Организация горнопроходческих процессов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Форма поперечного сечения

Проходка откаточного штрека гор. 480 м.

Штрек - горизонтальная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность земли, проведенная по простиранию пород. Предназначен для транспортирования грузов, передвижения людей, проветривания, водоотлива.

Форма поперечного сечения горной выработки зависит от величины горного давления, конструкции крепи, срока службы и размеров горной выработки. В горной рудной промышленности в основном нашли применение прямоугольная, трапециевидная и прямоугольно-сводчатая формы.

Прямоугольную форму применяют при рамной или смешанной крепи, когда горное давление развивается со стороны кровли, а боковое давление незначительное или вовсе отсутствует.

Трапециевидную форму применяют при горном давлении со стороны кровли и небольшом со стороны боков.

Прямоугольно-сводчатую форму применяют монолитно-бетонной, набрызг-бетонной, анкерной, комбинированных крепях (анкерная с набрызг-бетоном) и в выработках без крепи (в прочных устойчивых породах).

Выбор сечения для прямоугольно - сводчатой формы:

МПД - 4 длина (L) - 9959 мм

ширина (А) - 2500 мм

высота (h) - 2300 мм

Ширина выработки в свету:

B =а1+A+а2 (1)

B = 250+2500+700 = 3450 мм

где а1, а2, а3 - зазоры между стенкой выработки и транспортным средством:

A - ширина транспортного средства

Ширина выработки при наличии крепи:

B1 = В + 100(2)

B1 = 3450 + 100 = 3550 мм

где В - ширина выработки в свету

Высота коробового свода при набрызгбетонной, штанговой и комбинированной крепях:

h0 = В/3 (3)

h0 = 3450/3 = 1150 мм

где В - ширина выработки в свету

Высота выработки при набрызгбетонной, штанговой и комбинированной крепях:

Нc = h + l + Штрубы (4)

Нc = 2300 + 500 + 600 = 3400 мм

где l - зазор между ветиляционной трубой и транспортным средством

h - высота транспортного средства

Высота стенки от почвы выработки в свету:

h1 = Н - h0(5)

h1 = 3400 - 1150 = 2250 мм

где h2 - высота стенки выработки

hб - высота слоя балласта

Проектная высота выработки при набрызгбетонной, штанговой и комбинированной крепях:

Н = Нc + д(6)

Н = 3400 + 100 = 3500 мм

где д - расчетная толщина стенок крепи

Радиус осевой дуги коробового свода при h0 = В/3

R = 0,692В (7)

R = 0,692 • 3500 = 2422 мм

где В - ширина выработки в свету

Радиус боковой дуги коробового свода при h0 = В/3

r = 0,262B (8)

r = 0,262 • 3500 = 917 мм

Сечение выработки в свету:

Sсв = В · (h1 + 0,26В)(9)

Sсв = 3450 · (2250 + 0,26 • 3450) = 10,9 мІ

где В - ширина выработки в свету

Проектная площадь сечения выработки:

Sпр = В1? (h1 + 0,26В1) (10)

Sпр = 3550? (2250 + 0,26 • 3550) = 11,3 мІ

2. Выбор и расчёт крепи горной выработки

горный выработка проходческий забой

Выбор вида и конструкции крепи определяется устойчивостью массива пород, окружающего выработку. Устойчивость пород зависит от множества горно-геологических и горно-технических факторов: прочности пород, их напряженного состояния, степени ослабления пород в массиве, формы и размеров выработки, глубины её заложения и прочих факторов, взаимосвязь между которыми установилась на стадии проектирования весьма трудно. Поэтому на практике выбор типа крепи в значительной степени определяется предшествующим опытом её эксплуатации в сравнимых условиях.

Наряду с этим при составлении проекта на проходку и крепление выработок осуществляется предварительное назначение вида крепи. Здесь рекомендуется учитывать прочностные свойства пород и глубину заложения выработки, пользуясь безразмерным коэффициентом - показателем устойчивости:

П = гН/ум(11)

где: г - плотность пород, т/мі;

Н - глубина заложения выработки, м;

ум - прочность пород на сжатие в массиве, т/мІ;

Величину прочности пород на сжатие в массиве рекомендуется определять с учетом коэффициента структурного ослабления, который является функцией от величины размера блоков, на которые разбит массив трещинами, и от наибольшего размерами поперечного сечения выработки вчерне. Когда значение среднего размера блоков, на которые массив разбит трещинами заранее неизвестно, рекомендуется принимать следующие значения коэффициента структурного ослабления л:

- для монолитных, слабо трещиноватых пород - 0,8;

- для пород средней трещиноватости - 0,5;

- для пород сильнотрещиноватых - 0,4-0,3;

- в зонах дробления геологических нарушений - 0,2-0,1.

Определение прочности свойств пород руд в массиве при изученном строении размеров блоков.

Прочность (предел прочности на сжатие) в массиве определяется с учетом коэффициента структурного ослабления:

ум = л · ук (12)

где: ум - прочность пород на сжатие в массиве, т/мІ;

ук - предел прочности на сжатие в куске, т/мІ = f;

л - коэффициента структурного ослабления.

ум = 0,5? 12? 1000 = 6000 т/мі

П = 2,98 ? 480 / 6000 = 0,2384

Если гН/лу <0,1 породы можно считать устойчивыми. При проведении выработок по породам, склонным к выветриванию, необходимо применять набрызг-бетонную крепь толщиной 2-5см.

При соотношении 0,1< гН/лу>0,3 породы можно считать среднеустойчивыми. Рекомендуемые виды крепи: набрызг-бетонная, штанговая, комбинированная из набрызг-бетона и штанг.

При соотношении 0,3< гН/лу>0,45 породы можно считать неустойчивыми. Рекомендуются поддерживающие крепи: бетонная, деревянная, металлическая, податливая. Возможно применение смешанных крепей: штанговой крепи в сочетании с монолитной бетонной или металлической.

Для окончательного прогноза устойчивости руд и пород в выработках рекомендуется использовать многопараметровую геомеханическую классификацию. По этой классификации учету при оценке устойчивости подлежат: характер трещиноватости. Величина структурного блока, элементы залегания трещин, условия обводнения, плотность пород, предел прочности на сжатие, ширину выработки, глубину заложения, срок службы.

2.1 Геомеханическая классификация горного массива

Таблица 1 - Оценка в баллах по безразмерному параметру

Безразмерный параметр гН/R	0,1 и ниже	0,1-0,2	0,2-0,3	0,3-0,4	0,4 и выше
Оценка в баллах	25	20	15	10	5

Таблица 2 - Оценка в баллах по характеристике трещиноватости

Характеристика трещиноватости	Очень шероховатые поверхности	Шероховатые поверхности	Гладкие поверхности или заполнитель кварца	Зеркало скольжения или заполнитель кварца	Мягкая глинка трения или заполнитель хлорит, серицит
Оценка в баллах	20	15	12	6	3

Таблица 3 - Оценка в баллах по обводнённости

Подземные воды	Отсутствуют	Мочажины	Слабый капёж	Сильный капёж	Струи воды
Оценка в баллах	13	10	7	4	0

Таблица 4 - Оценка в баллах элементов залегания трещин

Простирание трещин	Перпендикулярно оси выработки	Параллельно оси выработки	Независимо от простирания трещин
Падение трещин	45-90	20-45	45-90	25-45	0-20
Оценка качественная	Очень благоприятное	Благоприятное	Очень неблагоприятное	Удовлетворительное	Неблагоприятное
Оценка в балла	30	20	0	15	5

Таблица 5 - Оценка в баллах по форме блока

Форма блока	Призматическая, прямоугольная	Плитчатая	Трапецеидальная	Клиновидная	Бесформенная
Оценка в баллах	20	17	13	8	3

Таблица 6 - Оценка в баллах по сроку службы выработки

Сроку службы, лет	1,5	4	7	10	15
Оценка в баллах	8	6	4	2	0

Сумма баллов равна 48.

Таблица 7 - Классификация горного массива

Качественная оценка

Весьма устойчивые

Устойчивые

Средней устойчивости

Слабой устойчи вости

Неустойчивые

Класс

Й

ЙЙа

ЙЙб

ЙЙв

ЙЙЙа

ЙЙЙб

ЙЙЙв

IVа

IVб

Vа

Vб

Vв

Оценка в баллах

90 и более

90-85

85-75

75-70

70-65

65-55

55-50

50-40

40-35

35-30

30-25

25 и менее

Таблица 8 - Выбор крепи в зависимости от класса горного массива

Характеристика пород и руд по устойчивости	Класс горного массива	Постоянная крепь	Временная крепь
		Вид крепи	Параметры крепи	Допустимое отставание от забоя	Вид крепи	Допустимое отставание от забоя
1	2	3	4	5	6	7
Слабой устойчивости	ЙVа	Железобетонные штанги по кровле и бокам. Сетка металлическая по кровле. Набрызг-бетон по кровле и бокам	Сетка штангования 0,7Ч0,7 м. Глубина штангования 2,0м. Сетка металлическая с ячейкой до 0,3Ч0,3м Набрызг-бетон слоем 3-4см	Железобетонные штанги-0,7м Сетка-15м Набрызг-бетон-15м	Железобетонные штанги постоянной крепи. Набрызг-бетон слоем 2см	0,7м 5м

3. Выбор способа и схемы сооружения выработки, механизация проходческих работ

Для разрушения руд средней крепости и крепких, наиболее эффективным считается взрывной способ отбойки, с применением ВВ. Благодаря относительно малой энергоёмкости и технологической простоте, этот способ широко применяется на практике.

Обычный способ применяется в устойчивых породах, допускающих обнажение забоя выработки без применения специальных методов или устройств, для поддержания безопасных условий труда проходчиков.

Способ проведения выработки характеризуется в каждом отдельном случае технологической схемой ее проведения, т.е. безопасной совокупностью способов отделения горной массы от массива, погрузки ее и транспортирования из забоя, возведение крепи.

Проходческим циклом при проведении буровзрывном способе проведения выработки называется совокупность процессов, при однократном выполнении которых забой выработки подвигается на величину ходки.

В зависимости от условий горнопроходческие работы выполняются последовательно - когда каждый проходческий процесс начинается только после окончания предыдущего, или параллельно - когда одновременно выполняются процессы по двум основным процессам. Например - бурение шпуров и крепление. Опыт работы горнорудных предприятий показывает, что при последовательном выполнении проходческих процессов достигаются большие скорости проведения выработок и создаются более безопасные условия труда в забое.

В качестве совмещения можно принимать только работы вспомогательного характера, таких как подвеска воздушных, водяных и вентиляционных труб, устройство водоотливных канавок и т.д.

3.1 Проведение подземных горных выработок буровзрывным способом

Буровзрывной способ проходки применяют в породах с f > 6 при отсутствии опасности разрушения пород кровли вследствие взрывания шпуровых зарядов. Основными операциями проходческого цикла при применении этого способа является бурение шпуров, заряжение шпуров и взрывание зарядов, проветривание и погрузка породы и возведение крепи.

Сменная эксплуатационная производительность бурильной установки шпурометрах с учетом времени на подготовительно-заключительные операции регламентированные простои по организационным и техническим причинам:

Qз= Т-(tпз+ tпз'+tот+tвв)/[1/(Ко·n·v)]+(tман+tох+tк)(13)

где: Т - продолжительность смены, мин;

tпз - время общих подготовительно-заключительных операций, 2,5% минут

tпз' - время подготовительно -заключительных операций при бурении шпуров, 9,5% от продолжительности смены, мин;

tот - время на отдых, 10% от продолжительности смены, мин;

tвв - время на технологический перерыв, на взрывные работы 12% от продолжительности смены, мин;

n - число бурильных машин;

Ко - коэффициент одновременной работы буровых машин, равный 0,78 при n=2 и 0,73 при n=3;

tман - время, затраченное на манипулирование по установке и переустановке бурильных машин, 0,25-0,5 минут;

tк - время на замену коронок, 0,1 минуты на 1 м шпура;

v - скорость бурения (м/мин) в зависимости от крепости пород.

V = 13400 · А · n/dІ · усж 0,59(14)

V = 13400 · 90 · 100/36І · 120,59 = 21,5 м/мин

Qз = 420 - (10,5+40+42+50,5)/(1/0,78 · 2 · 21,5)+(0,25+0,05+0,1) = 221,5 м/см.

Сменная норма выработки на бурение шпуров бурильными установками

Нв= (Т-tпз-tоб-tдн) · n · Ко/ (to+tв) · 1,07(15)

где Т=420 - продолжительность смены, мин.

tпз=40 - общее время на подготовительно-заключительные операции, мин.

tоб=30 - время на обслуживание установки, мин.

tо- время на бурение 1 метра шпура,

tв=0,7 мин/метр - вспомогательное время на бурение.

1,07 - коэффициент отдыха.

tдн=10 мин, личное время рабочего.

n = 2, число бурильных машин.

Kо= 0,78 - коэффициент одновременной работы бурильных машин.

Нв= (420-40-30-10) · 2 · 0,78/(1,1+0,5) · 1,07 = 309,8 м/см.

Техническая характеристика бурильной установки Миниматик М:

Габариты, мм.:

ширина 1940

высота 2400

длина10800

Число бурильных машин 2

Глубина бурения шпуров, м 2,2

Частота ударов, Гц 100

Энергия удара90

Диаметр шпуров, мм.36 - 56

Sсеч , м28 - 36

Vдвижения , км/ч10

Таблица 9 - Удельный расход ВВ в зависимости от крепости пород

F пр. Протодьяконова	20-19	18-15	14-13	12-11	10-8	8-7	6-4	Менее 4
q, кг/мі	3,8	3,5	3,0	2,6	2,4	2,0	1,2	0,9

Таблица 10 - Поправочный коэффициент удельного расхода ВВ в зависимости от поперечного сечения выработки

S ч , м2	2,5-5	5-6,5	6,5-10	10-15	Более 15
Поправочный коэффициент	1,3	1	0,85	0,8	0,75

Удельный расход взрывчатых веществ:

q = 2,6 · 0,8 = 2,08 кг/мі(16)

Число шпуров в забое рекомендуется определять по формуле:

N = 1,27 · q · Sч /Д · d ·K3(17)

где: Д- плотность взрывчатого вещества в шпуре или патроне, кг/мі;

d - диаметр патрона или шпура, м;

К3 - коэффициент заполнения шпура.

N = 1,27 · 2,08 · 11,3/1200 · 1,2 · 0,036І · 0,7 = 23

Окончательное число шпуров принимается после выбора типа вруба и принятого расположения шпуров в забое.

3.2 Выбора типа вруба и предварительное расположения шпуров

В породе любой крепости применяют как клиновые, так и прямые врубы. Для клиновых врубов число врубовых шпуров (nв), отбойных (nо) и оконтуривающих (nок) определяется из соответствия 1:0,5:1:5 ил 1:0,5:2 (Параметры клиновых врубов должны быть рассчитаны). Клиновые врубы, как правило, применяются при бурении шпуров ручными перфораторами. При бурении наклонных шпуров бурильными установками длина бурильной машины должна вписываться между забоем и стенкой выработки.

В стесненных условиях, а так же при бурении шпуров бурильными установками применяют чаще всего прямые врубы.

В прямых врубах различной конструкции заряжают все шпуры, часть их или шпуры повышенного диаметра (возможно использование врубовых скважин) обычно не заряжают.

В прямых врубах расстояние между заряжаемыми шпурами составляет 10-30см (в очень крепких 5-10). Расстояние между центрами холостого и заряженного шпуров не должно превышать а=(2-3)·d, где d - диаметр холостого шпура.

Число компенсационных шпуров в прямом врубе:

N0 = (? · lш /А)і/V0(18)

где: ? - коэффициент использования шпура в прямом врубе;

lш - глубина шпура, см;

А - 9,35-масштабный коэффициент;

V0 - объем холостого шпура, смі;

V0 = (3,14 · 0,0362/4) · 2,2 = 0,002 м3

N0 = (0,95 · 2,2/9,35)і/ 0,002 = 4

Расстояние между оконтуривающими и отбойными шпурами рассчитывается по формуле:

W = [P/(q · m)]0,5(19)

где: Р - вместимость шпура;

q - удельный расход взрывчатого вещества;

m - коэффициент сближения зарядов (равен 1)

W = [1,1/(2,08 · 1)]0,5 = 0,73

Суммарную длину всех шпуров в комплекте определяют исходя из средней глубины шпуров, увеличение длины шпуров за счет углов их наклона к плоскости забоя и величины для врубовых шпуров. Исходя из суммарной длины всех шпуров, определяем тип бурильной машины, необходимую производительность бурения, обмену и количество одновременно работающих бурильных машин.

Определяем расход взрывчатого вещества на расчетную величину подвигания забоя на один цикл по формуле:

Q = q · Sч · (2/3)lш(20)

где: q - удельный расход взрывчатого вещества;

S - поперечное сечение выработки в чернее, мІ;

lш - глубина шпура, м;

Q = 2,08 · 11,3 · 2/3 · 2,2 = 34,5 кг

3.3 Монтаж взрывной сети

Монтаж взрывной сети осуществим в 5 серии. Зарядку шпура произведем зарядчиком ЗП-2, заряжаем 2/3 от длины шпура Грамматолом 15 и 1/3 длины шпура забойкой. В качестве забойки используем глину, песок или гидрозабойку.

1 серия (СИНВ-Ш 100)

2 серия (СИНВ-Ш 200)

3 серия (СИНВ-Ш 300)

4 серия (СИНВ-Ш 400)

При завершении монтажа, все шпуры собираем в пучки не более 16 в соответствие с замедлением, пучки обвязывают с ДШ каждый пучок. Шнуры ДШ заводим в СИНВ-Старт, волновод растягиваем на безопасное расстояние.

Рисунок 1 - Схема взрывной сети



Рисунок 2 - Схема расположения шпуров

4. Проветривание и проведение забоя в безопасном состоянии

В атмосферу горной выработки, которая находится в проходке, поступают различные вредные газы, особо при буровзрывном способе проходки и использования самоходного оборудования.

В соответствии с требованиями правил техники безопасности предельно допустимые концентрации газов в действующих выработках не должны превышать:

Таблица 11 - Допустимые концентрации вредных газов

Вредные газы	% по объему	мг/мі
Оксид углерода (СО)	0,0017	21,2
Оксиды азота (в пересчете на NO2)	0,00026	5,3
Сернистый газ (SO2)	0,00038	10,8
Сероводород (H2S)	0,00071	10,8

Перед допуском людей в выработку содержание вредных газов необходимо снизить путем проветривания не менее чем до 0,008% по объему при пересчете на условный оксид углерода.

При проветривании выработок из них удаляется, кроме того пыль, которая может быть причиной профзаболевания или взрыва (взрывоопасная).

При проведении тупиковых подземных горных выработок применяют три способа проветривания: нагнетательный, всасывающий и комбинированный.

Расчет проветривания при нагнетательном способе (проведение работ буровзрывным способом) проводится в следующей последовательности:

Количество воздуха Q3 мі/сек, которое необходимо подавать в забой, определяется по формуле В.Н.Воронина, мі/сек.:

Q3 = (2,25 · S/60 · t) ·vK · A · b · LІ/S · pІ;(21)

где: S - поперечное сечение выработки в свету, мІ;

t - время проветривания, не более 30 минут;

К - коэффициент, учитывающий обводненность выработки (для сухих К=0,8, для влажных К=0,6, водоносные породы К=0,6);

А - количество одновременно взрываемых ВВ, кг;

L = длина тупиковой выработки, м;

b - газовость ВВ, л/кг (при взрывании по углю b=100 л/кг, по породам b=40 л/кг);

р - коэффициент утечек (потерь) воздуха (в зависимости от материала, из которого изготавливают трубы, и длины выработки);

Q3 = (2,25 · 10,9/60 · 30) · v0,6 · 34,5 · 40 · 80І/10,9 · 1,07І = 8,9 мі/сек.

Таблица 12 - Коэффициент утечек воздуха для прорезиненных труб

Длина трубопровода, м	100	200	300	400	500	600	700	800
коэффициент утечек воздуха, р	1,07	1,14	1,19	1,25	1,30	1,36	1,39	1,42

Проводится проверка на предельно допустимую минимальную скорость движения воздуха по выработке по газовому фактору Vиш = 0,25 м/сек; по пылевому фактору V = > Q3 / S; V < 0,25 м/сек

При применении проходческого оборудования с дизельным приводом:

Q2 = 5 · N(22)

где: N - мощность двигателя, л.с. (175 кВт = 238 л.с.)

Q2 = 5 · 231 = 1156/60 = 19,25 мі/сек

V = > Q3 / S(23)

V = > 19,25 /10,9 = 1,8 м/сек;

Q3 = 0,25 · V;(24)

Q3 = 0,25 · 1,8 = 0,45 мі/сек.

Определяется необходимая (потребная) подача вентилятора:

Qв = Р · Q3(25)

При использовании труб, приготовленных из прочих материалов (деревянные, металлические), расчет потерь (Р) производится по соответствующим формулам

Qв = 1,07 · 19,25 = 20,6 мі/мин.

Рассчитывается депрессия трубопровода (Нв), которую должен преодолеть вентилятор. Общее давление, которое должен создавать вентилятор для преодоления депрессии трубопровода (Нв), состоит из статического давления (Нс), давление для преодоления местных потерь (Нм) и динамического давления (Нд).

Нс = р · R · Q3І(26)

R = r · L(27)

R = 0,0026 · 80 = 0,208

Нс = 1,43 · 0,208 · 19,25І = 110,2 Па

Нм = 0,2 · Нс(28)

Нм = 0,2 · 110,2 = 22,04 Па

Нд = хтІ · г/2(29)

Нд = 2,44І · 1,2/2 · 9,8 = 0,3 Па

где: г - плотность воздуха, равная 1,2 кг/мі;

хт - скорость движения воздуха в трубопроводе, м/с;

R - Аэродинамическое сопротивление трубопровода;

Нв = Нс + Нм + Нд(30)

Нв = 110,2 + 22,04 + 0,3 = 132,54 Па

Принимаем вентилятор ВМЭ - 12 А.

5. Погрузка породы

Погрузка породы при проходке горных выработок является одним из самых трудоемких процессов. Она занимает 40-60% от времени проходческого цикла. Для уборки породы из забоя выработки используют погрузочные машины, для погрузки (при наличии рельсовых путей) рудничные вагонетки (ВГ), самоходные вагоны (ВПК) или бункер поезда.

При уборке породы из горизонтальных горных выработок небольшой протяженности (до 50-60 м) получили применение скреперные установки. При отсутствии в выработках рельсовых путей нашли широкое применение погрузочно-транспортные машины типа ПТ и ПД.

На выбор машины при наличии рельсовых путей влияет крепость, крупность погружаемой породы и размеры выработки, кроме того необходимо учитывать следующие параметры машины:

- разница ширины фронта погрузки и ширины выработки не должна быть более 20%;

- максимальная высота машины в рабочем положении должна быть меньше высоты выработки, (от головки рельса до кровли при наличии крепи до крепи, не менее чем на 10 см);

- ось выработки в призабойной зоне должна совпадать с осью рельсового пути.

- при выборе машины типа ПНБ следует учитывать крепость и крупность погружаемой породы, а так же высоты выработки.

При уборке горной массы погрузочно-транспортными машинами, сменную эксплуатационную производительность можно определить по формуле:

Qсм =(Т-tпз-tр) · хк · Kз /( tосн + tвсп) · кот · Кр(31)

где: Т - продолжительность смены, мин;

tпз - время на подготовительно-заключительные операции, (30-60 мин);

tр - личное время рабочего (10 мин);

кот - коэффициент, учитывающий отдых рабочих;

хк - объем ковша, мі;

Кр - коэффициент разрыхления горной массы (1,5-1,8);

Kз - коэффициент заполнения;

tосн - время основных операций, мин/рейс.

tосн = L/Vп + L/Vр + tп + tр(32)

где: L - расстояние транспортировки, км;

Vр - скорость движения с грузом (3-4 км/час);

Vп - скорость движения порожняка (6-7 км/час);

tп - время погрузки (0,7-2,7 мин);

tр - время разгрузки (0,4-1,6 мин);

tвсп - время на вспомогательные операции(0,8-3 мин/рейс).

tосн = 80/7 + 80/4 + 1 + 0,5 = 32,9 мин/рейс

Qсм =(420-60-10) · 3,5 · 0,85 / (34,1+ 1) · 1,07 · 1,5 = 19,1 мі/см

Погрузку породы осуществляем погрузочной машиной МПД - 4.

6. Снабжение сжатым воздухом

Производительность компрессорной станции рассчитывается на максимальный расход сжатого воздуха. Основными потребителями его являются бурильные и погрузочные машины, другая техника, работающая на этом приводе.

Для обеспечения забоя сжатым воздухом запроектирована компрессорная станция с компрессорами типа К - 250. Для подвода сжатого воздуха к забою проектируем трубопровод диаметром 100 мм. Отставание трубопровода от забоя не более 100 м. постоянной магистралью диаметром 100 мм. и 50 м. временной магистралью диаметром 50 мм.

Расход сжатого воздуха при бурении шпуров:

Qб = gб · nб · Kб · Km(33)

где: gб - количество воздуха, потребляемое одной машиной, gб = 5 (мі/мин)/кВт;

nб - количество машин, шт;

Kб - коэффициент одновременной работы машин;

Km - коэффициент, учитывающий изношенность машин, Km = 1,029.

Qб = 5 · 1 · 1 · 1,029 = 5,145 мі/мин

Потери сжатого воздуха в трубопроводе:

Qn = gy ? L(34)

где: L - длина трубопровода, км;

gy - допустимая утечка воздуха через различные неплотности трубопровода на 1 км, мі/мин (5-6 мі/мин).

Qn = 5?(0,4+0,48+0,08) = 5,96 мі/мин.

Потребное количество воздуха определим по формуле:

Qnотр = Qб + Qn(35)

Qnотр = 5,145 + 5,96 = 11,105 мі/мин.

7. Снабжение промышленной водой

В подземных выработках для борьбы с пожарами и пылью следует проектировать объединенные пожарно-оросительные трубопроводы. Сеть пожарно-оросительного трубопровода должна быть постоянно заполнена водой под напором.

Сеть пожарно-оросительного трубопровода в подземных выработках должна состоять из магистральных и участковых линий, диаметр магистральных линий независимо от расчета не пропускную способность должен быть не менее 100 мм, а участковых - не менее 50 мм.

Магистральные линии прокладываются в вертикальных и наклонных стволах, штольнях, околоствольных дворах, главных и групповых откаточных штреках, квершлагах и уклонах.

Концы участковых пожарно-оросительных трубопроводов должны отставать от забоев подготовительных выработок не более чем на 50 м и быть оборудованы пожарным краном, у которого располагается ящик с двумя пожарными рукавами и пожарным стволом. Давление воды на выходе из пожарных кранов должно составлять при нормируемом расходе воды на подземное пожаротушение 0,5-1,0 МПа (5-10 кгс/смІ) а в трубопроводах - ограничивается их прочность. На участках трубопроводов, где давление превышает 1,0 МПа (10 кгс/смІ), перед пожарным краном должны быть установлены редуцирующие устройства.

Пожарно-оросительный трубопровод оборудуется однотипным пожарным краном.

На ящиках для хранения пожарных рукавов и стволов должны быть нанесены надписи: “Пожарных рукава, стволы”.

Для отключения отдельных участков пожарно-оросительного трубопровода или подачи всей воды на один пожарный участок на трубопроводе должны быть расположены задвижки в следующих местах:

а) на всех ответвлениях водопроводных линий;

б) на водопроводных линиях, не имеющих ответвлений, - через каждые 499 м.

Пожарно-оросительные трубопроводы оборудуются распределительными и регулирующими давление устройствами, которые должны быть последовательно пронумерованы и нанесены на схему водопроводов с указанием порядка их применения.

Для подземных трубопроводов следует предусматривать защиту от коррозии и блуждающих токов в соответствии с ГОСТ 9.015-74 “Подземные сооружения. Общие технические требования”.

Весь шахтный пожарно-оросительный трубопровод окрашивается в опознавательный красный цвет.

Окраска может быть выполнена в виде полосы шириной 50 мм по всей длине трубопровода или в виде колец шириной 50 мм, наносимых через 150 - 200 мм.

8. Общие требования безопасности по охране труда

1. Настоящая инструкция разработана для работников занятых на проходке горизонтальных и наклонных горных выработках.

1.2. Работа проходчика относится к категории работ, связанных с опасными условиями труда.

В процессе труда на проходчика оказывают влияние следующие опасные и вредные факторы:

Физические:

- повышенный уровень безопасности;

- повышенная влажность воздуха;

- повышенный уровень шума;

- пониженная температура воздуха;

- повышенное вибрационное воздействие;

- пониженный уровень освещенности.

Химические:

- повышенное содержание в воздухе примесей вредных газов;

- психофизиологические

- высокое физическое напряжение;

- напряжение внимания;

- нештатные ситуации.

1.3. К работам по проходке подземных горных выработок допускаются лица не моложе 21 года, прошедшие предварительное медицинское освидетельствование на предмет пригодности к работе в подземных условиях, предварительное производственное обучение по всем видам работ технологического цикла, имеющие квалификационное удостоверение «проходчик» с указанием машин и механизмов, которыми он имеет право управлять.

1.4. К самостоятельной работе допускаются лица, прошедшие инструктаж на рабочем месте согласно программы инструктажа , ознакомленные с запасными выходами и планом ликвидации аварий.

1.5. Ежегодно проходчик обязан проходить обучение и аттестацию на соответствующую квалификационную группу по электробезопасности.

1.6. При организации работ, предусматривающей совмещение профессий, к работам по проходке выработок допускаются рабочие, обученные по всем видам работ и получившие соответствующие удостоверения.

1.7. Проходчик обязан:

- не допускать, чтобы отставание крепи от забоя превышало величину, установленную соответствующим паспортом.

- знать и соблюдать инструкцию по эксплуатации применяемого оборудования, машин, механизмов;

- уметь определять содержание вредных газов рудничной атмосферы экспресс-методом;

- уметь оказывать первую медицинскую помощь пострадавшему при несчастном случае;

- знать правила обращения со взрывчатыми веществами;

- на рабочем месте находиться в исправной, выданной согласно нормам спецодежде, спецобуви и средствами индивидуальной защиты (очки, шумозащитные устройства, респиратор и т.д.);

- знать и соблюдать требования данной инструкций, инструкции № 1 и других инструкций согласно программ инструктажа;

- помнить, что от качества выполняемых им работ зависит не только его личная безопасность, ног и безопасность рабочих, которые будут работать впоследствии в этой выработке.

1.8. При выполнении нарушений требований безопасности, возникновении аварийных ситуаций или несчастном случае принять меры к их ликвидации и немедленно сообщить лицу технического надзора.

1.9. За нарушение требований безопасности проходчик несет ответственность согласно законодательств.

2 Требование безопасности перед началом работ

2.1. Перед началом работ проходчик обязан;

- пройти предсменный медосмотр;

- получить письменный наряд под роспись, обратив внимание на дополнительные меры безопасности;

- проверить наличие и исправность индивидуальных средств защиты;

- проверить исправность ручного и бурового и инструментов, буровой машины, а также инструмента для оборки выработок;

- неисправный инструмент заменить.

- проверить наличие и исправность освещения, виброгосящих и пылиподовляющих средств, в зоне забоя;

- проверить наличие невзорвавшихся шпуровых зарядов ВВ или их остатков ( далее-«отказа ВМ»);

- проверить прокладку вентиляционных труб и труб сжатого воздуха, их отставание от груди забоя не должно превышать установленную паспортом величину;

- проверить наличие деревянных пробок для закрытия «стаканов» после взрывных работ;

- отсмотреть борта и кровлю горной выработки и сделать тщательную оборку от заколов, начиная от постоянной крепи до забоя;

- проверить направление горной выработки согласно маркшейдерским указаниям и соответствие ее проектному сечению.

2.2. При работе на машинах и механизмах проводить ежесменный осмотр и техобслуживание с записью в бортовой журнал приема-сдачи смен.

2.3. В первую очередь выполнить работы по устранению выявленных неисправностей и нарушений требований безопасности.

2.4. Обнаружив недостатки, которые сам проходчик устранить, не может, не приступая к работе, сообщить лицу технического надзора.

2.5.Проходчику запрещается;

- пребывание в шахте (руднике) без спецодежды, спецобуви, необходимых индивидуальных средств защиты и других защитных средств, предусмотренных к обязательному применению и использованию в конкретных условиях ведения подземных горных работ:

-допуск к работе и пребывание на территории шахты и других объектах в нетрезвом состоянии.

3 Требования безопасности во время работы

3.1.Получив положительные результаты анализа воздуха на содержание вредных газов, нарастив вентиляционными став труб, сделав орошение водой и произведя тщательную оборку заколов кровли, бортов и груди забоя, выполнив остальные работы по приведению рабочего места в безопасное состояние, проходчик приступает к выполнению работ технологического цикла:

- уборке горной массы из забоя, креплению согласно действующего БВР, подготовке забоя к взрывным работам.

3.2. При обнаружении отказавших зарядов ВМ проходчик обязан не приступая к работе, закрестить забой и сообщить об отказах лицу технического надзора.

3.3. Работы по уборке горной массы из забоя производить с соблюдением утвержденных инструкций по ТБ при работе применяемого погрузо-доставочного оборудования.

3.4. Работы по креплению горных выработок производить по утвержденному паспорту крепления с соблюдением инструкций по ТБ для подземных крепильщиков.

3.5. Работы по оборке заколов производить согласно инструкции по ТБ для оборщиков.

3.6. Перед началом бурения необходимо перекрыть (СТАКАНЫ) деревянными пробками.

3.7. Работы по бурению шпуров самоходными буровыми установками производить по паспорту. БВР с соблюдением инструкций по ТБ при работе на применяемых самоходных буровых установках и инструкций по эксплуатации данной буровой технике.

3.8.Ремонт бурового оборудования производить согласно проекта организации работ (ПОР) с соблюдением требовании карт безопасности в специально установленных местах. Мелкий ремонт допускается производить на рабочем месте в закрепленном пространстве.

3.9. При монтаже (демонтаже) бурового оборудования без грузоподъемных приспособлений масса отдельных узлов не должна превышать 50кг на одного человека, занятого на данной операции.

3.10. При бурении забоя ручными перфораторами проходчик должен:

- перекрывать пробки стаканами «стаканами», забуривоние шпуров производить в направлении, исключающем их пересечение на расстоянии не менее 0,3 м от них;

- применять стандартные поддерживающие устройства (пневмоподдержка, колонка), не допускать использование для этой цели досок, труб и т.д.;

- выбирать длину шпуров и места их заложения в соответствии с паспортом БВР данного забоя;

- применять положенные средства индивидуальной защиты (рукавицы, КР, очки шумозащитные устройства, противопылевые устройства);

- направлять префаратор по оси шпура;

- подавать в пневмоподдержку сжатый воздух в количестве, обеспечивающем постепенное нагнетание ее на префаратор;

- следить за надежностью крепления префаратора на пневмоподдержке, колонке;

- прочно устанавливать нижний упор пневмоподдержке префаратора не применять случайные предметы для удлинения распорной колонки;

- занять устойчивое положение при бурении ручными перфораторами с пневмоподдержкой, следить за направлением штанги в шпуре;

- буровые работы производить с промывкой шпуров водой или водяными растворами пылесвязывающих веществ;

- замену буров производить после полного прекращения подачи сжатого воздуха в префаратор, пневмоподдержку или автоподатчик;

3.11. В забоях, где имеются нарушения требовании безопасности, запрещается производить любые виды работ, кроме работ по проведению рабочего места в безопасное состояние.

3.12. Проходчику запрещается;

- производить буровые работы при наличии «отказов». А также неперекрытых пробками «стаканов»;

- производить буровые работы при наличии «заколов» на груди забоя, по бортам и кровли выработки;

- производить буровые работы при отставании вентиляционных труб и труб сжатого воздуха больше предусмотренного проектом;

- нарушать паспорта БВР и паспорт крепления;

- работать неисправным инструментом;

- нарушать требование инструкции по эксплуатации применяемого оборудования, машин, механизмов;

- работать при отсутствии освещения на рабочем месте;

- производить бурение забоя при отставании крепления больше предусмотренного паспортом;

- держать рукой буровую штангу, при забуривании ручным перфоратором;

- работать при отсутствии страховочных тросиков на воздушных шлангах;

3.13. При подготовке забоя к взрывным работам проходчик обязан;

- убрать из забоя инструмент, воздушные и водяные шланги, отогнать на безопасное расстояние буровую и погрузочную технику;

- осмотреть и проверить состояние крепи, трубопроводов водяного и сжатого воздуха и воды;

- сделать тщательную оборку стенок и кровли выработки от заколов;

- продуть шпуры сжатым воздухом;

- проверить состояние и соответствии проветривание забоя по паспорту вентиляции;

- выполнять все требования, предъявляемые мастером и взрывником, ведущим взрывные работы в данном забое.

4 Требование безопасности при аварийных ситуациях

4.1. Во всех аварийных ситуациях (авария самоходных машин, оборудования, возгорании и т.п.) принять меры к локализации аварии и сообщить о дальнейших действиях.

4.2. Буксировать неисправную самоходную машину только жесткой сцепкой длиной не более 1 м со скоростью до 5 км/час.

4.3. В случае возникновения пожара на самоходной буровой установке с дизельным приводом, для тушения огня применять углекислотный огнетушитель.

4.4. При оповещении об аварии сигналами, предусмотренными ПЛА, проходчик должен оповестить о местонахождении лица технадзора или диспетчера шахты, получить от них о дальнейших действиях. Выходить на поверхность в соответствии с действующим ПЛА.

5 Требование безопасности после окончания работ

5.1. По окончании работ проходчик обязан;

5.2. Собрать инструмент, убрать оборудование и материалы в отведенное для них место.

5.3. Очистить от грязи инструмент, оборудование.

5.4. Провести послесменное техническое обслуживание буровой установки.

5.5. Проходчик по окончании работ (смены) обязан предупредить проходчиков другой смены о работе оборудования и возможных опасностях в работе.

5.6. Отчитаться о проделанной работе в книге нарядов.

5.7. Сделать запись о работе оборудования и выявленных неисправностях в агрегатном журнале.

9. Организация работ и технические показатели

горный выработка проходческий забой

При проведении выработок различают два вида горнопроходческих процессов: основные (процессы, относящиеся непосредственно к проведению и крепления) и вспомогательные (процессы, которые обеспечивают нормальные условия для проведения основных проходческих операций).

Проходческим циклом называют совокупность основных проходческих процессов, необходимых для подвигания выработки на заданную величину за определенный промежуток времени (чаще всего кратный смене).

Необходимо организовать работу по проведению выработки так, чтобы отдельные процессы планомерно чередовались и ритмично выполнялись. Для этих целей вырабатывается график организации работ в следующей последовательности.

Объем работ для каждого вида рассчитан в соответствующих разделах. Зная заданную месячную скорость проходки и устанавливая режим работы в течение месяца и суток, определяем необходимую величину подвигания забоя за смену.

При известной глубине шпура и коэффициента использование шпура рассчитываем необходимое количество циклов в смену ил сутки. Рассчитываем трудоемкость по каждому процессу:

Ni = Vi / Hi(36)

где: Ni - трудоемкость данного вида работ, чел/см;

Hi - норма выработки по данному проекту;

Vi - объем работ по каждому процессу в соответствующих единицах.

Таблица 13 - Трудоемкость по каждому процессу

№	Вид работ	Объем работ	Норма выработки	Трудоемкость, чел/смену	Число рабочих
		Vi	Hi	Ni = Vi / Hi	n
1	Уборка породы	19,1	28	0,68	2
2	Крепление выработки	31	44,35	0,7	2
3	Бурение шпуров	221,5	309,8	0,71	2
4	Заряжение и взрывание	34,5	56,5	0,61	3

Продолжительность работ определим по формуле:

t = Тсм · Ni · б/(n · Кн)(37)

где: Ni - трудоемкость работ, чел/см;

n - количество рабочих, занятых выполнением данной работы;

б - коэффициент учитывающий затраты времени на заряжание, взрывание и проветривание выработки б = 0,75

Уборка горной породы:

t = 7 · 0,68 · 0,75/(2 · 1,1) = 1,63 часа

Крепление горной выработки:

t = 7 · 0,7 · 0,75/(2 · 1,1) = 1,67 часа

Бурение шпуров:

t = 7 · 0,71 · 0,75/(2 · 1,1) = 1,7 часа

Заряжение шпуров:

t = 7 · 0,61 · 0,75/(3 · 1,1) = 1,5 часа

Таблица 14 - Циклограмма проведения откаточного штрека гор. 480 м.

Вид работ	Число рабочих	Продолжительность, час	Смена, часов
			1	2	3	4	5	6	7
Уборка породы	2	1,63
Крепление выработки	2	1,67
Бурение шпуров	2	1,7
Заряжение и взрывание	3	1,5
Проветривание		0,5

При четырехсменном режиме работы и 25 рабочих днях скорость проведения выработки, м/месс.

v = 25 · ly · nсм · nц(38)

v = 25 · 2,2 · 3 · 1 = 165 м/мес.

Далее идет подробное описание организации работ в забое и перечень основных оперативно-технических мероприятий по горной выработке определяется время ее сооружуния, мес.

t = L/v(39)

где: v - скорость проходки выработки, м/мес;

ly - длина уходки выработки из цикла (подвигание);

nсм - число смен в сутки;

nц - число циклов в смене;

L - длина выработки, м;

t - время на проходку выработки, мес.

t = 80/165 = 0,48 мес.

Список используемых материалов

1. Именитов В.Р. Технология, механизация и организация производственных процессов при подземной разработке МПИ - М. «Недра», 1984 г.

2. Агошков М.И. Разработка рудных и нерудных МПИ - М. «Недра», 1983 г.

3. Задачник. Разработка рудных МПИ. Панин И.И. Ковалев И.Л. - М. «Недра», 1984 г.

4. Расчет параметров технических процессов при подземной добыче руд. Баранов А.О. - М. «Недра», 1992 г.

5. « Технология и комплексная механизация проведения горных выработок ». Г.Д.Чупрунов.

6. « Горные работы, проведение и крепление подземных выработок ».

С.И.Котляров.

7. « Взрывные работы ». Б.Н.Кутузов.

Размещено на Allbest.ru