Буровзрывной комплекс работ

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

1. Условия проведения выработки

2. Выбор взрывчатого вещества и средств взрывания

3. Буровзрывной комплекс работ

4. Проветривание выработки

5. Производительность труда рабочих

Список используемой литературы

Буровзрывные работы (БВР) предназначены для разрушения пород в забое выработки до определенной кусковатости и состоят из следующих основных операций: бурение шпуров, их заряжание, монтаж электровзрывной сети, взрывание заряда шпуров.

Буровзрывные работы необходимо выполнять с соблюдением следующих требований: минимальные затраты труда: времени и средств на производство БВР; равномерное дробление породы; разрушение породного массива в пределах проектного контура поперечного сечения выработки с минимальными переборами; наименьший разброс породы при взрыве; наибольший коэффициент использования шпуров (КИШ).

Эффективность БВР зависит от физико-механических свойств горных пород (прочность, абразивность, буримость, взрываемость, дробимость, трещиноватость, напластование); размеров поперечного сечения выработки; типа взрывчатого вещества; конструкции заряда, диаметра патрона ВВ, числа, глубины, расположения и очередности взрывания шпуров; типа и числа бурового оборудования, организации работ по бурению, заряжанию и взрыванию.

Основными документами, регламентирующими порядок ведения буровзрывных работ являются Единые правила безопасности при буровзрывных работах и Паспорта буровзрывных работ. Паспорт БВР составляют на основе предварительных расчетов параметров буровзрывных работ по эмпирическим формулам. При выполнении расчетов необходимо учитывать наибольшее число факторов, влияющих на эффективность БВР.

Составленный на основе расчетов паспорт БВР должен быть экспериментально опробован, и на основании опытных взрывов в него вносят соответствующие изменения. Содержание паспорта БВР должно полностью отвечать требованиям ЕПБ.

1. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВЫРАБОТКИ

Условия проведения выработки приведены в таблице № 1.

Таблица 3. Работоспособность требуемого ВВ в зависимости от коэффициента крепости пород

Для взрывных работ при проведении горизонтальных выработок в крепких породах применяют ВВ типа аммонитов. В шахтах, не опасных по газу и пыли, наибольшее применение имеют аммониты скальный № 1 и 3 и детонит М, в породах средней крепости - аммонит № 6 ЖВ.

В шахтах, опасных по газу или пыли, при проведении выработок только по породе применяют породный аммонит АП-5ЖВ.

Таблица 4. Характеристика ВВ

В забоях, не опасных по газу или пыли применяются непредохранительные электродетонаторы (ЭД); мгновенного действия ЗД-8Э, ЭД-8Ж и короткозамедленного действия ЭД-КЗ с замедлением 25, 50, 75, 150, 250 мс.

В забоях, опасных по газу или пыли применяются предохранительные электродетонаторы; мгновенного действия ЗД-КЗ-ОП, и короткозамедленного действия ЭД-КЗ-ПМ с замедлением 15, 30, 45, 60, 80, 100, 120 мс и ЭД-КЗ-П с замедлением 25, 50, 75,100,125 мс.

3. БУРОВЗРЫВНОЙ КОМПЛЕКС РАБОТ

Выбор взрывчатых веществ и средств инициирования

Выбор типа ВВ производим с учетом газового режима шахты и физико-механических свойств пород . Исходя из вышеперечисленных условий в качестве ВВ принимаю Детонит М, характеристики которого представлены в таблице № 5.

Для инициирования зарядов в шпурах применяем электрический способ взрывания с применением электродетонаторов мгновенного и короткозамедленного действия.

ЭД-КЗ - электродетонатор не предохранительный, короткозамедленного действия со следующими характеристиками :

интервалы замедления: 25, 50, 75, 100, 125мс.,

Диаметр шпура принимаем из возможности бурения его буровым оборудованием dшп=42 мм.

Забойка - песчано-глиняная смесь гидроампулы, минимально-допустимая длина забойки lз=0,5 м.

Определение глубины шпуров

Исходя из заданной скорости проведения выработки, принимаем продолжительность проходческого цикла Тц =7 часов.

Глубина шпуров, обеспечивающая заданную скорость проведения выработки:

,

где: V = 100 - скорость проведения выработки, м/мес;

nсм =2 - количество проходческих смен в сутки;

- продолжительность одной смены, час;

= 0,95 - коэффициент использования шпура;

- количество рабочих дней в месяц по проведению выработки.

Глубину врубовых шпуров принимаем на (10-20)% больше, то есть .

Принимаем .

Определение удельного расхода ВВ вычисляем по формуле М.М. Покровского:

,

где: - нормальный удельный расход ВВ, кг/м3;

,

кг/м3

kc =1 - коэффициент структуры породного массива, который зависит от трещиноватости массива и свойств пород [5];

- коэффициент, учитывающий степень опасности забоя по взрыву газа и пыли [5];

- коэффициент зажима породы;

где: - средняя глубина шпуров в комплекте, м;

- площадь поперечного сечения выработки вчерне, м2.

ец - коэффициент, относительной эффективности цилиндрических зарядов для Аммонита 6ЖВ [4].

,

где:г=1,2 - плотность ВВ в патронах, г/см3 [4];

и=5786 - энергия взрыва ВВ, кДж/кг[4].

Число шпуров:

где: - коэффициент заполнения шпуров при крепости пород , диаметре патрона 32 мм [5];

q=1,4 - удельный расход ВВ, кг/м3;

- плотность ВВ в патронах, кг/см3[4];

- диаметр патронов ВВ, мм [4];

- коэффициент, учитывающий уплотнение ВВ в шпурах при заряжании (для обычных патронов) [5].

.

Определение типа вруба и схема расположения шпуров в забое

Расположение шпуров

Схема расположения шпуров зависит от крепости, трещиноватости и напластования породы, размеров поперечного сечения выработки, глубины и числа шпуров, конструкции заряда шпура и типа ВВ. При расположении шпуров учитывают удобство размещения бурового оборудования.

Комплект располагаемых в забое выработки шпуров разделяется на врубовые, отбойные (вспомогательные) II и оконтуривающие (периферийные) III.

Рис. 1 Схема расположения шпуров в забое: I - врубовые шпуры; II - отбойные шпуры; III - оконтуривающие шпуры.

Врубовые шпуры предназначены для создания второй обнаженной поверхности, наличие которой повышает эффективность взрыва заряда отбойных шпуров; их обычно располагают в центральной части забоя. Величина заряда врубовых шпуров больше чем у отбойных на 15-20 %. Длина врубовых шпуров может превышать длину отбойных и оконтуривающих шпуров на 15-25 см.

Отбойные шпуры предназначены для разрушения основной массы породы в забое. Располагают между врубовыми и оконтуривающими шпурами, как правило, под прямым углом к плоскости забоя, реже с наклоном под углом 75-85є и взрывают после врубовых, т. е. работают при двух обнаженных поверхностях. В зависимости от площади забоя отбойные шпуры располагают в один, два или три ряда.

Оконтуривающие шпуры служат для разрушения породы по контуру выработки. В выработках малого сечения, при отсутствии отбойных шпуров, разрушают основную массу породы в забое. Оконтуривающие шпуры располагают равномерно по периметру выработки на расстоянии 15-20 см от проектного сечения (между шпурами примерно по 600-800 мм). В слабых и средней крепости породах концы шпуров располагают на проектном контуре выработки. В породах, склонных к обрушению, концы шпуров не доходят до проектного контура, что предотвращает “переборы” породы. В очень крепких породах концы шпуров заходят за проектный контур выработки на 5-10 см. Величина заряда принимается на 10-15 % меньше чем в отбойных шпурах. Заряды оконтуривающих шпуров взрывают последними.

Расположение врубовых шпуров и условия их применения. В результате взрыва зарядов врубовых шпуров в массиве образуется выемка, называемая взрывным врубом. Создание взрывного вруба значительно облегчает работу взрыва зарядов отбойных и оконтуривающих шпуров, которые работают при наличии в забое уже двух открытых поверхностей, т. е. в более легких условиях.

При проведении горных выработок сплошным забоем применяют врубы различных типов. Выбор типа вруба зависит от крепости горных пород, характера их напластования, трещиноватости, размеров и формы забоя, работоспособности ВВ, диаметра патронов. При наличии в забое неоднородных прослоек породы врубовые шпуры целесообразно располагать в слоях менее крепкой породы в нижней части забоя с тем, чтобы при взрыве зарядов в них меньше повреждалась крепь, расположенная в призабойном пространстве. взрывчатый геомеханический породный массив

Врубы можно разделить на следующие группы: образуемые взрывами зарядов в шпурах, пробуренных под прямым углом к плоскости забоя, комбинированные, образуемые взрывами зарядов в шпурах, расположенных наклонно и под прямым углом к плоскости забоя, образуемые при помощи машин с расширением их взрывным способом, например из скважин большого диаметра, вокруг которых располагают шпуровые заряды.

При проведении горных выработок по породам средней крепости и крепким широко применяют клиновые врубы, которые состоят из двух вертикальных или горизонтальных рядов шпуров, образующих клин. В крепких монолитных породах иногда в центре клинового вруба бурят несколько разрезных шпуров, глубина которых составляет не более 2/3 глубины заложения врубовых наклонных шпуров. Заряды в разрезных шпурах взрывают первыми, они нарушают массив породы и тем самым облегчают работу взрывов врубовых шпуров.

Основные типы врубов и условия их применения.

Рис. 4.2 Конструкции зарядов в оконтувающих шпурах при контурном взрывании.

а - с радиальным зазором; б - с осевым зазором; в - с радиально-осевым зазором. 1-2 - донный заряд; 1 - боевик; 2 - патрон ВВ нормального диаметра; 3 - патрон ВВ уменьшенного диаметра; 4 - деревянный вкладыш; 5 - провода; 6 - забойка.

Рис. 2. Схема расположения шпуров при контурном взрывании:

I - зона ядра; II - предконтурная зона; III - контурная зона

Расчет параметров буровзрывных работ производится от контура выработки к ядру.

В породах с крепостью преимущество отдается прямому врубу с компенсационными скважинами. Врубовые шпуры бурятся параллельно незаряженным скважинам. Число врубовых шпуров 7 шт., компенсационных скважин 2 шт.. Минимальное сближение между зарядами 0,3 м. При диаметре буровых штанг 32 мм принимаем диаметр шпура 42 мм, коронку БУ-1100-1-06 диаметром 42 мм. Для бурения компенсационных скважин выбираем коронку -расширитель с конусным соединением типа КРР-65 диаметром 65 мм. [5]

Линия наименьшего сопротивления для отбойных шпуров[5]:

,

где: dп=32 - диаметр патрона, мм;

n - число открытых обнаженных поверхностей: n=2 для отбойных [5] ;

Q=5786 - энергия взрыва ВВ, кДж/кг;

f=15 - коэффициент крепости пород по М.М. Протодьяконову.

.

Расстояние между оконтуривающими шпурами свода выработки:

=.

=.

С учетом неровностей породного массива принимаем отстояние устья оконтуривающих шпуров от проектного контура выработки л=200мм.

На основании графического построения схемы расположения шпуров получаем фактическое количество шпуров N_шп=49.

Отбойные шпуры: I ряд Wотб= 800мм, аотб=800мм, Nотб=9;

II ряд Wотб= 800мм, аотб=800мм, Nотб=16;

Оконтуривающие шпуры: верхний свод аок=650мм, =200мм, Nок=16;

почвенные аок=480мм, =200мм, Nок=10.

Определение расхода ВВ

Расчетная масса ВВ на заходку:

,

где:q = 1,42 - удельный расход ВВ, кг/м3;

- площадь поперечного сечения выработки вчерне, м2;

- средняя глубина шпуров в комплекте, м.

,

,

где: - площадь поперечного сечения канавки, м2;

- глубина шпуров, м;

- удельный расход ВВ, кг/м3.

Патроны Аммонита 6ЖВ выпускаются массой [4].

где:mп = 200 - масса одного патрона ВВ, г;

dп = 32 - диаметр патрона, мм;

гвв = 1,2 - плотность ВВ в патронах, г/cм3;

С учетом кратности массы заряда шпура массе патрона ВВ получим фактическую массу заряда шпуров. Значения массы заряда шпура и число патронов на один шпур приведены в таблице №6.

где:Тбур - продолжительность бурения шпуров, ч;

где:V_бур. = 125 - объём бурения, шм;

Н_{времени} = 69 - норма времени на бурение, м/час(415 м/см по данным рудника “Северный”).

tЗ - продолжительность заряжания шпуров, ч;

где: - продолжительность заряжания одного шпура, ч;

- количество шпуров;

- количество человек участвующих в заряжании шпуров.

tвзр = 0,1 - продолжительность работ направленных на взрывание, ч.

Принимаем:

Схема проветривания - нагнетательная.

Вентиляционный трубопровод- гибкие трубы (ЛХВ) 600 мм[6];

Длина основного звена вентиляционного става - 20м.

Рис.3. Схема размещения оборудования

Рис. 4. Схема размещения вентиляторов по длине выработки

Потребное количество воздуха по газам, образующимся после взрывных работ[6]: