní části žeberního bloku a při skupinovém uspořádání i klenbovitý rozklad napětí na jednotlivé bloky.

Na připojených výkresech je schematicky znázorněno zpevnění výsypkového tělesa podle vynálezu, kde na obr. 1 je znázorněno umístění žeberních bloků v patní části výsypky a umístění deformačního prahu ve svahové části výsypky v její neutrální zóně, na obr. 2 je detail žeberního bloku s odvodňovací funkcí, na obr. 3 je řez A-A’ z obr. 2 a na obr. 4 je řez B-B' z obr. 2.

Zpevněný výsypkového tělesa podle vynálezu lze využít v případě, kdy se zjistilo nebezpečí porušení stability svahu výsypkového tělesa 2· Zpevnění lze aplikovat zásadně u svahu výsypkového tělesa 2/ který je ještě stabilní a nebo již došlo k porušení stability výsypkového tělesa 2·

V podélné ose výsypkového tělesa 2 proti směru předpokládaného pohybu zemních hmot výsypkového tělesa 2 ^se vybuduje před patní linií 2 skupina žeberních bloků 2 ^{a ve} svahové části 2 výsypkového tělesa 2 ^se vybuduje v oblasti koncentrovaného napětí deformační práh 2 mající tvar podélné rýhy. Šířka deformačního prahu je dána předpokládaným posunem patní linie

2_ výsypkového tělesa 2· Mezi žeberními bloky 2 ^a deformačním prahem 2 se vytvoří v celé délce deformačního prahu 2 opěrné patní těleso 2' které má opěrnou funkci a je tvořeno násypem majícím v profilu tvar lichoběžníku.

V případě, že výsypkové těleso 2 3^{e v} pohybu, budují se žeberní bloky 2 před předpokládanou pozicí patní linie 2 nebo před pohybující se patní linií 2 v závislosti na zástavbě území. Deformační práh 2 ^a opěrné patní těleso 2 ^se P^a^ vybudují následně, aby se dosáhlo většího stabilizačního účinku a především zastavení deformačních účinků na blízké objekty nebo liniové stavby.

Šířka žeberních bloků 2 j® 15 až 25 m. Délka žeberních bloků 2 odpovídá dvojnásobku jejich šířky, tj. 30-50 m, aby mohlo dojít k nasunutí pohybujících se zemních hmot mezi žeberními bloky 2· ^se zvyšuje stabilizační efekt ještě o tření na nadzemní části žeberního bloku 2 ^a zároveň vzniká i klenbový efekt mezi sousedními žeberními bloky 2· Osová vzdálenost mezi žeberními bloky 2 3® dána dvojnásobkem šířky jednotlivých žeberních bloků 2 ^a je 30 až 50 m. V praxi se osvědčily žeberní bloky 2 ° půdorysném rozměru 40x25 m, 30x20 m a 25x15 m.

Zahloubení jednotlivých žeberních bloků 2/ tj. hloubka jejich základové spáry, odpovídá hloubce dosaženého únosného a geomechanicky vhodného podloží, je 1 až 2,5 m a nemá přesahovat hodnotu 3 m.

Nadzemní část žeberního bloku 2 výšku 2 až 5x větší než je hloubka zavázání, tedy 4 až 8 m. Boční sklony žeberního bloku 2 ^se volí podle druhu a kvality konstrukčního materiálu a nejsou plošší než 1:1,5.

Kubatura žeberních bloků 2 se v závislosti na konkrétní situaci pohybuje v rozpětí 1 500 3 až 3 000 m . Konstrukční výplňový materiál musí splňovat minimální geomechanické pevnostní kritéria:

objemová hmotnost 20 kN.m úhel vnitřního tření 30° velikost skeletu větší než 10 cm.

Horniny použité do konstrukce žeberního bloku 2 musí být nerozbřídavé, objemově stálé a nenáchylné na negativní vliv atmosférických účinků. Vhodným konstrukčním materiálem jsou např. hrubé netříděné štěrky, sutě skalních hornin, netříděný lomový kámen z poloskalních a skalních hornin, drcené tříděné kamenivo velikosti přes 10 cm. Hrubozrnný a blokový ostře vypálený porcelánit. Do nadzemní části žeberního bloku 3 je možno použít drobnějšího materiálu než do části základové.

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Zpevnění výsypkového tělesa vyznačené tím, že v podélné ose výsypkového tělesa (1) proti směru předpokládaného pohybu zemních hmot výsypkového tělesa (1) je před patní linií (2) uspořádána skupina žeberních bloků (3) a ve svahové části (4) výsypkového tělesa (1) v oblasti koncentrovaného napětí je uspořádán deformační práh (5) mající tvar podélné rýhy a mezi žeberními bloky (3) a deformačním prahem (5) je umístěno v celé délce deformačního prahu (5) opěrné patní těleso (6) tvořené násypem majícím v profilu tvar lichoběžníku.

2. Zpevnění podle bodu 1 vyznačené tím, že při pohybu výsypkového tělesa (1) jsou umístěny žeberní bloky (3) před předpokládanou pozicí patní linie (2) nebo před pohybující se patní linií (2) v závislosti na zástavbě území a deformační práh (5) a opěrné patní těleso (6) je vytvořen následně.