MINIERA TREPÇA

25.04.2014

PROJEKTIMI I SPIRALES

Autor:ing.dip. xehe.Xhevdet Tahiri

PROJEKTIMI I SPIRALES

Spirlaja paraqeta hapsirën e tërthort nëntokësore që lidhë horizontin ose nivelet e gërmuara,dhe është e dizajnuar dhe konstruktuar që lejon lëvizjen e dizel makinave në minierë.

Kur e projektojmë spiralen duhet marrë parasysh që rruga mos të na shpie nëpër xehe apo nëpër trup xeheror, apo nëpër ndonjë zonë që rritë presionet nga gërmimet e mëhershme.

Prerja tërthore e spirales kursesi nuk guxon ta rrezikoj prerjen tërthore të hapsires horizontale, së paku për levizjen e makinave minerare dhe përcaktohet nga dimenzionet e makinave më të mëdha dhe nga vetitë fiziki-mekanike të shkëmbinjëve nga të cilat hapsira është krijuar.

Parametri kryesor i spirles është pjerrtësia e saj. Për ta përcaktuar pjerrtësin e spirales ka rregulla të caktuara. Pjerrtësia e spirales përcaktohet kryesisht nga vlera maksimale e pjerrtësis (rritjes) nga mjetet e transportit me të cilat ato lëvizin,ajo nuk mund ta kaloj ngarkesën e plotë të parashkiuar.

Vlerat e ndryshme për pjerrtësinë janë dhënë në tabelën 1.

pjerrtësia % o o , ,,

1:5 20 11.31 11 18 36

1:6 16.67 9.46 9 27 44

1:7 14.29 8.13 8 7 48

1:8 12.5 7.13 7 7 30

1:9 11.11 6.34 6 20 25

1:10 10 5.71 5 32 48

Tab.1

Pjerrtësia e spirales shprehet zakonisht në raportin p.sh.1:7, që d.m.th.projektimi horizontal i gjatësis së spirales prej 7m kalon diferencen e lartësisë prej 1m.

Rasti i mëposhtëm është treguar ne fig.1.

1:7

K+24

K+24

K+25

K+25

1.00m

7.00m

a

(a)

(b)

Fig.1. (a) paraqitja e bazes së spirales, (b)prerja përgjat spirales

Gjatësia e spirales mund të llogaritet në bazë të fig.2. sipas formulës:

2 2l H lp= ∆ +

Ku janë:

l – gjatësia e spirales

H∆ - ndryshimi i lartësisë

pl - gjatësia e projektuar

Fig.2. konstruksioni i elementeve te spirales

Në plan spiralja projektohet si koridor, me ndryshimin që linjat e konturuara në brendësi të koridorit janë tërhequr paralel dhe të holla,me vija të plota përgjatë

lp

l

H∆

α

gjithë gjatësisë së spirales.Në fillim dhe në fund të spirales si dhe në të gjitha pikat karakteristike shenohet kota e pjeses dyshemore. Në plan gjithëashtu mund të shenohen edhe kotat e pjeses tavanore apo pjesët tjera të objekteve.

Gjithëashtu është e nevojshme që skica të bartë edhe të dhënat e prirjes (avansimin) e spirales, informacioni i dhënë për prirjen e spirales tregohet me shigjeta se deri ku ka arritë, a ka rënë apo ka devijuar.

Ndryshimi i drejtimit të spirales bëhet me një kthësë rrethore, e cila është rrezja minimale e përcaktuar nga karakteristikat teknike të automjetit të cilit lëvizë.

Kthesa rrethore me elementet përkatëse struktuore tregohet në mënyrë skematike në figurën 3.

Figura 3. Elementet strukturore me kthesë rrethore

Kthesa rrethore përcaktohet nga elementet strukturore si në vijim:

R – rrezja e ktheses (lakimit)

ϕ - këndi gjithëpërfshirës

QK – qendra e ktheses

FK – fillimi i ktheses

Mk – mbarimi i ktheses

Rrezja e ktheses është përcaktuar si distance nga qendra e ktheses me aksin gjatësor të spirales.Gjatësia e spirales në kthesë mund të llogaritet duke përdorur formulën e njohur të gjatësis së harkut:

lp Rϕ= ×

Ku janë:

lp - gjatësia e projektuar(m)

ϕ - këndi gjithëpërfshirës

R - rrezja e ktheses (m)

Gjatësia e llogaritur lp është në mardhënje me aksin e hapsirës. Pasi që spiralja

është ndërtuar në kthesë me pjerrtësi, gjatësia e vërtetë e spirales mund të llogaritet sipas formulës:

cos

lpl

α=

Ku është:

α - këndi i pjerrtësis së spirales

Spiralja ne kthesë ka një pamje të mbështjelljes siq është e treguar në figurën 4. dhe është e ndërtuar në mënyrë që aksi gjatësor në drejtim të spiralës të jetë me tangjentën e rrethit me rreze R.

Figura 4.

Shembulli i mëposhtëm do të tregoj procesin e hartimit të spiralës.

Është e nevojshme që të projektohet spiralja, e cila do të lidhë koridorin transportues në mes të dy etazhave të koridrit EK – 125 dhe EK – 95, të cilat janë treguar në figurën 5. Është e nevojshme që spiralja të projektohet me pjerrtësin 1:7 me një rreze minimale prej R 20m.

Figura 5. Paraqitja e etazhes së koridorit

Diferenca e lartësive në mes të etazhave të koridoreve EK-125 dhe EK-95 është

125 95 30H m m m∆ = − =

Që pjerrtësia e spirales të jetë 1:7, për të arritë lartësinë prej 30m është e nevojshme që gjatësia e spirales të jetë:

30 7 210lp m= × =

Vlera e llogaritur e gjatësis paraqet projeksionin horizontal të spirales aktuale ( l ) dhe ajo në të vertet përdoret për projektimin e trases bazë të spirales. Siq mund të shifet në fig.5. praktikisht është e pamundur që etazhet e koridoreve të lidhen me gjatësin e spirales prej 210m pa e ndryshuar drejtimin. Është e qartë se zgjedhja e kësaj detyre ka të bëjë me hartimin e një devijimi që ka dy seksione të drejta dhe një kthesë rrethore.

Kur të hartohet spiralja është e nevojshme të rrepesktohen të dhënat e vleres minimale të rrezes së ktheses(lakimit) R=20m në mënyrë që vlerat e sipërpërmendura të spirales mund të përcaktohen si më poshtë:

Gjatësia e kthesës (harku) për orjentim mirret vlera e përmbledhur prej 0180ϕ =

atëhere 60kl m= .

Seksioni i pjesës së drejtë është:

1 2

210 6075

2l l m

−= ≅ ≅

Në këtë mënyrë përcaktimi i seksionit rrugor të spirales i përshtatet hapsirës për projektim i cili është përcaktuar nga lokacioni i mësipërm të etazhes së koridorit (EK).

Në vendin ku lidhet etazha e koridorit me spiralen, me rregullore bëhet një koridor lidhës me gjatësi prej 5-10m i cili ka të njejtin azimuth sikurse spiralja.Koridori lidhës ka të njejtën kotë (lartësi) sikurse etazha e koridorit, dhe praktikisht gjatësia e tij paraqet distancen nga fillimi i spirales deri tek etazha e koridorit.

Prandaj fillimi i kotës (lartësis) së spiralës është:

125.00fsK m=

fsK - kota e fillimit të spirales

Procesi i projektimit të spirales është në përputhje me trasen e spirales në plan, në mënyrë grafike. Para së gjithash duhet marrë parasysh që përmbledhja e gjatësive të mos e kalon vlerën e gjatësis së devijimit prej 210m, e cila sipas pjerrtësis 1:7 i përshtatet ndryshimit të lartësis në mes dy etazheve të koridorit (30m). Një nga zgjidhjet e arritura nga metoda e lartpërmendur është treguar në Figurën 6.

Fig.6 paraqitja e projektimit të spirales, zgjedhja (1)

Pjesa e parë e spirales 1l , e cila është e projektuar në drejtim, paraqet distancën

nga fillimi I spirales ( sf ) deri tek fillimi I ktheses rrethore ( kf ) dhe gjatësia e saj

është:

1 83l m=

Që pjerrtësia e spirales të jetë 1:7 pjesa e caktuar e spirales duhet t’i pershtatet diferences e cila është:

1

183 11.867

h m∆ = × =

Prandaj kota e fillimit të ktheses rrethore është:

1 125.00 11.86 113.14fk fsK K h m= − ∆ = − =

113.14fkK m=

Kthesa rrethore me rreze R=20m dhe këndin perfshirës 0198ϕ = , ose

198 3.45 .180

radπϕ = × =

Në vijim ka gjatësin:

20 3.45 69kl R mϕ= × = × =

69kl m=

Seksioni rrugor i spirales, e cila e bënë rrethore gjatësin e vijës së lakuar kl ,i

përshtatet dallimit të lartësis kh∆ e cila është:

169 9.867kh m∆ = × =

Prandaj kota e fundit e kthesës rrethore ( fkrrK ) është:

113.14 9.86 103.28fkrr fk kK K h m= − ∆ = − =

103.28fkrrK m=

Fundi i seksionit rrethor të spirales 2l , i cili është projektuar në drejtim, paraqet

distancen prej fundit të ktheses rrethore krrF deri te fundi i spirales sF dhe

gjatësia e saj është:

2 58l m=

Seksioni rrugor i lartëpermendur i spirales i përshtatet lartësis së ndryshimit 2h∆

, e cila është:

2

158 8.287

h m∆ = × =

Prandaj kota e fundit të spirales ( fsK ) është:

2 103.28 8.28 95.00

95.00

fs krr

fs

K F h m

K m

= − ∆ = − =

=

Paraqitja e seksionit rrugor të spirales tregon arritjen e etazhes së koridorit EK-95 ose i përshtatet lartësis së difernces prej 30m.

Sesioni rrugor i lartëpermendur, përafërsisht 10m është i larguar nga etazhi i koridorit E-95 ku është arritur lartësia e fundit të spirales, e cila paraqet gjatësin e koridorit lidhës të projektuar si në fiilim të spirales.

Para së gjithash gjatësia aktuale e spiralës është:

2 230 210 212.13l m= + =

Kryesisht kjo ndodh se përpjekja e parë nuk mund të vij në një vendim të formës së prerë, por ajo arrin shumën e ndryshyar të korrektësis.

Gjithëashtu egziston një numër i madhë i zgjedhjeve në të cilat projektohet spiralja me kritere të knaqshme. Për shembull detyra paraprake mund të zgjidhet edhe në këtë mënyrë:

Zgjedhja 2:

Në mënyrë grafike është treguar zgjidhja, figura 7.sipas së cilës është projektuar spiralja me seksion rrugor si më poshtë:

- Gjatësia e drejtë e seksionit rrugor 1 55l m= (FS-FK)-fillimi i spirales-fillimi i

ktheses.

- Seksioni rrugor i cili përbëhet nga kthesa rrethore (FK-Krr),radiusi R=25m,

këndi gjithëpërfshirë 0270ϕ = gjatësia 117.81kl m= , dhe

- Seksioni i drejtë rrugor (MK-FS), gjatësia 72.m.

Gjatësia e projektuar e spirales është:

1 2 55 117.81 75.2 245.31s kl l l l m= + + = + + = ,

Është diferenca e lartësis h∆ , e cila është:

1 1245.31 35.04

7 7sh l m∆ = × = × =

Kjo tregon se gjatësia e spirales sl ka “zbritur” nën nivelin e etazhës së koridorit EK-

95për 5.04m.

Siq është treguar në zgjidhjen paraprake, projektimi i gjatësis së spirales me pjerrtësi (1:7) përballon diferencen e lartësis midis dy etazheve të koridorit (30m) e cila është

210sl m= .

Prandaj është e nevojshme që gjatësi e një seksioni rrugor të spirales, të cilat janë treguar në fig.7, zvogëlohet për 35.31m (24.31-210=35.31),në këtë mënyrë për të fituar zgjidhjen e drejtë të detyrës.

Duke marrë parasysh që drejtimi i seksionit rrugor të spirales 2l është parallel me

drejtimin e etazhes së koridorit EK-125, është e mundur që të kryhet zhevendosja

translative e seksionit rrugor 1l dhe gjatësis së ktheses rrethore krrl në drejtim të

njejtë, në drejtim të fundit të spirales me gjatësi 35.31m. Me atë që të kryhet

shkurtimi i seksionit rrugor të spirales 2l me 35.31m,para së gjithash seksioni rrugor

1l dhe krrl mbesin me gjatësi të pandryshuar.

Lëvizja e seksionit rrugor të spirales e lartëpërmendur duhet që të bëhet projektimi i ri i trases së spirales (FS’- FK’- MK’- FS’ në fig7), e treguar në fig.8 , e cila gjithëashtu paraqet zgjidhjen e drejtë të detyrës.

Figura 7. Procesi i hartimit të sirales

Është e nevojshme të theksohet se e njëjta metodë e zgjidhjes mund të aplikohet në rast se rruga e parashikuar e trases së spirales (në hapin e parë të zgjedhjes) ka një gjatësi më të vogël se sa është e nevojshme.

Figura 8. Pamja e projektimit të spirales

Shembulli për projektimin e spirales (2):

Me qëllim që për të pregatitur trupin xeheror për shfrytëzim janë të projektuara etazhet e koridoreve me kota: 62.00, 71.00, 80.00, 89.00 dhe 90.00.Për të bërë ngarkimin – transportin dhe pregatitjen për shpim, me lëvizjen e makinave dissel duhet siguruar qasjen në secilën etazhë të koridorit të lartëpërmendur.është e nevojshme që me spiralen e njetë të lidhet koridori transportues KT – 42 me koten K + 42.00m dhe me koridorin lidhës KL – 110 me kotën K + 110.00m. Është e nevojshme që spiralja të projektohet me pjertësi 1:7 para së gjithash radiusi minimal

i ktheses të jetë: min 15.00R m= .

Gjatë hartimit të projektimit të spirales duhet marrë parasysh faktin se lidhja e koridoreve të spirales me etazhet e koridoreve të jenë sa më të shkurtëa dhe spiralja në asnjë mënyrë të mos jetë në ndonjë pjesë të trupit xeheror apo afer punishtes prej 10m.

Përshkrim teknik i spirales

Spiralja lidhës e cila e lidhë etazhën e koridorit EK – 62, EK – 71, EK – 80, EK- 89 dhe EK -98 me koridorin transportues KT- 42 me koten K + 42.00m dhe me koridorin lidhës KL – 110 me koten K + 110m është e projektuar me pjerrtësin 1:7.

Fillimi i spirales është në kotën K + 42.00m dhe në mes të spirales dhe koridorit transportues është projektuar shkurt një koridor lidhës nga fillon edhe ndërtimi i tij.

Seksioni i parë rrugor i spirales është projektuar sikur seksion rrugor i gjatësis 79.80m në fillim të kotës K + 42.00m deri sa fundi i saj është në kotën K+53.29m.

Seksioni i dytë rrugor i spirales është i projektuar si kthesë rrethore me radius R=20m

dhe këndin gjithëpërfshirës 0142ϕ = . Fillimi i sksionit rrugorë është në kotën

K + 53.29m derisa fundi i saj është K + 60.37m.Gjatësia e vërtet e seksionit të dytë rrugor është 50.08m.

Seksioni i tretë rrugor i spirales është i projektuar sikurse seksioni i parë rrugor, gjatësia e vërtet është 138.82m me fillim të kotës K + 60.37m, derisa fundi i saj është në kotën K + 80.00m. Në këtë seksion rrugor me kotat K + 62.00m, K+71.00m dhe K + 80.00m, janë të projektuar koridoret lidhëse KL-62, KL-71 dhe KL-80, të cilët e lidhin spiralen me etazhen e duhur të koridorit.

Seksioni i katërt rrugor i spirales është i projektuar si kthesë rrethore, me radius

R=15m dhe këndin gjithëpërfshirës 0180ϕ = . Fillimi i seksionit rrugor është në kotën

K+80.00m derisa fundi isaj është në kotën K + 86.73m. Gjatësia e vërtetë e seksionit të katërt rrugor të spirales është 47.60m.

Seksioni i pestë rrugor i spirales është i projektuar sikurse seksioni i parë, gjatësia e vërtet është 79.69m, me fillim në kotën K + 86.73m, derisa fundi i saj është në kotën K + 98.00m. Në këtë seksion rrugor me kotat K + 89.00m dhe K + 98.00m janë të projektuar koridoret lidhëse KL-89 dhe KL-98, të cilët e lidhin spiralen me etazhën e duhur të koridorit.

Seksioni i gjashtë rrugor i spirales është i projektuar si kthesë rrethore, me radius

R=20m dhe me kënd gjithëpërfshirës 090ϕ = .Fillimi i seksionit rrugor është në kotën

K + 98.00m,derisa fundi i saj është në kotë K + 102.49m. Gjatësia e vërtet e seksionit të gjashtë rrugor të spirales është 31.74m.

Seksioni i shtatë rrugor i spirales dhe i fundit është i projektuar sikurse seksioni i parë rrugor, me gjatësi prej 53.10m, me fillim të kotës K + 102.49m, derisa fundi i saj është në kotën K + 110.00m.

Në mes të fundit të spirales dhe koridorit lidhës KL-110 është i projektuar një koidor i shkurtër lidhës.

Gjatësia e përgjithëshme e spiralës është 480.82m, përafërsisht 481m. Parasëgjithash gjatësia e spirlës i përshtatet difernces së lartësis prej 68.00m.