Бурение скважин. Проходка горноразведочных выработок

Для соблюдения необходимой очередности взрыва зарядов ВВ предполагается использование электродетонаторов мгновенного и короткозамедленного действия (см. рисунок.).

Рисунок

Исходя из данных о длинах отрезков между шпурами мы можем вычислить общию длину соединительного электропводного шнура затраченнго на одну заходку:

Lc= 0.333+0.336+0.4*3+0.533*3= 3,468

N- количество шпуров (N= 12;8)

Lзаб=0,56; 0,44

Lc= 3,468+2*0,56*12= 18,1

Lc= 3,468+2*0,44*12= 17,3

Lэд- длина шнура электродетонаторов

Lэд=2* Lзаб*N=2*0,56*12=14,64м

Длина магистрального и добавочного электропводного шнура равна 410м (Lм+Lд).

Следовательно общая длина электропводного шнура на одну заходку равна:

Lоб= Lc+ Lэд=18,1+14,64=32,74м

Тогда длина затраченного электропводного шнура на одну выработку:

Lвыработки= Lоб* Nзах + Lм+Lд =32,74*44,9+410=1880м

3* Lвыработки=1880*3-410=3350м для трех шурфов

В электродетонаторах короткозамедленного действия применяют замедляющий состав из свинцового сурика, силикокальция, ферросилиция, время горения которого измеряется в тысячных долях секунды (15-1000 мс). ЭД замедленного и короткозамедленного действия изготовляют со степенью замедления, кратной 0,25 с (0,5 мс) и 25 с (50 мс). Электрическое сопротивление ЭД всех видов составляет от 0,65 до 2 Ом.

Электродетонаторы мгновенного действия используются во врубовых шпурах, короткозамедленного действия - во вспомогательных шпурах.

В данном проекте допускается использование детонаторов: мгновенного действия - ЭД-8А обыкновенной чувствительности, азидотетриловые; короткозамедленного действия - ЭД/М/-КЗ-8 повышенной чувствительности, водостойкие, гремучертутнотетриловые или азидотетриловые.

Ниже преведены основные характкристики этих детонаторов:

Тип электродетонатора	ЭД мгновенного действия, обыкновенной чувствительности, водостойкие, гремучертутнотетриловые	ЭД коротко замедленного действия, повышенной чувствительности, водостойкие, гремучертутнотетриловые
Марка	ЭД-8А	ЭД/М/ - КЗ-8
Материал мостика и его диаметр, мм	Константан 0,05	Нихром 0,03
Пределы сопротивлений, Ом	Общие	0,7-1,7	2-4,2
	Допустимая разница при соединении в одну цепь	0,3
Ступени замедления		100мсек
Время срабатывания, мсек	до 100	до 12
Импульс воспламенения, па мсек	41	1,8
Гарантийный постоянный , А	1,8	1,0
Переменный ток, А	2,5	1,5
Безопасный постоянный ток, А	0,15	0,18

Проводники электрического тока бывают:

1. Соединительные (для соединения отдельных детонаторов или зарядов между собой)

2. Магистральные (для монтажа всей магистрали)

3. Детонаторные (служат для передачи детонационного импульса).

В качестве соединительных и магистральных выбран проводник ПВ-500 с винилитовой изоляцией, в качестве детонаторных - ЭВ с винилитовой изоляцией:

Таблица Характеристика проводов

Марка	Сечение жилы, мм	Диаметр провода по меди, мм	Сопротивление провода при 20°, Ом/км	Вес провода с изоляцией кг/км
Детонирующие и магистральные и содинительные провода провода
ЭВ	0,20	0,50	100	6,5

Таблица

Расчет сопротивления магистральных и соединительных проводов

Тип провода	Длина, км На 1 заходку	Удельное Сопротивл., Ом/км	Общее Сопротивл., Ом
Соединительные	0,0035	100	0,35
Магистральные	0,41	100	41
Всего	0,406		41,35

Таблица Расчет сопротивления детонаторов

Детонатор	Количество	Предельное Сопротивление, ом	Общее Сопротивление ом
ЭД-8А	3	1,0(врубовые)	3,0
ЭД/М/-КЗ-8	6	2,0(отбойные)	12,0
Всего	9		15,0

Расчет общего сопротивления цепи рассчитывается по формуле:

Rц= Rм+ Rc+rвр*3+ rот*6 ом

Где Rц- сопротивление всей цепи

Rм- сопротивление соединительных проводов

rвр*3+ rот*6- сопротивление электродетонаторов

Rц=41,35+15=56,15 ом

Выбор взрывной машинки: ( табл. Стр123., В.П Оксененко,ч2.)

1. Выбираем из предельного сопротивления 80 ом для машинки ПМ-2.

Напряжение воспламенительного импульса - 120 в.

Рассчитываем силу тока в цепи:

I = U/R = 120/56,15 = 2,137 А.

4. Сравниваем значение I в цепи с гарантийным током для детонатора:

1.8 < 2,137

Вывод: данная машинка вырабатывает ток при расчетном сопротивлении цепи несколько больший, чем гарантийный, следовательно, удовлетворяет условия производства буровзрывных работ.

Паспорт буровзрывных работ:

Параметры	канава	шурф
1. Площадь сечения выработки м2	3,55м2	1,25м2
2. Длина (глубина) выработки	25	19
3. Категория пород по буримости	Х	Х;XVII
4. Тип вруба	линейный	призматический
5. Общее количество шпуров:	27	12;8
- в том числе врубовых	-	4
- отбойных	-	8;4
6. Угол наклона врубовых шпуров к плоскости забоя	90o	90°
7. Глубина шпуров:	0.63	0.61
8.Длина шпуров:	0.63	0,61
9. Длина заходки	0,5	0,49
10. Количество заходок на всю выработку	1	45
11. Коэффициент использования шпуров	0.8	0.8
12. Взрывчатое вещество	Аммонит 9	Аммонит 9
13. Средства взрывания	ОША	ЭД
14. Способ взрывания	ОШ	Электрический
15. Расход ВВ
- на одну заходку	6,5	0,61 кг
- на всю выработку	7,15	35,9 кг
16. Величина заряда
- в каждом врубовом шпуре	0,150 кг	0,1 кг
- в каждом отбойном шпуре		0,05 кг
17. Длина зарядки
- в каждом врубовом шпуре	0,18 м	0,12м
- в каждом отбойном шпуре		0,06м
18. Длина забойки
- в каждом врубовом шпуре	0,45 м	0,49м
- в каждом отбойном шпуре		0,55м

2.3.5 Хранение ВВ

Специфические свойства взрывчатых материалов требуют хранения их в таких условиях, при которых обеспечивались бы удобства и безопасность обращения, а также исключались хищения, порча и самопроизвольный взрыв.

Хранить взрывчатые материалы разрешается только в специальных складах, построенных и оборудованных в строгом соответствии с требованиями правил безопасности и зарегистрированных в органах Государственного горного надзора.

Склады взрывчатых материалов необходимо располагать на отдельной изолированной площади, удаленной от жилых и технических зданий и сооружений.

По количеству ВВ, необходимого для всего объема работ, предусматривается устройство временного склада. При раздельном хранении ВВ и средств взрывания в хранилище можно помещать до 18 т ВВ и до 25000 шт. детонаторов. Соответствующее количество огневого шнура может храниться с детонаторами.

Временные склады допускаются легкого типа: досчатые, глинобитные, земляные и другие. Разрешается под временные хранилища использовать существующие помещения: нежилые здания, сараи, землянки и другие при устройстве хорошей вентиляции, защиты от сырости, дождя, снега. Временные склады следует размещать на сухих, возвышенных местах для предохранения их от почвенной влаги. Полы в хранилище могут быть досчатыми и глинобитными, но обязательно ровными, гладкими и без щелей. Освещение внутри хранилищ разрешается аккумуляторными или предохранительными бензиновыми лампами.

Вокруг поверхностного склада в радиусе не менее 50 м выделяется запретная зона, в которой вырубается хвойный лес и снимается сухая трава, заросли и хворост, лиственный лес оставляется. Запретная зона по своему периметру ограждается канавой для предотвращения заливания территории склада атмосферными водами. Вокруг склада в радиусе 40 м устраивается ограждение. Ограждение может быть сооружено из различных материалов, но высота его должна быть не менее 2м.

2.4 Вентиляция горных выработок

Нормальный атмосферный воздух представляет собой довольно постоянную смесь газов и паров воды. Обычно в сухом атмосферном воздухе содержится около 79% азота, 20,96% кислорода и 0,4% углекислого газа. Атмосферный воздух, проходя по подземным выработкам, претерпевает ряд химических и физических изменений. Воздух, заполняющий горные выработки, называется рудничным воздухом. Задачей вентиляции подземных выработок, кроме обеспечения выработок пригодным для дыхания воздухом, является поддержание в них нормальной температуры и влажности.

Вентиляция может осуществляться естественным образом (естественная тяга) или принудительным проветриванием. Принудительное проветривание представляет собой либо нагнетание свежего воздуха, либо всасывание рудничного воздуха или комбинация обоих способов.

Для проветривания канав применим метод естественной циркуляции.

Для проветривания шурфов данный проект предусматривает применение способа нагнетания:

свежий воздух при помощи вентилятора подается по трубам к забою выработки, а воздух, содержащий вредные газы, удаляется по самой выработке к устью. Призабойное пространство быстро очищается от вредных или ядовитых газов, однако выработка в течение некоторого времени еще заполнена ими и поэтому в самой выработке на протяжении всего времени ее вентиляции нельзя работать (рис.)

Рис. Схема проветривания выработки

Расстояние от конца труб до забоя должно быть:

lтр. ? 6 ? vS, м

где S - площадь поперечного сечения выработки, м2.

lтр ? 8,4 м.

По роду используемой энергии вентиляторы могут быть с ручным приводом и с механическим приводом.

Вентиляторы с механическим приводом более производительны, чаще используются и могут применяться для вентиляции любых горных выработок.

По принципу работы вентиляторы бывают центробежными и осевые. Центробежные вентиляторы более легкие, монтаж и установка более простые, поэтому данный вид предпочтительней.

По развиваемому напору вентиляторы разделяются на три класса:

низкого давления при напоре до 100 мм вод. ст.

среднего давления при напоре до 300 мм вод. ст.

высокого давления при напоре до 600 мм вод. ст.

Привод от двигателя бывает двух типов: ременный и жесткий.

Количество воздуха, необходимое для вентиляции выработки определяется по следующей формуле:

Qв = А ? q ? m ? k / t

Где А - количество ВВ, взрываемое за одну отпалку, кг

q - объем условной окиси углерода, образующейся при взрыве каждого килограмма ВВ, 0,04 м2.

m - коэффициент разжижения окиси углерода, 12500.

k - коэффициент, предусматривающий потери воздуха в трубопроводе. Вне зависимости от длины трубопровода, потери воздуха не должны превышать 15% (k = 1,15)

t - время вентиляции, 30 мин.

Qв = 0,61*0,04* 12500*1,15/ 30 =575*3,89/30=11,5м3/мин)

Рассчитанное количество воздуха Qв следует проверять на скорость движения воздуха по выработке из формулы:

н = Qв/S, м/сек

где S - сечение выработки,м2.

Эта скорость должна быть не менее 0,15 и не более 4,0 м/сек.

н = 0,19/2=0,095 м/сек

На основании расчета потребного количества воздуха (подачи) равному 11,5 м3/мин, необходимым и достаточным будет применение центробежного вентилятора №3 с ременным приводом.

Основные параметры вентилятора:

Диаметр рабочего колеса, мм	330
Число оборотов в минуту	1100
Мощность двигателя, кВт	0,56
Производительность, м3/мин	50
Развиваемый напор, мм вод. ст.	30-200
Габариты, мм:	Длина	870
	Ширина	870
	Высота	596
Вес, кг.	73

2.5 Уборка отработанной породы

Канавы

Интервал 0,0-2,5: Намечается внешний контур канавы по всей ее ширине и длине в зависимости от устойчивости пород, предположительной глубине и ширине выхода рудной зоны. Затем снимается слоями на штык лопаты вся толща рыхлых наносов. Грунт выемки складируетя вдоль бровки, на расстоянии от нее порядка 0,5м, чтобы он не осыпался обратно. Далее разбирается вручную трещиноватый щебнисто- глыбовый элювий. Здесь применяется клин, лом, кайло, кувалда

Интервал 2,5-3 м. Уборку взорванной и взрыхленной породы из канав производят вручную или механическим путем с использованием скреперов и ленточных транспортеров.

Шурфы

До глубины 2,0 м породы из шурфа выбрасываются лопатой. В интервале 2,0м и далее уборка отработанной породы производится бадьями. Погрузку породы в бадьи производят вручную. Подъем породы производят вручную в бадьях емкостью 0,05 м3, используя обычный ручной вороток.

Подъемный ручной ворот при проходке шурфов, сооружаемый, главным образом, из дерева должен иметь храповик или иное устройство, которое предохраняло бы его от самопроизвольного разворачивания. Устанавливается он на выровненной площадке, на которой уложена основная проходческая рама шурфа.

Для подъема в бадьях применяются стальные канаты. Необходимый запас прочности каната должен быть равен 7,5, диаметр каната не менее 7,7 мм.

Отработанная порода складируется в виде отвала вблизи горной выработки, на расстоянии, исключающем влияние этого отвала на устойчивость бортов выработки. Учитывая ручную откидку породы, формируются полукольцевые отвалы.

2.6 Крепление горных выработок

Шурфы

Крепление шурфов будет производиться деревянной крепью. К положительным качествам дерева, определяющим широкую область его применения при проходке разведочных выработок, в частности шурфов, относятся: возможность использования для крепи местных материалов, достаточно высокие прочностные свойства, легкость обработки и относительно невысокая стоимость. Недостатками деревянного крепления являются недолговечность и в большинстве случаев разовое использование. Крепь изготовляется из сосны, ели или других хвойных пород. Сухой лес обладает более высокими прочностными свойствами, поэтому для крепи целесообразно использовать древесину зимней заготовки, имеющую меньшее содержание влаги, или предварительно высушенную древесину. Элементы крепи изготовляют из очищенного от коры дерева.

Основной конструкцией деревянной крепи вертикальных выработок является венец, представляющий собой прямоугольную раму, состоящую из четырех брусьев или бревен. Наиболее ходовыми диаметрами крепежного леса являются стойки с диаметром в верхнем отрезе 15-20 см.

Исходя из прочностных свойств пород, крепление может быть разной интенсивности:

Сплошное - применяется для рыхлых пород, где бревна кладутся друг на друга без оставления открытых интервалов.

Рисунок

Вразбежку - применяется в более или менее крепких породах, где сплошная крепь не обязательна и между отдельными интервалами сплошного венца устанавливаются специальные распорки - бабки. Таким образом, осуществляется значительная экономия времени и материала.

Рисунок

В интервале 0,0-3,0 необходимо применение сплошной крепи.

Состоит она из основных венцов, которые по своим коротким стойкам имеют пальцы, и венцов вспомогательных, которые пальцев не имеют. Длина пальцев берется равной 0,2 м. Пальцы заводятся в лунки, которые устраиваются в соответствующих стенках выработки.

В интервале от 3 м и до забоя производится крепление вразбежку. Вначале на определенном интервале устанавливается основной венец на своих пальцах. Далее в образовавшемся интервале по углам устанавливают вертикальные стойки (бабки) к которым уже с определенной дистанцией крепятся вспомогательные венцы.

2.7 Освещение и водоотлив горных выработок

Шурфы

Учитывая сравнительно небольшую глубину выработок, отсутствие в них взрывоопасных газов и проведение работ в одну смену, в течение светового дня, предусматривается использование переносных ацетиленовых ламп. Лампа состоит из двух резервуаров: нижнего, заполняемого карбидом кальция, и верхнего, в который наливается вода. Вода поступает по трубке в нижний резервуар и, взаимодействуя с карбидом кальция, образует ацетилен, выходящий в горелку. Поступление воды в нижний резервуар регулируется специальным винтом. Заряда воды и карбида достаточно для работы лампы на протяжении 11-12 часов.

Водоотлив

Организация водоотлива не предусматривается, поскольку водоприток в крепких скальных породах менее 0,2-0,3 м/час. Воду удаляют на поверхность бадьями вместе с породой или отдельно.

2.8 Ликвидация горных выработок

Ликвидация выработок - это комплекс работ и мероприятий по прекращению работ в горных выработках и устранения доступа в них в связи с окончанием срока их службы. Деревянная крепь в большинстве случаев извлечению не подлежит и остается в выработке. Вся горная выработка засыпается породой.

Необходимо провести рекультивацию участка, где производились работы. Снятый почвенный слой нельзя смешивать с породами, извлеченными из горной выработки в процессе работы. Земля, ставшая непригодной в процессе работы (испачканная горюче-смазочными материалами), подлежит замене. Ликвидированные выработки должны быть нанесены на планы расположения разведочных выработок и на план работ.

2.9 Техника безопасности

2.9.1 Техника безопасности при проходке разведочных вертикальных горных выработок

При проходке стволов шахт и шурфов взрывание зарядов в шпурах разрешается производить только с поверхности или с действующего горизонта, электрическим способом или детонирующим шнуром, а в сухих и влажных забоях также электроогневым способом.

Изготовлять патроны-боевики разрешается на поверхности в зарядных будках, расположенных не ближе 50 м от ствола шахты.

Запрещается спуск патронов-боевиков в самоопрокидывающихся или разгружающихся через дно бадьях. Боевики спускаются в сумках или специальных ящиках. Скорость спуска не должна превышать 1 м/с, а при спуске сосудов по направляющим 2 м/с.

Спуск в ствол патронов-боевиков должен производиться отдельно от ВВ, при отсутствии людей, кроме взрывника, сопровождающего патроны-боевики; число последних ограничено для данной серии взрывов.

При спуске ВМ в забое не должно быть никого, кроме лиц, занятых заряжанием и взрыванием, и машиниста насоса.

Электровзрывная сеть в забое ствола шахты должна монтироваться при помощи антенных проводов. Колышки для установки антенны должны быть такой высоты, чтобы вода не достигала антенны.

Мастеру-взрывнику (взрывнику) разрешается монтаж электровзрывной сети только после подъема всех рабочих из ствола шахты. После подъема на поверхность персонала, производившего заряжание и монтаж сети, в стволе должны быть открыты все ляды и из надшахтного здания должны быть удалены все люди, кроме лица, производящего взрывание.

Запрещается применять электродетонаторы с проводниками короче 2,5 м и с водонеустойчивой изоляцией.

При проходке стволов шахт все вновь пробуриваемые шпуры должны быть смещены по окружности по отношению к шпурам предыдущего цикла, но без нарушения при этом принципиальной схемы расположения шпуров.

Ствол (шурф) должен быть снабжен прочным предохранительным полком, предохраняющим людей в забое от падения различных предметов. Во время движения бадьи рабочие в забое должны обязательно находиться под полком.

Особое внимание надо уделять выполнению правил техники безопасности при спуске и подъеме людей. Воспрещается подниматься или спускаться, стоя (сидя) на краю бадьи, а также в нагруженной бадье. Обязательно применение предохранительных поясов. Посадка людей в бадьи и выход из них должны производиться при закрытых лядах и остановленной бадье.

Конструкция приспособлений должна быть прочной, полностью обеспечивающей безопасность работы. Средняя прочность проволок каната должна быть не менее 1,3 ГПа и не более 1,5 ГПа. Отношение диаметра барабана лебедки к диаметру проволоки должно быть не менее 450 и к диаметру каната -- не менее 30. Металлические канаты должны иметь восьмикратный запас прочности. При числе поврежденных или оборванных проволок больше нормы (более 5% полного их числа на каком-либо участке каната, равном шагу его свивки) канат подлежит замене другим.

При погрузке породы грейфером запрещается освобождать руками куски породы из-под его лопастей, производить осмотр и ремонт грейфера при наличии в коммуникации сжатого воздуха или рабочей жидкости под давлением. Стоять вблизи бадьи в момент разгрузки грейфера, производить уборку породы в забое, где остались невзорвавшиеся заряды ВВ, запрещается. Все погрузочно-разгрузочные операции должны производиться при закрытых лядах. Бадьи не должны нагружаться до краев, расстояние от груза до верхней кромки должно быть не менее 10 см.

2.9.2 Техника безопасности при проведении взрывных работ

Проведение взрывных работ регулируется «Едиными правилами техники безопасности при взрывных работах». Согласно действующим правилам, не разрешается производить взрывы без паспорта буровзрывных работ, а при массовых взрывах - без утвержденного проекта производства работ.

Количество ВМ, доставляемое к месту работ, не должно превышать общую величину взрываемых зарядов. Оставшееся после заряжания ВВ должно быть до взрыва удалено за пределы опасной зоны.

Подготовленные к взрыву заряды не разрешается оставлять невзорванными. В случае необходимости выставляют охрану.

При опускании боевиков в шпуры (скважины) запрещается допускать толчки или проталкивать их легкими ударами. Порции забойки или ВВ, помещенные непосредственно на боевик, уплотнять нельзя. Обращаться с боевиками следует осторожно.

Провода электродетонаторов прикрепляют к патрону-боевику шпагатом. Запрещается тянуть или выдергивать ОШ и провода электродетонаторов из патрона-боевика и заряда, так как это может привести к взрыву.

На земной поверхности перед началом взрывных работ устанавливают границы опасной зоны по разлету кусков породы. Из этой зоны выводятся люди, не связанные с производством взрывных работ. На границах опасной зоны выставляется охрана. Охрана из проинструктированных рабочих организуется так, чтобы все пути, ведущие к месту производства взрывных работ, находились под постоянным наблюдением. Каждый пост, расположенный на дневной поверхности, должен находиться в поле зрения смежных с ним постов.

При производстве взрывных работ обязательно применение в светлое время суток и в подземных выработках звуковых, а в темное время суток - звуковых и световых сигналов.

Звуковые сигналы подаются взрывником в следующем порядке. Первый сигнал - предупредительный (один продолжительный). Все люди, не занятые заряжанием и взрыванием, удаляются лицом технического надзора за пределы опасной зоны. Второй сигнал -- боевой (два продолжительных). Подается он после окончания подготовки зарядов к взрыву, а также проверки исправности электровзрывной сети с безопасного места. По этому сигналу взрывники зажигают, ПИТ и удаляются в укрытия или за пределы опасной зоны, а при электрическом взрывании включают ток. Третий сигнал - отбой (три коротких) подается после осмотра места взрыва и означает окончание взрывных работ.

При огневом взрывании, электровзрывании детонаторами замедленного (короткозамедленного) действия, электроогневом взрывании разрешается к месту взрыва подходить через 15 мин; при взрывании детонаторами мгновенного действия и ДШ - через 5 мин.

Место взрыва осматривается лицом горного надзора и взрывником для определения возможности допуска людей к месту работы.

При обнаружении отказов (невзорвавшихся зарядов) устанавливают отличительный знак и обеспечивают его охрану. Каждый отказ записывается в книгу отказов. Запрещается разбуривание стаканов шпуров или скважин независимо от того, есть ли в них ВВ или его нет. Стаканом называют данную часть шпура или скважины, которая осталась после взрыва заряда ВВ.

Работы, связанные непосредственно с ликвидацией отказов, должны производиться по указанию руководителя взрывных работ, начальника участка или сменного надзора.

В местах отказов запрещается какая-либо работа, не связанная с их ликвидацией.

Если в отказавшем заряде имелись электродетонаторы и провода их обнаружены, то они должны быть немедленно накоротко замкнуты. Электровзрывная сеть должна быть двухпроводной. Использование земли или воды в качестве обратного провода категорически запрещается.

Общее сопротивление электровзрывной сети определяется расчетом и измеряется линейным мостиком взрывания. Расхождение допускается ±10% от расчетной величины. При большем расхождении проверяется исправность состояния сростков проводов и их изоляции.

Запрещается движение контактных электровозов в местах производства электровзрывания и в соседних с ним участках.

Запрещается электровзрывание на поверхности в грозу и при ее приближении.

Список литературы

1. Воздвиженский Б.И., Голубинцев О.Н., Новожилов А.А. Разведочное бурение. М: Недра. 1979. 510с.

2. Оксененко В.П. Проходка горноразведочных выработок. Часть I. - Воронеж. 1974.

3. Оксененко В.П. Проходка горноразведочных выработок. Часть II. - Воронеж. 1974.

4. Правила безопасности при геологоразведочных работах. М.: Недра.1980.

5. Советов Г.А., Жабин Н.И. Основы бурения и горного дела. М.: Недра. 1980.

6. Единые правила безопасности при взрывных работах. М.: Недра. 1976.

Размещено на Allbest.ru