Технология и механизация буровзрывных работ

Так как по заданию к курсовому  проекту информацией по напластованию  и трещиноватости можно пренебречь, то мы принимаем горизонтальный клиновой вруб.

 

 

Одним из основных параметров бурения  шпуров, определяющим расположение шпуров в забое и оптимальное расстояние между ними, является линия наименьшего сопротивления (ЛНС) отбойного шпура W_от .

                                        (4.1)

где  К_м - коэффициент местных геологических условий, принимается в зависимости от категории трещиноватости пород от 0,9 до 1,1;

К₃ - коэффициент зажима, принимается при S < 4 м - 0,6; при 5 = 4-60 м² ;  0,7-0,8; при S > 60 м² - 0,9;

d₃ - диаметр заряда, м;

Δ - плотность заряжания, т/м ;

ρ - плотность породы, т/м ;

е - относительная работоспособность ВВ.

Коэффициент плотности заряжания  шпуров Δ, в зависимости от диаметра патронов и крепости пород можно определить из таблицы 4.3.

 

Таблица 4.3 - Коэффициент плотности заряжания шпуров в зависимости от крепости пород и диаметра патронов ВВ

Диаметр патронов, мм	Значения крепости пород
		2-9	10-20
28,32	0,7-0,8	0,75-0,85
36	0,5-0,6	0,5-0,65
40	0,54-0,5	0,5-0,55

 

 

 

Общее число шпуров в забое N следует определять по формуле, рекомендованной СНиП.

 

                                                             (4.2)

где q - удельный расход ВВ, кг/м³ ;

S - площадь поперечного сечения выработки, м²;

d - диаметр патронов ВВ или диаметр шпура (при использовании порошкообразных или гранулированных ВВ), м;

ρ_вв - плотность ВВ в патроне или в заряде, кг/м³;

k_з - коэффициент заполнения шпуров.

Для выработок, площадь поперечного  сечения которых не превышает 20 м², удельный расход ВВ определяется по формуле:

 

                                     (4.3)

где  f - коэффициент крепости пород по М.М. Протодьяконову.

  S - площадь поперечного сечения выработки, м;

К_к - коэффициент, учитывающий требуемую степень дробления породы, (К_к = 1,1-1,3);

е - коэффициент относительной работоспособности применяемого ВВ по отношению к эталонному ВВ (аммонит 6ЖВ).

Относительная работоспособность (е) некоторых ВВ:

Аммонит 6ЖВ - 1,0; гранулит М - 1,11; игданит - 1,13: аммонал М-10 - 0,8; аммонит скальный № 1 - 0,8; граммонал А-8 - 0,8; аммонал скальный № 3 - 0,8; детонит М - 0,82.

 

       

 

 

Количество оконтуривающих шпуров (N_ок):

 

                                                             (4.4)

где Р_к - периметр контура выработки в поперечном сечении (13,6 м);

а_к - расстояние между контурными шпурами, м.

 

                                                (4.5)

 

 

 

 

Принимаем на заходку 6 врубовых, 24 оконтуривающих и 8 отбойных шпуров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Конструкция шпуровых зарядов

При проведении буровзрывных работ  применяется конструкция шпуровых зарядов двух видов: сплошная и рассредоточенная.

Для проходки выработки мы применяем сплошную конструкцию зарядов. Патрон-боевик размещаем первым от устья заряда.

Рисунок 5.1 – Конструкция шпуровых зарядов

 

 

6. Расчет зарядов взрывчатых веществ

Масса заряда взрывчатых веществ в  шпуре определяется по формуле:

 

                                                      (6.1)

 

где  Q₃ - масса заряда ВВ в шпуре;

Q_ц - расход ВВ на цикл, кг;

N— общее количество шпуров на цикл.

Расход ВВ на цикл составит:

 

                                                   (6.2)

 

где  Q_ц - расход ВВ на цикл, кг;

q_p - расчетный удельный расход ВВ, кг/м³ (q_р=q);

S - площадь поперечного сечения выработки, м²;

L_ш – глубина комплекта шпуров, м.

 

Ориентировочно определим величину зарядов во врубовых и оконтуривающих шпурах.

Массу заряда во врубовых шпурах мы увеличим на 10%, а массу заряда в оконтуривающих шпурах уменьшим на 15%.

Так как мы приняли сплошную конструкцию  заряда, то количество патронов в шпуре  (n) округляем до целого.

 

                                                           (6.3)

 

где  m – масса одного патрона ВВ, кг.

 

(принимаем 7 патронов);

(принимаем 6 патронов);

(принимаем 5 патронов).

Уточненная масса заряда в одном  шпуре

 

                                                     (6.4)

 

Фактический расход ВВ на цикл составит:

 

                         (6.5)

 

 

Средний удельный расход ВВ на цикл составит:

 

                                                (6.6)

 

где  η - коэффициент использования шпуров;

L_ш – глубина комплекта шпуров, м.

 

Коэффициент использования шпуров зависит от крепости породы и определяется по таблице:

f	≤4	5-7	8-13	14-19	20
η	0,95	0,92	0,90	0,86	0,82

 

 

 

 

7 .Обоснование способа, режима, средств и показателей взрывания

Для проведения горно-подготовительной выработки преимущественно применяют электрическое мгновенное и короткозамедленное взрывание.

Первыми обычно взрывают заряды во врубовых шпурах, затем, через интервал замедления, взрывают заряды в отбойных шпурах, которые делят на группы, взрываемые с интервалом. Заряды в контурных шпурах взрывают одновременно после отбойных.

Интервал замедления t между взрывами отдельных групп зарядов при короткозамедленном взрывании можно определить по формуле:

 

                               (7.1)

 

где  W - линия наименьшего сопротивления, м;

f - коэффициент крепости пород.

 

Источником тока для производства взрывных работ принимаем взрывную машинку ПИВ-100М, технические характеристики которой указаны в таблице 2.2.

 

 

8. Расчет электровзрывной сети

Рассмотрим электрический способ взрывания при последовательной схеме инициирования, как наиболее часто применяемой на практике. Электровзрывная сеть состоит из электродетонаторов с проводами, соединяющих их между собой, и источника тока или минной станции. Расчет электровзрывной сети сводится к определению ее полного сопротивления и силы тока, проходящего через каждый электродетонатор.

Для соединения электродетонаторов со взрывной машинкой применяем магистральные  провода марки ВМП. Для безопасного  ведения работ, место укрытия  взрывника находится на расстоянии 200 м от забоя, значит длина магистральных проводов также составит 200 м.

 

Техническая характеристика провода  марки ВМП

Показатели	Данные
Материал жил	Медь
Количество жил	1
Диаметр жил, мм	0,8
Площадь сечения жил, мм2	0,5
Сопротивление 1 м провода, Ом/м	0,04
Назначение провода	Магистральные и соединительные

 

 

Величина сопротивления сети без  электродетонаторов определяется по формуле

 

                                      (8.1)

 

где  R_м, R_c, R_y, R_к - сопротивление магистральных, соединительных, участковых и концевых проводов соответственно, Ом.

Полное сопротивление электрической  цепи при установке одного ЭД в  боевике

 

        (8.2)

 

где  L_м, L_c, L_y - длина соответствующих участков проводов, м;

N- число последовательно соединенных боевиков;

R_э - сопротивление одного ЭД, Ом;

r_м, r_c, r_у - сопротивление 1 м магистральных, соединительных и участковых проводов соответственно.

 

Общее сопротивление R_общ электровзрывной сети для обеспечения безотказного взрыва должно соответствовать неравенству

 

                                                           (8.3)

 

где  R_ном - номинальное, паспортное (допустимое) сопротивление сети для выбранного типа взрывной машин.

 

128,5<320 (удовлетворяет ЕПБ).

 

Общая сила тока в сети

 

                                                       (8.4)

 

где  U - напряжение в электровзрывной сети, В.

 

Общая сила тока, проходящего через  ЭД, должна быть больше гарантийного тока. В соответствии с требованиями ЕПБ при ВР, при использовании постоянных источников тока в каждый ЭД должен поступать гарантийный ток не менее 1 А, если одновременно взрывается до 100 ЭД, не менее 1,3 А -до 300 ЭД, не менее 2,5 А при взрывании переменным током независимо от количества ЭД. При инициировании зарядов от взрывных приборов в электровзрывную сеть поступает импульсный ток, поэтому условие безотказного взрыва проводят только по допустимому сопротивлению.

(удовлетворяет ЕПБ при ВР).

 

9. Определение показателей буровзрывных работ

Объем бурения на цикл:

 

                                 (9.1)

 

Подвигание забоя за один цикл:

 

                                                       (9.2)

 

где  L_cp - средняя длина шпуров, м;

  η - коэффициент использования шпуров (см. раздел 6)

 

 Объем разрушенной породы  за цикл:

 

                                                    (9.3)

 

Расход ВВ на 1 м³ взорванной породы q¹ и на 1 м проходки выработки q¹¹:

                                                      (9.4)

                                                     (9.5)

 

где  Q_ц¹ - уточненный расход ВВ на забой, кг;

V- объем разрушенной породы за цикл, м³.

 

;

 

 

Расход бурения на 1 м³ породы L¹ и на 1 погонный метр  выработки L¹¹:

                                                        (9.6)

                                                      (9.7)

 

Удельный расход ЭД на 1м³ взорванной породы N¹ и на 1 погонный метр выработки N¹¹:

                                                      (9.8)

                                                    (9.9)

 

где  N- число шпуров (электродетонаторов) на один цикл.

 

Расход забоечного материала:

 

                                                   (9.10)

 

где  d - диаметр шпуров, м;

L_{заб. ср} - средняя длина забойки в 1 шпуре на цикл, м.

 

Определим длину зарядов в шпурах:

 

                                                    (9.11)

 

где  n_п – количество патронов в шпуре, шт.;

L_п – длина патрона ВВ, м .

Определим длину забойки в шпурах:

 

                                                (9.12)

 

где  L_ш – глубина определенного типа шпура, м.

 

 

Определим среднюю длину забойки  в шпурах:

 

                                    (9.13)