Бурение шпуров при проведении горизонтальных выработок в породах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание

Исходные данные:

название выработки квершлаг

форма сечения, размеры вчерне трапециевидная

b₁ =2,98 м; b₂ =2,3 м; h=2,92 м

проектная площадь сечения, м² S_вч = 7,7 м²

длина выработки, м L = 400 м

время на проходку, мес. Т = 2,5 мес

коэффициент крепости пород f f = 6

плотность горных пород, кг/м³ с = 2500 кг/м³

коэффициент структуры пород С = 1,0

степень обводнённости пород -

Содержание расчетно-пояснительной записки

1. Выбрать оборудование для бурения шпуров

2. Рассчитать глубину шпуров

3. Обосновать тип взрывчатого вещества, способ взрывания, диаметр шпуров, тип вруба и рекомендуемые средства инициирования

4. Разработать конструкции шпуровых зарядов и схему взрывной сети

5. Составить таблицу с информацией о шпурах и зарядах

6. Привести схему размещения пункта взрывания и выставления предупреждающих знаков

7. Составить таблицу основных показателей по паспорту БВР

8. Привести список использованной литературы

*) Работа представляется на стандартных листах формата А4, должна иметь титульный лист и подпись автора. Текст выполняется на компьютере, рисунки (схемы) - на компьютере или аккуратно, в масштабе, от руки. Варианты заданий см. в приложении.



1. Выбор оборудования для бурения шпуров

Для бурения шпуров при проведении горизонтальных выработок в породах с коэффициентом крепости f = 6 целесообразно применение вращательного способа бурения. Исходя из заданных размеров выработки, применим бурильную установку БУЭ-1М.

Установка переносная бурильная БУЭ-1М с бурильной машиной вращательного типа УБШ-204 (рисунок 1), предназначена для бурения шпуров при проведении горизонтальных выработок в породах с f = 4-8.

Рисунок 1 - Общий вид бурильной установки БУЭ-1М

Бурильная установка состоит из одного стреловидного манипулятора с размещенными на нем автоподатчиком и бурильной машиной, гидросистемы с пультом управления, шасси, электрооборудования.

Бурение шпуров ведут с промывкой водой через муфту для боковой промывки.

Технические характеристики бурильной установки БУЭ-1М представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Технические характеристики бурильной установки БУЭ-1М

Наименование показателей	Значения
Вид энергии	электрическая
Способ бурени	вращательный
Коэффициент крепости пород по шк. М.М. Протодьяконова	4 - 8
Минимальная площадь сечения выработки, м	6
Число бурильных машин	1
Тип бурильной головки	УБШ204
Диаметр шпура, мм	36-44
Ход подачи, м	3,0
Габариты, мм - длина - ширина - высота	8200 1300 900
Масса установки, т	5,4

2. Определение глубины шпуров

Глубину шпуров рассчитываем исходя из заданной скорости проведения выработки. Согласно исходным данным выработка длиной 400 м должна быть пройдена за 2,5 месяца.

Определяем месячную скорость проведения выработки:

н_мес = L_квер / t_прох = 400 / 2,5 = 160 м/мес, (1)

где L_квер - длина квершлага, 400 м;

t_прох - время проведения квершлага, 2,5 мес.

Принятая величина заходки (l_зах) должна обеспечивать получение месячной скорости проведения выработки.

Определяем длину заходки:

где н_мес - заданная скорость проходки;

Т_ц - продолжительность проходческого цикла при проведении выработки буровзрывным способом, как правило, принимается кратной продолжительности смены (7 ч);

N_дн - количество рабочих дней для проходческой бригады в месяц, при работе по шестидневной рабочей неделе с одним выходным днем, 25;

N_сут - количество часов работы проходческой бригады в сутки, 21ч.

Глубина шпуров определяется по формуле:

где з - коэффициент использования шпура, 0,9

3. Обоснование типа взрывчатого вещества, способа взрывания, диаметра шпуров, типа вруба и рекомендуемые средства инициирования

Для разрушения породы с коэффициентом крепости по шкале проф. М.М. Протодьяконова f ? 12, применяются низкобризантные ВВ с плотностью 1000 - 1100 кг/м³ и скоростью детонации мене 4 км/с.

На проходческих работах для заряжания шпуров диаметром 32-45 мм в сухих выработках с коэффициентом крепости пород f до 12 целесообразными к применению являются: Аммонал М-10, Гранулит М, Аммонит 6ЖВ, Гранулит АС-4, Гранулит АС-4В.

Принимаем для заряжания шпуров гранулированное ВВ типа Гранулит М, в качестве патронов-боевиков используем патронированные ВВ - Аммонит 6ЖВ.

Диаметр шпуров выбирается в зависимости от стандартного диаметра принятого типа ВВ. При выпуске ВВ в патронах нескольких диаметров следует принимать диаметр патрона с учетом сечения выработки и типа буровой техники. Диаметр шпуров при патронированных ВВ принимается не менее, чем на 5 мм больше диаметра патрона.



d_шп = d_п + 5 = 32 + 5 = 37 мм (4)

где: d_п - диаметр патрона массой 200 г, 32 мм.

Рассчитанный диаметр шпура соответствует возможностям бурового оборудования.

Принимаем диаметр шпура 42 мм в соответствии со стандартными размерами буровых коронок.

В выработках небольшого сечения используются прямые призматические врубы. Исходя из заданного коэффициента крепости пород, принимаем прямой вруб с тремя врубовыми шпурами, расположенными равнобедренным треугольником. Расстояние между шпурами во врубе зависит от крепости пород. Принятый тип вруба представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 - Прямой призматический вруб с тремя врубовыми шпурами

В горной промышленности на подземной разработке месторождений полезных ископаемых широкое применение получили неэлектрические системы инициирования зарядов (НСИ). Являясь одним из основных направлений повышения безопасности и качества отбойки при проведении взрывных работ система прошла весь цикл промышленных испытаний на горнорудных и угольных предприятиях страны и допущена Госгортехнадзором РФ к постоянному применению для взрывных работ на земной поверхности, в подземных рудниках и угольных шахтах, где допущено применение непредохранительных ВВ II класса.

При производстве взрывных работ применяем систему инициирования неэлектрического взрывания шпуров (СИНВ-Ш) с электрическим способом инициирования зарядов.

Устройства системы СИНВ-Ш представляют:

1) Волновод - гибкая пластиковая трубка, состоящая из нескольких слоев. На внутреннюю поверхность трубки нанесено ВВ, скорость детонации которого внутри трубки 2 км/с. Боковое энерговыделение у волновода отсутствует, поэтому он служит только для передачи инициирующего импульса к КД;

2) Ударно-волновую трубку (УВТ) - отрезок волновода, герметично соединенный с помощью эластичного уплотнения (резиновой втулки) с капсюлем-детонатором специальной конструкции (КД СИНВ-Ш) мгновенного действия или с замедлением;

3) ДШ - применяем для инициирования пучка УВТ;

4) ЭД - применяем для инициирования детонирующего шнура (ДШ);

5) Конденсаторный взрывной прибор КВП-1/100 - применяем для инициирования электродетонатора.

Схема монтажа взрывной сети с указанием средств инициирования зарядов представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Монтаж взрывной сети при способе взрывания СИНВ-Ш



4. Конструкция шпуровых зарядов и схема взрывной сети

Для конструирования шпуровых зарядов и схемы взрывной сети, требуется определить параметры шпуровой отбойки.

Определяем удельный расход взрывчатого вещества по формуле проф. Н.М. Покровского:

где q₁ - коэффициент взрываемости горных пород,

q₁ = 0,1 · f = 0,1 · 6 = 0,6 (6)

f - коэффициент крепости пород, 6

К_с - коэффициент структуры пород, 1,0

е - коэффициент работоспособности по отношению к эталонному ВВ, для гранулита М, е = 1,13;

щ - коэффициент зажима породы, вычисляемый для одной обнаженной поверхности по формуле:

где l_у - длина подвигания забоя за цикл, 2,13 м;

Определяем число шпуров в забое:

где S - площадь поперечного сечения выработки, 7,7 м²;

q - удельный расход ВВ, 1,56 кг/м³;

Д - плотность ВВ, 1000 кг/м³;

d_ш - диаметр шпура, 0,042 м;

k_з - коэффициент заполнения шпуров по ПБ, 0,75.

Так как вруб принят в форме равнобедренного треугольника, площадь вруба вычисляется по формуле площади равнобедренного треугольника:

где b - расстояние боковой стороны треугольника между шпурами 0,4 м

а - расстояние боковой стороны треугольника между шпурами 0,4 м

Определение площади поперечного сечения выработки, приходящейся на 1 шпур, кроме врубовых:

где N_шп - общее количество шпуров на заходку, 12;

N_вр - количество врубовых шпуров, 3.

Определяем среднее расстояние между шпурами, кроме врубовых, м

Определяем количество шпуров по почве выработки:



где b₁ - ширина выработки вчерне по почве, 2,98 м.

а_к - расстояние от контура выработки до оконтуривающих шпуров, 0,2 м

Схемы расположения шпуров представлены на рисунке 4.

Рисунок 4 - Схема расположения шпуров в забое выработки

По графическому построению получили:

- врубовых шпуров - 3;

- вспомогательных шпуров - 9.

Принимаем длину врубовых шпуров на 20 см больше, чем остальных шпуров, тогда l_вр = 2,3 + 0,2 = 2,5 м.

Общая длина всех шпуров определяется по формуле:



L_общ = L_вр · N_вр + L_вс · N_вс = 2,5 · 3 + 2,3 · 9 = 28,2 м. (13)

Определяем величину заряжаемой части шпура:

L_зар= 1_ш · К₃ = 2,3 · 0,75 = 1,73 м (14)

где 1_ш - длина шпура, 2,3 м;

К₃ - коэффициент заряжания шпуров, 0,75

Общий расход ВВ на цикл:

Q_общ = q · S · L_зар = 1,56 · 7,7 · 1,73 = 20,78 кг. (15)

Средняя величина заряда на шпур:

Для лучшего эффекта взрывания величину заряда врубовых шпуров принимаем больше на 20% среднего веса заряда, тогда

Q_вр = 1,2 · Q_ср = 1,2 · 1,73 = 2,07 кг (17)

Учитывая, что патроны-боевики из патронированного ВВ - Аммонит 6ЖВ, имеют массу патрона 200 г, определяем фактический расход ВВ:

Определяем фактический расход ВВ:

Q_ф = Q_вр · N_вр + Q_ср N_вс + q_n · N_шп = 2,07 · 3 + 1,73 · 9 + 0,2 · 12 = 24,18 кг.



где q_n- вес патрона ВВ, 0,2 кг.

Рисунок 5 - Схема монтажа взрывной сети

Конструкции шпуровых зарядов представлены на рисунке 6.

Рисунок 6 - Конструкции шпуровых зарядов



5. Сведения о шпурах и зарядах

Таблица 2 - Данные по буровзрывным работам

№ шпура	Длина шпура, м	Угол наклона, град	Кол-во шпуров по сериям	Наименование СИНВ-Ш (интервал замедления, мс)	Кол-во ВВ в шпуре, кг	Вес патрона-боевика, кг	Всего ВВ на цикл, кг
1	2,5	90	1	СИНВ-Ш(20)	2,07	0,2	2,27
2	2,5	90	1	СИНВ-Ш(40)	2,07	0,2	2,27
3	2,5	90	1	СИНВ-Ш(60)	0,07	0,2	2,27
4-5	2,3	85	2	СИНВ-Ш(80)	1,73	0,2	3,86
6-8	2,3	85	3	СИНВ-Ш(100)	1,73	0,2	5,79
9-12	2,3	85	4	СИНВ-Ш(200)	1,73	0,2	7,72
Итого расход ВВ на цикл, кг	24,18

6. Схема размещения пункта взрывания и выставления предупреждающих знаков

Рисунок 7 - Схема размещения пункта взрывания и выставления предупреждающих знаков



7. Основные показатели по паспорту БВР

Расход ВВ на один метр выработки:

Определяем расход ВВ на 1 м³ выработки:

Определяем число шпурометров на 1 м выработки:

Определяем расход СИНВ-Ш на 1 м выработки:

Определяем расход СИНВ-Ш на 1 м³ выработки:

Объем горных пород, отбиваемый за один цикл, составит

V_ц = S · L_у = 7,7 · 2,13 = 16,4 м³. (23)



Количество отбитой породы за взрыв:

Q_г.п. = V_п · с = 16,4 · 2500 = 41000 кг = 41 т (24)

где с - плотность горных пород, 2500 кг/м³

На основе исходных и расчетных показателей составляется основная таблица 3.

Таблица 3 - Технико-экономические показатели буровзрывных работ

Наименование показателей	Значения показателей
Коэффициент крепости пород	6
Площадь поперечного сечения выработки, м2	7,7
Бурильная установка	БУЭ-1М
Бурильная машина	УБШ 204
Диаметр шпура, мм	42
Тип вруба	призматический
Тип ВВ в качестве основного заряда	Гранулит М
Тип ВВ в качестве патронов-боевиков	Аммонит №6ЖВ
Удельный расход ВВ, кг/м3	1,56
Глубина шпуров, м	2,3
Величина заходки, м	2,13
Коэффициент использования шпуров (КИШ)	0,92
Количество шпуров на забой, шт	15
Количество заряжаемых шпуров, шт	12
Количество компенсационных шпуров, шт	3
Расстояние между шпурами, м	1,0
Величина заряда на 1 шпур, кг - врубовые - 1-3 - вспомогательные - 9	2,07 1,73
Количество ВВ на цикл, кг	24,18
Суммарная длина шпуров на цикл, м	28,2
Расход на 1погонный метр выработки: шпурометров, м/п.м СИНВ-Ш, шт/п.м	13,24 5,63
Выход породы по объему за взрыв (в массиве), м3	16,4
Количество отбитой породы за взрыв, т	41,0



8. Составление паспорта проветривания

Проветривание выработок.

Проветривание тупиковых выработок может производиться за счет общешахтной депрессии и путем использования вентиляторов местного проветривания. При этом проветривание разведочных выработок осуществляется по нагнетательной, всасывающей или комбинированной.

Рис. 8. Схемы проветривания комбинированная (в).

Вентиляторы (за исключением вспомогательного при комбинированной схеме проветривания) устанавливаются на расстоянии не ближе 10м от устья проветриваемой выработки, а при проходке штолен это расстояние увеличивается до 20-30м. Для монтажа вентиляционных трубопроводов используются жесткие трубы при всасывающей, или гибкие трубы при нагнетательной схеме проветривания. Расстояние от конца вентиляционных труб до забоя горизонтальной выработки не должно превышать 10м, причем при комбинированном проветривании конец труб вспомогательного (нагнетательного) вентилятора должен располагаться ближе к забою, чем конец труб основного (всасывающего) вентилятора.

В соответствии с правилами безопасности, скорость движения воздушной струи по выработке должна быть не менее 0,35 м/с, и не более 6 м/с, а по трубам - не более 20 м/с. Подземные горизонтальные выработки по условиям проветривания являются тупиковыми, т.е. в них невозможно сквозное движение вентиляционной струи. Поэтому их проветривание осуществляется вентиляторами местного проветривания с прокладкой по выработкам вентиляционных труб с учетом горнотехнических и горно-геологических условий. Без использования вентиляторов горизонтальные выработки разрешается проветривать (за счет диффузии) при их длине не более 10м.

Комбинированный способ проветривания (рис. 2.22в) рекомендуется Правилами безопасности как основной. При его использовании по всей длине выработки прокладывается только всасывающий трубопровод, а в призабойной части выработки - трубопровод, по которому в рабочую зону подается воздух из незагрязненной части выработки.

Нагнетательный вентилятор располагается от забоя выработки на расстоянии не менее длины зоны отброса газов, которая обычно лежит в пределах 50-90 м. Для ускорения проветривания на расстоянии 30-60 м от забоя может устанавливаться дощатая или гибкая вентиляционная перемычка. Комбинированный способ особенно целесообразен для проветривания протяженных выработок с большой площадью сечения. Но, как и всасывающий, он не может применяться в выработках, опасных по газу и пыли.

Проветривание выработок с помощью скважин (рис. 2.23.) применяется при значительной длине выработок, сравнительно небольшом расстоянии до земной поверхности или при наличии вышерасположенного разведочного горизонта. Применение скважинного способа позволяет освободить выработку на основной ее длине от трубопровода. При бурении вентиляционных скважин можно получить дополнительную теологическую информацию о горных породах, а сами вентиляционные скважины могут быть использованы для других технических целей - прокладки труб, кабелей, доставки длинномерных материалов.

На рис. 8а. приведена схема проветривания с использованием всасывающего режима работы скважины, ближайшей к забою, на рис. 8б - нагнетательного, на рис. ав. - с помощью одной скважины, работающей во всасывающем режиме, и вентилятора местного проветривания в выработке.

Скважины располагаются обычно в 50-100 м друг от друга по трассе выработки. Их диаметр составляет 300-500 мм.

В процессе проведения, выработки проветриваются осевыми или центробежными вентиляторами (табл.).

Условия использования вентиляторов отличаются большим разнообразием (различные площади сечения и длины выработок, наличие или отсутствие электроэнергии). В связи с этим у вентиляторов местного проветривания диапазон расхода воздуха составляет от 1 до 20 м³/с, а полное давление достигает 800 даПа.

Основными аэродинамическими параметрами вентиляторов являются подача (м³/мин), давление (даПа), мощность (кВт), КПД, угол установки лопаток направляющего аппарата. Графическая зависимость давления, мощности и КПД от подачи называется аэродинамической характеристикой вентилятора. У всех вентиляторов с увеличением подачи создаваемое давление уменьшается. КПД вентилятора сначала увеличивается, а затем уменьшается. Максимальное значение его у вентиляторов с электроприводом составляет: для осевых 0,7- 0,8, для центробежных - 0,8 - 0,87. Значительно ниже КПД у вентиляторов с пневмоприводом.

Оптимальными являются режимы работы вентилятора, при которых КПД составляет не менее 0,9 максимального значения.

Осевые вентиляторы более компактны, поэтому при их установке, как правило, не требуется расширять выработку или сооружать специальные камеры. Характеристика вентиляторов представлена в табл. 2.36.

Для проветривания тупиковых выработок применяются как жесткие, так и гибкие вентиляционные трубы (табл. 2.37).

Жесткие трубы изготавливают из металла, пластмасс или дерева (фанера). Они обладают большей прочностью, большим сроком службы, могут применяться как при избыточном, так и при недостающем давлении в трубопроводе. Их недостатками являются большая масса, трудности при транспортировании, большое число стыков, что усложняет монтаж и приводит к повышенным утечкам воздуха.

Металлические трубы изготавливают методом сварки из листа толщиной 2 и 2,5мм. Длина труб 2,5 - 4м, диаметр от 0,3 до 1м и более. Соединение труб осуществляют с помощью фланцев и болтов или поясов. Герметичность обеспечивается путем использования резиновых прокладок. Масса 1м металлических труб в зависимости от их диаметра и толщины листовой стали составляет 24-70кг.

Их недостатками являются большая масса, трудности при транспортировании, большое число стыков, что усложняет монтаж и приводит к повышенным утечкам воздуха.

Рис. 9. Схемы проветривания с использованием скважин.

а - скважина, ближайшая к забою, работает во всасывающем режиме;б - скважина, ближайшая к забою, работает в нагнетательном режиме;в - у забоя работает вентилятор местного проветривания в нагнетательном режиме и скважина во всасывающем режиме.

Таблица 4. Технические характеристики вентиляторов.

Марка вентилятора	Подача, м3/мин	Давление, даПа	Мощность двигателя, кВт	Масса, кг	Размеры, мм
					длина	ширина	высота
Осевые вентиляторы с электроприводом
ВМ-ЗМ	42-100	40-100-	2,2	45	560	450	450
ВМ-4М	50-155	70-145	4	107	740	550	560
ВМ-5М	95-270	60-212	И	250	940	660	670
ВМ-6М	140-480	75-340	24	350	1050	730	750
ВМ-8М	240-780	80-420	55	650	1460	880	1000
Осевые вентиляторы с пневмоприводом
ВМП-ЗМ	30-100	40-120	2	35	280	450	450
ВМП-4	45-100	40-220	5	50	300	500	556
ВМП-5М	70-270	80-220	9	75	380	670	680
ВМП-6М	120-480	60-290	24	220	700	805	855
Центробежные
ВЦО-0,6	50-462	260-600	50	1328	1680	1450	1500
ВЦ-7	84-660	100-1080	75	1400	1495	1200	1430

Металлические трубы изготавливают методом сварки из листа толщиной 2 и 2,5мм. Длина труб 2,5 - 4м, диаметр от 0,3 до 1м и более. Соединение труб осуществляют с помощью фланцев и болтов или поясов. Герметичность обеспечивается путем использования резиновых прокладок. Масса 1м металлических труб в зависимости от их диаметра и толщины листовой стали составляет 24-70кг.



Таблица 5. Техническая характеристика вентиляционных труб.

Показатели	Материал труб
	Металл	Текстови-нитовые	Прорезиненная ткань
Диаметр, мм	300; 400; 500; 600.	500; 600; 700; 800.	300; 400; 500; 600.
Длина трубы, м	3,0 и 4,0	5 и 10	5; 10 и 20
Коэффициент аэродинамического сопротивления трубопровода , Н с2/м4, для диаметров труб: 300 мм 400 мм 500 мм 600 мм 700 мм 800 мм	0,0037 0,0036 0.0035 0,0030 0,0030 0,0029	0,0016 0,0015 0,0013 0,0013	0,0035 0,0032 0,0028 0,0025
Коэффициент удельной стыковой воздухопроницаемости, Куд	0,002-0,005	0,001-0,002	0,001-0,002

Фанерные трубы успешно применяют в сухих выработках, например, на месторождениях калийных солей.

Гибкие трубопроводы диаметром 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8 и 1м имеют основу из хлопчатобумажной, лавсановой, капроновой или комбинированной ткани с односторонним или двусторонним покрытием из негорючей резины или полихлорвинила.

Длина основного рабочего звена для труб диаметром до 0,6м составляет 20м, диаметром более 0,6м - 10м. Разменные звенья выпускаются длиной 5 и 10м. Для стыковки, в трубы вмонтированы стальные разрезные пружинящие кольца.

Расчеты по проветриванию выработок.

Нагнетательное проветривание. Ориентировочно выбираются вентиляционные трубы. По формуле В.Н. Воронина определяется количество воздуха, необходимого для проветривания, м³/с:



(2.45.)

где: t - время проветривания, (1800с); А - масса одновременно взрываемого в забое ВВ 24,18 кг; L - длина проветриваемой выработки 400 м; b_ф - фактическая величина газовости ВВ, b_ф = 40 л/кг, S_св - площадь поперечного сечения выработки в свету 7,7 м².

Проверяется полученное значение Q_заб на скорость движения воздуха по выработке, м/сек: . (2.46)

=2,7 м/сек

Необходимо соблюдать условие: 0,35 6. Если < 0,35 м/сек, то , где: Р - периметр выработки.

,

Затем проверяется полученное значение на скорость движения воздуха потрубам: , (2.47)

где: - диаметр вентиляционных труб, м. Необходимо, чтобы v_тр 20.

Определяется аэродинамическое сопротивление трубопровода,

,Н с²/м⁸

где: - коэффициент аэродинамического сопротивления трубопровода (см. таблицу 2.37.), Нс²/м⁸; - длина вентиляционного трубопровода, м.

Определяется коэффициент утечек воздуха (для жестких трубопроводов):

,

где: - коэффициент удельной стыковой воздухопроницаемости (см. табл. ); m - длина звена трубопровода (длина трубы, табл. ), м.

Для гибких трубопроводов Р_у изменяется от 1,05 до 1,54 при изменении числа стыков в трубопроводе от 5 до 55, а длина звена трубы при этом равна 5 или 10м.

Рассчитывается необходимая производительность вентилятора:

,м³/сек (2.50)

По значению Q_заб определяется требуемый напор вентилятора:

,Па_. (2.51)

По полученным значениям и выбирается тип вентилятора (см. табл. 6).

Таблица 6. Технические характеристики вентиляторов.

Марка вентилятора	Подача, м3/мин	Давление, даПа	Мощность двигателя, кВт	Масса, кг	Размеры, мм
					длина	ширина	высота
Осевые вентиляторы с электроприводом
ВМ-ЗМ	42-100	40-100-	2,2	45	560	450	450
ВМ-4М	50-155	70-145	4	107	740	550	560
ВМ-5М	95-270	60-212	И	250	940	660	670
ВМ-6М	140-480	75-340	24	350	1050	730	750
ВМ-8М	240-780	80-420	55	650	1460	880	1000
Осевые вентиляторы с пневмоприводом
ВМП-ЗМ	30-100	40-120	2	35	280	450	450
ВМ П-4	45-100	40-220	5	50	300	500	556
ВМП-5М	70-270	80-220	9	75	380	670	680
ВМП-6М	120-480	60-290	24	220	700	805	855
Центробежные
ВЦО-0,6	50-462	260-600	50	1328	1680	1450	1500
ВЦ-7	84-660	100-1080	75	1400	1495	1200	1430

Рассчитывается мощность (N), потребляемая электродвигателем вентилятора при его работе:

, кВт

где: ₁= 0,7 - КПД вентилятора.

Комбинированная схема проветривания. Выбираются вентиляционные трубы для всасывающего (основного) и вспомогательного (нагнетательного) вентиляторов. Определяется количество воздуха, подаваемого в забой нагнетательным вентилятором:

,м³



где: t - время проветривания, (1800с); А - масса одновременно взрываемого в забое ВВ 24,18 кг; L - длина проветриваемой выработки 400 м; b_ф - фактическая величина газовости ВВ, b_ф = 40 л/кг, S_св - площадь поперечного сечения выработки в свету 7,7 м².

где: ?_п - расстояние от забоя до перемычки, м (остальные обозначения - см. формулу 4.13.) ?_п = 50 - 80м.

Количество воздуха, удаляемого из забоя всасывающим вентилятором, принимается на 20% больше, м³/с (а без перемычки на 30%):

_..

.м³/с (2.54)

Проверяются полученные значения Q_заб. на допустимую скорость движения воздуха по выработке и трубам: по выработке (см. формулу 2.46); по трубам (нагнетательного и всасывающего вентилятора) - см. формулу 2.47). Определяется аэродинамическое сопротивление нагнетательного и всасывающего трубопроводов, Нс²/м⁸. Затем определяются коэффициенты утечек в нагнетательном и всасывающем трубопроводах Р^н_у и Р^вс_у (см. там же.).

Проверяется полученное значение Q_заб на скорость движения воздуха по выработке, м/сек:

.

=2,7 м/сек



Необходимо соблюдать условие: 0,35 6. Если < 0,35 м/сек, то , где: Р - периметр выработки.

,

Затем проверяется полученное значение на скорость движения воздуха по трубам:

,

где: - диаметр вентиляционных труб, м. Необходимо, чтобы v_тр 20.

Рассчитываются производительности нагнетательного и всасывающего вентиляторов, м³/с:

;

Устанавливается требуемый статический напор нагнетательного и всасывающего вентиляторов, Па:



В соответствии со значениями , , , , (см. табл. ) выбираются нагнетательный и всасывающий вентиляторы. Затем рассчитывается мощность, потребляемая электродвигателями нагнетательного и всасывающего вентиляторов.

Выбор способа проветривания выработки.

Ввиду того, что квершлаг проходится из штрека необходимо связать их системы проветривания. Принимаем нагнетательный способ проветривания в штреке и в квершлаг.

В этом случае вентилятором, установленным вне выработки, по трубопроводу в забой подается струя свежего воздуха в забой квершлаг, а вентилятором, установленным в штреке по трубопроводу подается воздух из забоя штрека в забой квершлага. Чем достигается быстрое разжижение ядовитых газообразных продуктов взрыва и вынос газа и пыли из забоя.

Нагнетательный вентилятор устанавливается на расстоянии не ближе 10 м от устья проветриваемой выработки.

Расстояние от конца труб нагнетательного трубопровода до забоя выработки не должно превышать 10 м.



Схема проведения забоя



Выбор вентиляционных труб.

В качестве вентиляционных труб для нагнетательного вентилятора будем применять гибкие трубы из Металла, обладающие следующей технической характеристикой:

диаметр труб, мм: 500

длина звена, м: 3, 4

масса 1 м трубы, кг: 24-70

коэффициент аэродинамического сопротивления трубопровода, Н · с2/м4: 0.0035

коэффициент удельной стыковой воздухопроницаемости: 0,005

Расчет необходимой подачи воздуха на забой.

Необходимую подачу воздуха для работы людей и поддержания допустимого уровня кислорода находим по формуле:

где N_л - число рабочих в забое. Примем N_л = 3;

q_л - норма подачи на одного рабочего, м³/мин.

Q_з^н = 6 · 3 = 18 м³/мин.

Необходимую подачу воздуха с учетом ведения взрывных работ находим по формуле, которая для нагнетательного способа проветривания имеет вид:

где t - время проветривания. Примем t = 30 мин;

A - масса ВВ взрываемая в одном цикле проходки выработки,24,18 кг;

S_св - площадь сечения выработки в свету, 7,7 м²;

L_тр - длина воздухопровода, 400м;

?? - коэффициент учитывающий обводнённость пород -

b_ф - фактическая величина газовости ВВ, b_ф = 40 л/кг;

Необходимую подачу воздуха с учетом выноса тонкодисперсной пыли находим по формуле:

где V_min - минимальная скорость движения воздуха по выработке. Примем

V_min = 0,3 м/с.

Для дальнейших расчетов принимаем максимальное значение равное Q_з=138,6 м³/мин.

Определение аэродинамического сопротивления нагнетательного трубопровода.

Аэродинамическое сопротивление находим по формуле:

где б - коэффициент аэродинамического сопротивления трубопровода, ;

L_тр - длина трубопровода, м;

d_тр - диаметр трубопровода, м.

Расчет необходимой производительности нагнетательного вентилятора.

Необходимую подачу вентилятора находим по формуле:

где - коэффициент удельной стыковой воздухопроницаемости, примем

Проверка полученного значения подачи на допустимую скорость движения воздуха по выработке и трубам.

Скорость движения воздуха по выработке определяем по формуле:

Полученное значение V_выр = 0,3 м/с попадает в допустимый интервал скоростей - 0,3 ? V_выр ? 6 м/с.

Скорость движения воздуха в нагнетательном трубопроводе находим по формуле:

Полученное значение не превышает максимально допустимую скорость движения воздуха по вентиляционным трубопроводам, равную 20 м/с.

Расчет депрессии трубопровода.

Общая депрессия, которую должен преодолеть вентилятор, находится по формуле:

где h_ст - статическая депрессия, которая определяется по формуле:

h_Д - динамическая депрессия, которая определяется по формуле.

где с - плотность воздуха. Примем с = 1,199 кг/м³.

h_м.с. - депрессия на преодоление местных сопротивлений, которая определяется по формуле:

Общая депрессия, которую должен преодолеть вентилятор, находится по формуле:



Выбор вентилятора.

В качестве нагнетательного вентилятора будем использовать вентилятор марки ВМ-5М, обладающий следующей технической характеристикой:

подача, м3/мин: 95 - 270

давление, даПа: 60 - 212

мощность двигателя, кВт: И

масса, кг: 250

размеры, мм: длина - 940

ширина - 660

высота - 670

Подачу вентилятора, соответствующую требуемой депрессии h_тр= Па ? 14,5 даПа определяем по аэродинамической характеристике вентилятора.

Где: 1 - Аэродинамическая характеристика вентилятора ВМ-5М.

Получили значение подачи Q_в = 159м³/мин, при значении КПД равном з=0,7. Проверяем полученное значение на скорость движения воздуха в трубопроводе:

,

что удовлетворяет максимально допустимой скорости движения воздуха в трубопроводе.

Расчет мощности, потребляемой из сети нагнетательным вентилятором.

Мощность находим по формуле:



бурение шпур взрывание заряд



Список использованной литературы

1 ГОСТ 21984-76 Вещества взрывчатые промышленные. Аммонит N 6ЖВ и аммонал водоустойчивые. Технические условия (с Изменениями N1-6). - М.: Изд-во стандартов, 2006.

2 Единые правила безопасности при взрывных работах (ПБ 13-407-07). - М.: ГУП НТЦ «Промышленная безопасность», 2002.

3 Комащенко В.И., Носков В.Ф., Исмаилов Т.Т. Взрывные работы. - М.: Высшая школа, 2007

4 Конструкции бурильных установок.

5 Кутузов Б. Н. Методы ведения взрывных работ, ч. 1, Разрушение горных пород взрывом. - М.: Горная книга, 2008

6 Кутузов Б.Н. Методы ведения взрывных работ, ч. 2. - М.: Горная книга, 2009

7 Нормативный справочник по буровзрывным работам/ Авдеев Ф.А., Барон В.Л., Гуров Н.В., Кантор В.Х. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1986.

8 Система инициирования неэлектрического взрывания

9 Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности. Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых от 11.12.2013

Размещено на Allbest.ru

...