Технология добычи в шахтах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Фланговая схема проветривания шахты. Область применения. Достоинства и недостатки

2. Детонирующий шнур, конструкция и условия применения

3. Короткозамедленное взрывание серии зарядов ВВ. область применения, достоинства и недостатки

4. Вычертить на бланке паспорт БВР на одну выработку шахты, на которой Вы работаете и подтвердить его расчетом (для всех студентов)

5. Заполнить наряд-путевку на производство взрывных работ по составленному паспорту (для всех студентов)

1. Фланговая схема проветривания шахты. Область применения. Достоинства и недостатки

Схема вентиляции шахты -- определенный порядок распределения и движения воздуха по горным выработкам, обусловленный взаимным расположением забоев, выемочных и других выработок и вентиляционных сооружений. шахта взрывание детонирующий заряд

На угольных шахтах применяют следующие схемы вентиляции: центральную, характеризующуюся расположением воздухоподающего и воздухоотводящего стволов в центре шахтного поля или одного (двух) в центре, а другого у верхней границы посредине шахтного поля; фланговую, отличающуюся расположением стволов как в центре шахтного поля, так и на его флангах, главным образом, у верхней границы; комбинированную, имеющую элементы как центральной, так и фланговой схем; секционную.

Центральную схему в соответствии с расположением вспомогательного ствола» служащего, как правило, для отвода исходящей струи воздуха, делят на центрально-сдвоенную и центрально-отнесенную схему вентиляции шахты.

При фланговой схеме различают участковую, групповую и крыльевую подсхемы вентиляции шахты. Отличительным признаком подсхемы является отвод исходящей из выемочного участка струи отдельно в общую исходящую струю шахты, в групповую участковую выработку или в одну выработку, общую для всего крыла.

Фланговые и комбинированные схемы вентиляции применяют на газовых шахтах с большими размерами шахтных полей и высокой производственной мощностью.

При разделении шахтного поля на блоки применяют секционную схему вентиляции, которая предусматривает самостоятельное проветривание каждого блока. Для этого воздухоподающий и воздухоотводящий стволы закладывают в каждом блоке. Обычно в одном блоке применяют центрально-отнесенную и реже фланговую схемы вентиляции.

Вентиляционная сеть шахты состоит из вентиляционных участков. Каждый вентиляционный участок представляет собой систему вентиляционных струй и утечек воздуха, которые омывают забои, выработанные пространства и образуют в совокупности обособленную схему вентиляционных ветвей, ограниченную едиными точками разделения и слияния с общешахтными струями. В соответствии с применяемыми способами подготовки шахтного поля, системами разработки и направлением свежей или исходящей струи воздуха по главным и участковым выработкам различают следующие схемы вентиляции шахт с выделением некоторых характерных вентиляционных участков:

I -- центрально-отнесенная с согласным направлением воздушных струй по панельным наклонным выработкам, в которых свежий и отработанный воздух движется в одном направлении;

II-- центральная со встречным направлением струй по панельным наклонным выработкам;

III -- центральная при погоризонтной подготовке и отработке столбов лавами, подвигаемыми по падению или восстанию пласта;

IV -- центрально-отнесенная при этажной подготовке, разделении этажа на подэтажи и отработке полей на промежуточные бремсберги или скаты;

V -- комбинированная при вскрытии пластов этажными квершлагами и системе разработки лава-этаж;

VI -- центрально-отнесенная при щитовой системе разработки мощных крутых пластов;

Ко всем схемам и вариантам схем вентиляции шахт предъявляют требования: максимальное использование для проветривания транспортных и вспомогательных выработок, разделение воздушных потоков на максимально возможное число параллельных ветвей; вентиляция очистных и подготовительных забоев, а также других мест работы обособленными струями; минимальное число регулирующих вентиляционных устройств; исключение подачи свежего воздуха по скиповым и наклонным стволам и выработкам, оборудованным конвейерным транспортом, в шахтах, опасных по пыли; недопущение отвода исходящей струи воздуха через завалы и обрушения; соблюдение норм содержания в шахтной атмосфере газов и пыли, влаги и температуры воздуха.

Способы вентиляции шахт характеризуют подачу воздуха в выработки. Способы вентиляции бывают всасывающий, нагнетательный и комбинированный (нагнетательно-всасывающий).

Выбор способа вентиляции шахты зависит от необходимой подачи воздуха при установленной депрессии, утечек, управляемости воздухораспределением в шахте, устойчивости совместной работы вентиляторов, склонности углей к самовозгоранию; надежности и управляемости реверсирования вентиляционных струй.

При нагнетательном способе вентиляции шахты вентилятор нагнетает воздух с поверхности в шахту; применяется на неглубоких шахтах, при небольшом газовыделении и аэродинамическом сопротивлении вентиляционной сети, аэродинамической связи выработок с поверхностью через зоны обрушения, фланговой схеме вентиляции шахты.

Нагнетательный способ применяют при проветривании верхних горизонтов шахт, расположенных близко к поверхности, небольших газовыделении и аэродинамическом сопротивлении сети выработок, наличии аэродинамической связи выработок с поверхностью.

Одна из проблем вентиляции шахты -- утечки воздуха, которые происходят через вентиляционные сооружения в шахте и на поверхности, обрушенные породы, нарушенные целики. Они уменьшают поступление воздуха к участкам потребления, могут вызвать нарушение вентиляции шахты. Для компенсации утечек увеличивают подачу воздуха в шахту. Борьба с ними ведётся герметизацией вентиляционных сооружений, изоляцией выработанных пространств, использованием полевых выработок, рациональных схем вентиляции, снижением общешахтной депрессии. Важная задача вентиляции шахты -- обеспечение безопасности людей при авариях (пожарах, взрывах газа и пыли, внезапных выбросах угля и газа) и их ликвидации. Требования к вентиляции шахты при авариях: предупреждение распространения ядовитых газов по шахте; быстрое и надёжное реверсирование вентиляционных струй; предупреждение образования опасных концентраций взрывчатых газов и др. Режимы вентиляции шахты при авариях: нормальная вентиляция; уменьшение или увеличение расхода воздуха; прекращение вентиляции; реверсирование.

Вентиляция шахты обеспечивается вентиляционной службой шахты, в задачи которой входит контроль правильности распределения воздуха по выработкам и соблюдения норм подачи воздуха на участки потребления, контроль качественного состава воздуха, проведение воздушных и депрессионных съёмок, ремонт вентиляционных выработок и сооружений. Для повышения эффективности и надёжности вентиляции шахты осуществляют автоматизацию управления на основе дистанционного контроля параметров вентиляции шахты, применяют ЭВМ.

2. Детонирующий шнур, конструкция и условия применения

Изобретение относится к детонирующим шнурам и может быть применено при взрывных работах и в различных областях промышленности, использующих взрывные технологии, как средство инициирования зарядов взрывчатого вещества. Детонирующий шнур выполнен переменным сечением, причем участок с переменным сечением расположен на конце шнура и выполнен с расширением, максимальный диаметр расширения d_pBB не менее предельного диаметра детонации взрывчатого вещества. Изобретение позволяет уменьшить габаритно-весовые характеристики и повысить безопасность при его использовании.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к взрывному делу и может найти применение в различных областях промышленности, использующих взрывные технологии, как средство инициирования зарядов взрывчатого вещества (ВВ). Известен гибкий ДШ по заявке PCT N 91/04235 от 15.09.89 г. C 06 C 5/04 (заявитель Англия), содержащий инертную оболочку и сердцевину из ВВ. ДШ имеет неизмененное сечение по всей длине.

Известен ДШ (заявка PCT N 88/08414 от 30.04.87 г., C 06 C 5/04, заявитель - США) с сердцевиной из ВВ и выполненный переменным сечением. ДШ по всей длине, через определенный шаг, выполнен с сужениями для уменьшения скорости передачи детонационного импульса. В зависимости от требуемой скорости передачи импульса выбирают шаг и сечение сужений. При срабатывании такой ДШ создает достаточно сильный боковой ударный импульс, а также большое количество продуктов взрыва, в силу чего использовать его в качестве средства передачи детонационного импульса в местах, повреждение которых недопустимо, и нежелательно наличие не разрушенной оболочки ДШ, нельзя.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание ДШ достаточно тонкого в сечении, с минимальным количеством продуктов взрыва после срабатывания, при этом высоконадежного, с достаточной инициирующей способностью.

Техническим результатом заявляемого решения является уменьшение габаритно-весовых характеристик и повышение безопасности при использовании. Дополнительно может быть достигнуто повышение надежности инициирующей способности.

Заявляемый результат достигается за счет того, что в детонирующем шнуре (ДШ), содержащем взрывчатое вещество (ВВ) и выполненном переменного сечения, участок с переменным сечением расположен на конце детонирующего шнура и выполнен с расширением.

На чертеже представлен общий вид заявляемого устройству 1 - оболочка; 2 - пластическое ВВ.

Примером конкретного выполнения служит ДШ, состоящий из алюминиевой оболочки 1, начиненной пластическим ВВ 2. На конце ДШ выполнено расширение. Внешний диаметр ДШ D (выбирается из соотношения D/d_ВВ 2), равен 1,5 мм, диметр ВВ d_ВВ - 0,6 мм. Внешний диаметр расширения D равен 3,3 мм, а диаметр ВВ в расширенной части ДШ d_рВВ - 1,4 мм. Минимальная длина участка с расширением L, равная 5,8 мм, выбиралась из соотношения

L2d_пр.

Предлагаемая конструкция ДШ работает следующим образом. При задействовании такого ДШ детонационный импульс проходит по каналу из ВВ 2 и усиливается на участке переменного сечения, это обеспечивает повышение надежности и инициирующей способности ДШ. Благодаря малому диаметру пластического ВВ 2 в основном канале и наличию оболочки 1 образуется минимальное количество продуктов взрыва и, как следствие этого, слабое ударное действие, что повышает безопасность и расширяет область применения такого ДШ.

3. Короткозамедленное взрывание серии зарядов ВВ. область применения, достоинства и недостатки

Благодаря непрерывному совершенствованию технологии взрывных работ в последние годы создан новый способ коротко-замедленного (миллисекундного) взрывания (КЗВ), в котором объединены преимущества мгновенного и замедленного взрывания. При этом способе заряды взрываются последовательно через малые промежутки времени (миллисекундные интервалы замедления), благодаря чему внутри массива создаются дополнительные плоскости разрушения, обусловливающие высокую степень дробления пород и лучшие показатели взрыва. Интервалы замедлений для определенных условий выбирают с таким расчетом, чтобы очередные взрывы происходили в начале развития трещин в момент возникновения максимальных напряжений в массиве.

Схему короткозамедленного взрывания можно представить в виде последовательных периодов:

1 период -- образование зон разрушения и колебаний при мгновенном взрыве первого заряда;

2 период -- образование зоны напряжения в радиусе действия первого заряда и зон деформаций вокруг второго заряда;

3 период -- образование трещин вокруг первого заряда, создание зоны напряжения в сфере действия второго заряда и образование зон деформаций в сфере влияния взрыва третьего заряда;

4 период -- движение части массива от действия взрыва первого заряда, образование трещин вокруг второго заряда, создание зоны напряжения в сфере действия третьего заряда и появление зоны деформации от взрыва четвертого заряда. В отличие от обычных замедленных взрывов (с интервалами 0,5; 1; 1,5; 2 сек и т. д.) при этом способе большая часть энергии взрыва расходуется на дробление и отрыв породы, так как каждый последующий взрыв заряда происходит в массиве, находящемся в напряженном состоянии от предыдущего взрыва. При короткозамедленном взрывании эффективное разрушение среды обеспечивается взаимодействием зарядов внутри массива.

Одновременно с совершенствованием способа короткозамедленного взрывания создавались приборы-переключатели для регулирования посылки импульсов тока в электродетонаторы мгновенного действия с заданными интервалами замедления, различные электрические схемы и детонационные реле и специальные электродетонаторы с пиротехническими замедлителями. В СССР выпускались электродетонаторы короткозамедленного действия с нихромовыми мостиками с замедлениями 0; 25; 50; 75; 100; 150; 250 мсек.

По известной теории действия взрыва заряда в среде при любом способе взрывания массив разрушается, во-первых, вследствие динамического удара от детонации заряда и, во-вторых, в результате действия статического давления взрывных газов, которые распространяются по трещинам и щелям, образовавшимся в породе под действием динамического удара, и вызывают дальнейшее дробление крупных кусков.

При одновременном (мгновенном) взрыве серии зарядов или при последовательном взрыве ряда зарядов со значительными (секундными) интервалами замедления между отдельными взрывами порода подвергается воздействию взрыва только один раз. При взрывах с минимальными интервалами замедления между взрывами каждый участок массива подвергается действию взрывных волн, по крайней мере, дважды или несколько раз.

Дополнительное дробление при взрывах с миллисекундными интервалами замедления между отдельными взрывами обусловлено также столкновением кусков отбитой породы, так как порода, отбиваемая при первом взрыве, только начинает свое движение, когда взрываются смежные заряды. При этом способе породу можно направить в любом направлении. Если взрыв начинать со среднего заряда, двигаясь к обоим концам ряда, порода будет отбрасываться от концов к середине. Если необходимо породу отбросить к одному из концов ряда, взрывы следует производить именно с этого конца. При мгновенном взрыве серии зарядов такое направленное отбрасывание породы невозможно, так как вся масса будет двигаться под прямым углом к груди забоя.

Существует несколько гипотез объяснения природы коротко-замедленного взрывания. Согласно одной из гипотез, эффект короткозамедленного взрывания обусловлен тем, что заряды работают при наличии дополнительно образовавшихся свободных поверхностей от взрывов предыдущих зарядов, а также столкновением кусков в процессе развития взрыва. Согласно другой гипотезе, участок породы в сфере действия первого взрыва не успевает сдвинуться с места до момента взрыва соседнего заряда.

Эффект короткозамедленного взрывания обусловливается взаимодействием ударных волн, вызывающих дополнительное вибрационное разрушение. При взрыве заряда взрывчатых веществ в шпуре или скважине давление газов возрастает настолько быстро, что происходит динамический удар, в результате чего возникают упругие колебания частиц породы. Упругие колебания в горных породах распространяются со скоростью 3000--5000 м/сек, причем частота их сравнительно невелика (5--25 периодов в 1 сек). Приняв в среднем частоту колебаний 10 периодов в 1 сек, получим длину волны около 300--500 м, следовательно, соседние шпуры при взрыве зарядов взрывчатых веществ должны находиться в одной фазе.

При последовательном короткозамедленном взрывании зарядов балка оказывается закрепленной только на одной опоре и в нижней части подвергается сжимающим усилиям, вызывающим значительное дробление породы. Гипотеза сгибающейся балки не раскрывает сущности короткоза-медленного взрывания зарядов. Некоторые исследователи в последнее время стали считать, что в результате детонации заряда в породе вокруг заряда распространяется волна давления (или волна сжатия). В местах соприкосновения взрывчатого вещества с окружающей средой развивается наиболее высокое давление, чем и обусловлено чрезмерное дробление породы.

При перемещении взрывной волны в глубь массива разрушительное действие взрыва уменьшается и постепенно прекращается. Если заряд взрывают вблизи свободной поверхности, то волна давления, достигнув этой поверхности, отражается от плоскости соприкосновения массива с воздушной средой и превращается в волну растяжения.

В твердых горных породах сопротивление растяжению гораздо меньше сопротивления сжатию и отраженная от свободной поверхности волна вызывает разрушение массива. Последующее разрушение массива происходит под действием прорыва продуктов взрыва по линии наименьшего сопротивления. Скорость отрыва кусков породы уменьшается по мере удаления от свободной поверхности к центру расположения заряда.

Авторы этой теории утверждают, что сущность работы расширяющихся газов заключается в перемещении, согласно законам внутренней баллистики, горной массы, уже разрушенной ударной волной, и считают, что прочность горных пород при сжатии непостоянна и является линейной функцией бокового распора.

Размещено на Allbest.ru