Министерство образования и науки Российской Федерации Дальневосточный федеральный университет Инженерная школа ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА ИЗОБРАЖЕНИЕ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК Методические указания к выполнению курсовой работы по инженерной графике для студентов специальности 130400.65 «Горное дело» Учебное электронное издание Составитель М.И. Каулин Владивосток Дальневосточный федеральный университет 2014 УДК622 ББК33 К 30 Составитель Каулин Михаил Иванович – доцент кафедры горного дела и комплексного освоения георесурсов, Инженерная школа (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). Инженерная графика. Изображение открытых горных выработок: методические указания к выполнению курсовой работы по инженерной графике для студентов специальности 130400.65 «Горное дело» [Электронный ресурс] / сост. М.И. Каулин; Инженерная школа ДВФУ. – Электрон. дан. – Владивосток: Дальневост. федерал. ун-т, 2014. [18 с.]. Acrobat Reader, Foxit Reader либо любой другой их аналог. – Режим доступа: http:// dvfu.ru/web/is/metodiceskie-rekomendacii Методические указания к выполнению курсовой работы «Изображение открытых горных выработок» содержат сведения и практические приемы построения открытых горных выработок. Включает в себя графические методы решения технологических задач, что способствует наиболее полному освоению дисциплины студентами по направлению 130400.65 «Горное дело». Ключевые слова: горные чертежи, изометрия, диметрия, графическая часть, пояснительная записка. Редактор В.А. Снурницына Компьютерная верстка Н.О. Ковтуна Опубликовано: 22.05.2014 Формат PDF Объем 1 МБ [Усл. печ. л. 2,1] Подготовлены редакционно-издательским отделом Инженерной школы ДВФУ [Русский остров, пос. Аякс, 10, корп. 12, Инженерная школа ДВФУ, РИО, каб. С 714] Дальневосточный федеральный университет 690950, Владивосток, ул. Суханова, 8 © Каулин М.И., сост., 2014 © ФГАОУ ВПО «ДВФУ», 2014 2 Оглавление Введение.................................................................................................................................. 4 1. Цели и задачи курсовой работы ................................................................................. 5 2. Краткие сведения об открытых горных выработках ................................................ 6 3. Общие указания к выполнению курсовой работы .................................................... 7 4. Оформление графической части задания ................................................................ 12 5. Оформление пояснительной записки ....................................................................... 12 Рекомендуемая литература.................................................................................................. 13 Приложение 1 ............................................................................................................... 14 Приложение 2 ............................................................................................................... 14 Приложение 3 ............................................................................................................... 15 Приложение 4 ............................................................................................................... 17 3 Введение Проектирование и строительство горных предприятий немыслимо без ясного понимания горным инженером пространственного положения и форм объектов горного производства: горных пород, системы горных выработок, различных подземных и поверхностных сооружений, коммуникаций, машин и механизмов. Развитию объемно-пространственного мышления студентов, закреплению знаний и умений составления чертежей будет способствовать выполнение курсовой работы по инженерной графике. Графические методы решения технологических, экономических и организационных задач дают наиболее простое представление о данном объекте или процессе и помогают принять правильные инженерные решения. 4 1. Цели и задачи курсовой работы Выполнение курсовой работы имеет следующие цели: познакомить студентов с государственными стандартами «Горная графическая документация» (ГОСТ 2.850-75…2.857-75) и особенностями составления и оформления горно-технической документации; научить студентов: строить планы открытых горных выработок, вертикальные разрезы; выполнять наглядные изображения в аксонометрических проекциях; читать горные чертежи и решать горно-геометрические задачи. Достижению целей будет способствовать решение следующих задач: построение плана земной поверхности с определением контуров траншей, насыпей; построение линий пересечения поверхностей; выполнение разрезов по простиранию и вкрест простирания пластообразных залежей; построение наглядного изображения участка открытых горных выработок в аксонометрической проекции (изометрия, диметрия). Исходные данные для выполнения работы приведены в приложениях 3 и 4, которые содержат следующее: план топографической поверхности, контуры открытых горных выработок (выемок и насыпей); высотные отметки и углы откосов насыпей и выемок; элементы залегания пластообразной залежи полезного ископаемого. Горными чертежами называются изображения объектов и элементов горных выработок, выполненные с соблюдением специальных правил и условностей. На горных чертежах (особенно мелкомасштабных) применяются условные графические знаки. Под условными знаками подразумевается безразмерное изображение, определяющее положение объекта в пространстве, которое выражает его назначение и основные технические данные. Для горных чертежей масштаб изображения рекомендуется выбирать из следующего ряда: топографические планы шахтного поля выполняются в масштабе 1:1000, 1:2000, 1:5000; планы горных работ 1:500, 1:1000, 1:2000; элементы карьера (забой, уступ, траншея и т.д.) – 1:200, 1:500, 1:1000; проектные технологические схемы – 1:5, 1:10, 1:20. При изображении геологических разрезов, профилей часто применяют разные масштабы в вертикальном и горизонтальном направлениях. В таких случаях подпись выполняется по типу , где 1:5000 – горизонтальный; а 1:1000 – вертикальный масштаб. Для изображения объектов на чертежах применяются линии, регламентируемые ГОСТом 2.303-68. Основное назначение линий, применяемых на горных чертежах, приведено в табл. 1. Для надписей на горных чертежах рекомендуется применять стандартные шрифты по ГОСТу 2.304-81. Надписи над разрезами и сечениями обозначаются по ГОСТу 2.305-68, но на горных чертежах допускается сопровождать изображения профилей и разрезов надписями по типу «Разрез вкрест построения», «Геологический разрез», «Профилей рельсового пути откаточного штрека» и т.п. Текстовой материал располагается на поле чертежа над основной надписью или оформляется таблицей, которая размещается справа или ниже изображения (ГОСТ 2.105-68). 5 При нанесении размеров следует руководствоваться ГОСТом 2.307-68. На горных чертежах линейные размеры протяженных объектов больших площадей (шахтные поля, схемы вскрытия, схемы транспортных и энергических коммуникаций и т.п.) указываются в метрах без обозначения единиц измерения. Высотные отметки указываются в метрах с точностью до десятых долей. Назначение линий на горных чертежах Наименование Сплошная основная Сплошная тонкая Штриховая Основное назначение Линия фактического контура всех горных выработок и сооружений на видах и разрезах (сечениях). Линии контуров горных выработок и сооружений на проекторных чертежах. Линии упрощенных контуров сложных криволинейных форм. Линии перехода, изолинии. Линии границ горных пород на разрезах и сечениях. Размерные линии. Линии штриховки. Линии ограничения на планах и разрезах. Нижние контуры выемок (уступы, траншеи и т.д.). Линии невидимых контуров горных выработок и сооружений, находящихся за плоскостью проекций (разреза). Штрихпунктирная утолщенная Линии контуров горных выработок и сооружений, находящихся перед плоскостью проекций (разрезом). Штрихпунктирная тонкая Линии осевые и центровые горных выработок, нижний контур насыпей (отвалов, терриконов и др.). 2. Краткие сведения об открытых горных выработках Открытая разработка полезного ископаемого заключается в том, что под открытым небом сначала удаляют пустую породу, покрывающую залежь, а затем извлекают полезные ископаемые. Совокупность выработок, предназначенных к разработке месторождения открытым способом, называется карьером. Чаще всего карьер имеет вид выемки или кратера, бока которого представляют собой ступени, называемые уступами. Вскрытие месторождения осуществляется траншеями, которые представляют собой открытые выработки большой длины по сравнению с трапециевидным поперечным сечением. Боковые стенки траншеи называются бортами. В зависимости от назначения траншеи различают: вскрышные, которые обеспечивают доступ к месторождению; разрезные, которые пласт к выемке; выездные, предназначенные для работы транспорта; специальные – для дренажа; разведочные и т.п. 6 Посредством вскрышных работ покрывающие породы перемещаются в отвалы. Добычные работы обеспечивают выемку и перемещение полезного ископаемого на промышленную площадку. Основные элементы открытых горных выработок представлены на рис. 1. План открытых горных выработок представляют собой совокупность поверхностей (преимущественно условно плоских), которые изображаются проекциями из контуров (бровок) и линиями взаимного пересечения поверхностей с необходимой привязкой к рельефу местности. 3. Общие указания к выполнению курсовой работы В курсовой работе рассматриваются участки угольных пластовых месторождений, разрабатываемых открытым способом. По каждому варианту задания выполняется план горной выработки с привязкой его к рельефу местности через заданную точку «М» (приложения 3, 4, 5). Исходное изображение плана вычерчивается в квадрате с размерными сторонами 200х200 мм. Масштаб 1:200. Затем решаются следующие задачи. Задача № 1. Построить на плане контуры открытых горных выработок и отвалов, нанести три геологические скважины, встретившие угольный пласт. Решение задачи показано на рис. 2. Каждая из поверхностей выработки изображается семейством горизонталей, которые определяются с помощью графика заложений. Линией пересечения поверхностей будет геометрическое место точек пересечения одновысотных горизонталей, соответственно горизонталей рельефа с горизонталями горной выработки, а также горизонталей плоскостей откосов выемок (насыпей) между собой. На плане поверхность откоса определяется бровками (верхней и нижней) и линиями наибольшего ската, которые выполняются сплошной тонкой линией перпендикулярно к горизонталям выработки. Между линиями ската наносятся условные знаки: отрезки нормальной толщины для пустой породы (или вообще горной породы) и сдвоенные отрезки для массива полезного ископаемого. При изображении двускатной насыпи допускается выполнять условный знак в одну линию (рис. 1, 2). Задача № 2. Построить вертикальные разрезы: А-А в направлении разрезной траншеи по линии простирания пласта; Б-Б в направлении вкрест простирания пласта через выездную наклонную траншею. Выполнение этого задания сводится к вычерчиванию профиля поверхности рельефа, контуров пласта через выездную наклонную траншею. Построение изображения разреза начинается с проведения вертикальной оси высот (Z) и горизонтальной оси положения (L). На ось L наносят точки пересечения следа секущей плоскости с характерными линиями поверхностей выработок, рельефа и т.д. Высотную отметку каждой точки откладывают по вертикали от принятого начала координат. Последовательно соединив эти точки, получим профиль (вертикальное сечение) соответствующих поверхностей горных выработок. Окончательное оформление чертежа разреза сводится к выполнению штриховки пласта полезного ископаемого и вмещающих пород (рис. 3). Поперечные профили служат основным графическим документом для вычисления объемов экскавационных работ, либо объемов для заполнения естественных выемок и сооружения насыпей. 7 Рис. 1. Изображение горных выработок 8 График масштабов заложений Рис. 2. План открытых горных выработок 9 Задача № 3. Построить наглядное изображение участка открытых горных выработок. Для выполнения наглядного изображения выбирается один из видов аксонометрии: прямоугольная или косоугольная изометрия, диметрия или триметрия. Основой построения наглядного изображения служит план объекта. Направление осей координат Х’, У’,Z’ относят к плану с условием, что оси ориентируются параллельно направлению основных выработок (траншей, насыпей) с учетом того, что ось Х’(У’) на плане должна быть направлена в сторону падения пласта или в сторону понижения рельефа. Горизонтальная координатная плоскость Х’ О’ У’ (О’ – начало координат) проводится ниже минимальной отметки участка (рис. 2, 4). Наглядное изображение рельефа строят координатным способом, отмечаются координаты Х, У, Z характерных точек горизонталей рельефа. Аналогично выполняется изображение элементов открытой горной выработки. В разрезах и боковых сторонах показывают заштрихованными вмещающие породы и полезные ископаемые. Рис. 3. Вертикальный разрез вкрест простирания пласта 10 Рис. 4. Наглядное изображение горных выработок 11 4. Оформление графической части задания Основными документами по оформлению графической части курсовой работы являются государственные стандарты ЕСКД, ГГД и отраслевые нормали. Графическая часть курсовой работы выполняется в карандаше на листе формата А1 (594х841). Основные требования к графической части задания: геометрическая точность изображения; расположение чертежей на листе бумаги должно отвечать правилам: выделение главного элемента (плана) и подчинение ему всех остальных; целесообразное использование площадки листа с учетом четкого композиционного решения; поле листа должно быть равномерно занято изображениями и надписями на 70-80%. Горизонтали рельефа проводят и подписывают коричневым цветом, горизонтали горных выработок и их отметки – синим. Линии откосов выемок и надписей выполняются черным цветом. 5. Оформление пояснительной записки Пояснительная записка выполняется на листах формата А4 в рукописном виде, объемом 6-10 страниц. Пояснительная записка включает: титульный лист по образцу (приложение 1); задание на курсовую работу (приложение 2); оглавление; основную часть и список использованной литературы. Основная часть задания состоит из разделов: тематика и задачи курсовой работы; краткая характеристика и анализ заданного объекта; расчетная часть; описание графических построений со ссылкой на чертежи, рисунки; заключение. Пояснительную записку нужно писать от своего имени во множественном числе, соблюдая сквозную нумерацию страниц, рисунков, таблиц и т.д. В заголовках переносы не допускаются. В списках литературы указывается фамилия, инициалы автора, заглавие книги, издательство, место и год выпуска, количество страниц. 12 Рекомендуемая литература 1. Горная графическая документация (ГОСТ 2.850-75…ГОСТ 2.857-75). 2. Единая система конструкторской документации (ГОСТ 2.301-68…2.307-68, ГОСТ 2.317-68). 3. Ломоносов Г.Г. Инженерная графика. М. : Недра, 1984. 284 с. 13 Приложение 1 Министерство образования и науки Российской Федерации Дальневосточный федеральный университет Инженерная графика ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовой работе по инженерной графике «Изображение открытых горных выработок» Студент Группа Руководитель работы Владивосток 2014 курсовой Приложение 2 ЗАДАНИЕ на выполнение курсовой работы по инженерной графике . студенту , группы Тема: «Изображение открытых горных выработок» Содержание задания. Определить верхние контуры уступов и траншей, а также нижние контуры насыпей. Построить разрезы и наглядное изображение открытых горных выработок в аксонометрии. Составить пояснительную записку. Дата выдачи задания Руководитель . Срок сдачи задания курсовой работы . 14 47 55 40 50 Х 9 У 54 H 16 X 13 У 80 H 12 1:4 2. 36 30 22 75 94 25 40 41 49 30 25 15 12 28 10 1:3 3. 216 28 20 82 30 20 35 39 50 42 35 13 30 45 13 1:4 4. 135 50 25 27 65 55 55 43 51 18 50 15 35 90 13 12⁰ 5. 315 22 10 90 60 39 50 42 53 20 45 14 17 82 12 13⁰ 6. 123 39 34 69 18 58 60 40 50 51 68 10 69 86 10 1:4 7. 36 32 24 8 24 40 43 51 72 80 14 20 15 14 15⁰ 8. 216 25 18 65 5 19 45 42 52 39 20 16 21 20 12 14⁰ 9. 315 48 30 85 24 50 50 41 55 35 49 14 34 89 11 1:3 10. 303 37 33 80 89 54 55 40 54 62 69 11 79 87 10 1:4 11. 123 36 30 25 90 47 50 43 53 52 75 11 50 78 12 12⁰ 12. 13 25 12 75 86 18 30 40 50 62 25 13 39 75 15 13⁰ 13. 193 18 18 68 10 15 30 39 52 40 80 12 41 70 14 1:4 14. 303 40 35 65 81 52 55 41 53 54 70 12 48 85 13 12⁰ 15. 13 21 14 40 83 20 30 42 52 41 61 13 47 83 12 1:4 16. 0 35 10 37 38 35 37 40 54 20 26 4 10 27 5 13⁰ 17. 180 15 6 4 35 38 43 54 21 24 3 11 26 4 12⁰ 18. 193 27 20 42 30 29 30 42 51 50 62 14 45 74 12 14⁰ 19. 0 35 8 20 32 36 38 39 50 19 25 4 12 29 5 1:4 20. 180 15 7 28 4 32 37 40 53 21 27 4,5 3 28 5 13⁰ 40 8 Координаты точки S Координаты точки S* Уклон дороги Отметка площадки Х У 12 9 Угол выемки (α⁰в) Отметка точки М 11 Угол насыпи (α⁰н) Мощность пласта (Nм) 15 Угол простирания (∑0) 1. 135 № Варианта Угол падения (β0) Координаты точки М Приложение 3 15 Продолжение приложения 3 21. 90 40 20 5 84 30 34 41 50 10 10 5 15 5 4 1:4 22. 270 25 8 39 35 16 21 39 50 12 20 4 5 25 3 1:4 23. 90 40 6 38 18 18 20 40 49 11 19 4,5 6 24 3,5 1:4 24. 90 41 21 15 50 35 33 42 51 11 12 3,5 16 6 4 1:5 25. 270 26 7 30 36 17 20 41 52 10 20 5 7 24,5 4 1:5 26. 0 34 10 15 30 35 37 40 49 13 8 5 14 19 4 1:4 27. 180 35 8 28 14 36 38 41 51 12 9 5,5 13 20 5 1:4 28. 0 36 7 34 29 34 37 42 53 11 20 4 12 18 4,5 1:4 29. 90 42 7 25 19 18 21 40 50 9 18 4 8 23 3 1:5 30. 180 33 9 31 15 36 38 40 51 12 21 4,5 14 17 4 1:4 Примечание: М – точка кровли пласта; S,S* – вершины отвалов; Н,Н* – высота отвалов уровня площадки 16 Приложение 4 Варианты: 1, 4, 5, 9 Варианты: 2, 3, 7, 8 Варианты: 6, 10, 11, 14 Варианты: 12, 13, 15, 18 17 Продолжение приложения 4 Варианты: 16, 17, 19, 20 Варианты: 22, 23, 25, 29 Варианты: 21, 24 Варианты: 26, 27, 28, 30 18