Расчет параметров буровзрывных работ при промыслово-геофизических работах
Основные стадии разработки месторождений полезных ископаемых подземным способом с помощью шахт. Размеры и запасы рудничного поля. Производительность и срок существования рудника. Буровзрывные работы при проходке вертикальных и горизонтальных стволов шахт.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.12.2011 |
| Размер файла | 578,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
, (4.4)
где q1 - удельных расход эталонного ВВ, кг/м3 (таблица 4.8);
fc - коэффициент структуры породы (таблица 4.9);
K - коэффициент сопротивления породы при ее отделении от массива в зависимости от площади поперечного сечения выработок и числа открытых поверхностей: при одной открытой поверхности забоя , при двух открытых поверхностях ;
e - коэффициент относительной работоспособности (таблица 4.10).
Таблица 4.8 - Удельный расход эталонного ВВ
|
Коэффициент крепости пород |
q1, кг/м3 |
|
|
15-20 |
1,2-1,5 |
|
|
10-15 |
1,0 |
|
|
4-6 |
0,4-0,6 |
|
|
2-3 |
0,2-0,3 |
Таблица 4.9 - Коэффициент структуры породы
|
Породы |
fc |
|
|
Дислоцированные, неправильное залегание пород с мелкой трещиноватостью |
2,0 |
|
|
Сланцевые, с изменяющейся крепостью |
1,3 |
Таблица 4.10 - Коэффициент относительной работоспособности
|
Взрывчатое вещество |
е |
|
|
Скальный аммонал №1 |
0,9 |
|
|
Детонит 6А, 10А |
0,9 |
|
|
Аммонит №6 ЖВ |
1,1 |
|
|
Предохранительные аммониты |
1,4 |
кг/м3
По формуле проф.В.А. Федюкина удельный расход можно определить как:
, (4.5)
кг/м3
Величина заряда в отдельных шпурах уточняется с учетом их длины и назначения. Величина заряда во врубовых шпуровых принимается на 15-20 % больше средней величины заряда, в оконтуривающих - на 10-15 % меньше. При этом в шпуре должно размещаться целое число шпуров [2, стр.81].
Расчетные значения удельного расхода ВВ сведены в таблицу 4.11.
Таблица 4.11 - Удельный расход рассчитанный по разным методикам
|
Коэффициент крепости породы |
Удельный расход ВВ, q, кг/м3 |
||||
|
по формуле 4.2 |
по формуле 4.3 |
по формуле 4.4 |
по формуле 4.5 |
||
|
12 |
0,76 |
0,73 |
1,8 |
2,5 |
Рассмотрев различные методики, окончательно принимаем удельный расход ВВ для отбойных шпуров q = 1,8 кг/м3, как наиболее соответствующий значениям удельного расхода ВВ на действующих предприятиях. Для врубовых шпуров q = 2,1 кг/м3; для оконтуривающих шпуров q = 1,6 кг/м3.
4.7 Общий расход ВВ и число шпуров
Общий расход ВВ на забой за один взрыв: [2, стр.78]
, кг (4.6)
где
V - объем взрываемой породы, м3.
, м2 (4.7)
где
lш - глубина шпура, м.
кг
Число шпуров определяется по расходу ВВ на 1м3 обуренной породы, число шпуров рекомендуется определять по формуле проф. Н.М. Покровского: [2, стр.80]
, шт (4.8)
где - коэффициент заряжания шпура (таблица 4.12);
- плотность ВВ, кг/м3;
dЗ - диаметры патрона ВВ, м;
lп - длина одного патрона, м.
шт
При проведении горизонтальных выработок Кривбасса число шпуров (диаметром 40 мм) на забой с достаточной точностью определяется эмпирической формулой: [2, стр.80]
, шт (4.9)
где A - эмпирический коэффициент, зависящий от площади поперечного сечения выработки S:
|
A |
3,4 |
3,0 |
2,7 |
2,5 |
|
|
S, м2 |
2,5 |
2,5-2,7 |
7,5-11,5 |
11,5-20 |
Таблица 4.12 - Коэффициент заряжания шпуров
|
Диаметр патрона, мм |
Коэффициенты заряжания шпуров в зависимости от коэффициента крепости f |
|||
|
2-9 |
10-15 |
15-20 |
||
|
28 32 36 40 |
0,7-0,75 0,6-0,7 0,5-0,6 0,45-,5 |
0,72-0,77 0,65-0,72 0,55-0,62 0,42-0,52 |
0,75-0,8 0,70-0,75 0,60-0,65 0,50 |
шт
Принимаем 24 шпура.
Средняя величина заряда в шпуре определяется выражением: [2, стр.81]
, кг (4.10)
кг.
Средняя масса заряда во врубовом шпуре:
, кг (4.11)
Средняя масса заряда в отбойном шпуре:
, кг (4.12)
кг;
= 1,0 кг.
Качество взрыва зависит от типа забойки, ее длины и плотности. В качестве забойки может применяться глина, смесь глины с песком, гидрозабойка и другие материалы, допущенные Госгортехнадзором России.
Рекомендуемые параметры забойки приведены в таблице 4.13.
Таблица 4.13 - Рекомендуемыематериал и параметры забойки
|
Материал забойки |
Крепость пород |
Длина забойки, м |
|
|
Смесь песка и глины в пропорции 1: 1 |
Крепкие |
0,7 |
|
|
Средней крепости |
0,8 |
||
|
Слабые |
0,9 |
||
|
Песок средней крупности |
Крепкие |
0,5 |
|
|
Средней крепости |
0,55 |
||
|
Слабые |
0,6 |
||
|
Щебень |
Крепкие |
0,45 |
|
|
Средней крепости |
0,5 |
||
|
Слабые |
0,55 |
4.8 Контурное взрывание
Устья оконтуривающих шпуров располагают на расстоянии 0,25-0,4 м от проектного контура при угле наклона шпуров к продольной оси выработки 15-30 град.
В зависимости от монолитности пород расстояние между оконтуривающими шпурами рассчитывают: [2, стр.98]
, м (4.13)
где W - линия наименьшего сопротивления (л. н. с.), м (таблица 4.14).
м.
Таблица 4.14 - Линия наименьшего сопротивления оконтуривающих шпуров
|
Породы |
Расстояние между трещинами, м |
Коэффициент относительной монолитности, Kмон |
Л. н. с. оконтуривающих шпуров |
|
|
Относительно монолитные |
Более 1,5 |
1,0 |
0,5-0,8 |
|
|
Средне-трещиноватые |
1,15-1,5 |
0,5 |
0,6-0,7 |
|
|
Сильно-трещиноватые |
Менее 0,15 |
0 |
0,7-0,8 |
Число оконтуривающих шпуров в горизонтальной выработке: [2, стр.98]
, шт. (4.14)
где П - проектный периметр выработки без нижнего основания, м.
шт
Представим все расчетные параметры в сводной таблице 4.15.
Таблица 4.15 - Основные параметры БВР при проходке горизонтальных выработок
|
Показатели |
Площадь сечения выработки S = 7,62 м2 |
|
|
f = 12 |
||
|
Удельный расход, q, кг/м3 |
1,8 |
|
|
Объем взрываемой горной массы, V, м 3 |
13,0 |
|
|
Общий расход ВВ, Q, кг |
23,3 |
|
|
Масса заряда в шпуре, кг: отбойный врубовой оконтуривающий |
1,0 1,2 0,9 |
|
|
Число шпуров, N, шт. |
42 |
|
|
Расстояние между шпурами, а, м отбойные врубовые оконтуривающие |
0,3 0,7 |
|
|
Линия наименьшего сопротивления, W, м |
0,6 |
|
|
Глубина шпуров, м отбойный врубовой оконтуривающий |
1,7 2,0 1,7 |
Примечание. Расстояние между отбойными шпурами определяется графическим способом.
Рисунок 4.3 - Схема обуривания массива при проходке горизонтальных выработок
По результатам графического расположения шпуров при проходке горизонтальной выработки, уточняем рациональное число отбойных шпуров - 19 шт.
5. Параметры буровзрывных работ при отбойке руды
5.1 Обоснование типа бурового оборудования
При выборе типа бурового оборудования необходимо руководствоваться крепостью руды (f = 10); диаметром скважины для камерно-столбовой системы разработки, с доставкой руды силой взрыва - 80 мм (по практике использования данной системы на подземных рудниках); глубина бурения веерных скважин находится в пределах 3ч15 м.
В целом, выбирая буровое оборудование, можно использовать данные, приведенные в таблице 5.1.
Таблица 5.1 - Рекомендуемая область применения различных типов бурового оборудования
|
Тип бурового оборудования |
Диаметр шпуров или скважин, мм |
Глубина бурения, м |
Коэффициент крепости руд f |
|
|
Перфоратор |
||||
|
переносной |
30-65 |
3-6 |
4-20 |
|
|
телескопный |
41-85 |
10-15 |
4-20 |
|
|
колонковый |
52-85 |
15-25 |
4-20 |
|
|
Бурильная шахтная установка |
40-65 |
3-5 |
4-20 |
|
|
Станки для бурения |
||||
|
вращательного с режущими коронками |
45-80 |
25 |
4-8 |
|
|
ударно-вращательного |
50-85 |
40 |
6-16 |
|
|
с погружными пневмоударниками |
85-200 |
90-100 |
6-20 |
|
|
шарошечными долотами |
145-200 |
50 |
10-20 |
Для бурения взрывных скважин при отбойке руды принимаем станок ударно-вращательного бурения БСМ-1М. Техническая характеристика станка приведена в таблице 5.2.
Таблица 5.2 - Техническая характеристика станка БСМ-1М
|
Наименование показателя |
Значение |
|
|
Диаметр скважин, мм |
45-80 |
|
|
Глубина бурения, м |
30 |
|
|
Число бурильных машин, шт |
2 |
|
|
Тип бурильных машин |
пневмоударник |
|
|
Направление бурения, градус |
0-180 |
|
|
Расход сжатого воздуха, м3/мин |
12-14 |
|
|
Мощность привода, кВт |
18 |
|
|
Исполнение |
на раме |
|
|
Габариты, м: длина ширина высота |
2,15 1,5 2,425 |
|
|
Размеры буровой выработки, м |
2,6х2,6 |
|
|
Масса, т |
0,81 |
5.2 Выбор типа ВВ и СИ
Выбор ВВ производится с учетом газового режима шахты, крепости и обводненности пород.
В зависимости от прочностных свойств пород рекомендуются ВВ со следующими значениями фугасности (таблица 5.3)
Таблица 5.3 - Рекомендуемые характеристики ВВ
|
Коэффициент крепости пород |
3-5 |
6-10 |
>10 |
|
|
Фугасность ВВ, см3 |
220-320 |
320-400 |
400-600 |
В шахтах не опасных по взрыву газа и пыли разрешено применение непредохранительных ВВ.
В качестве ВВ принимаем аммонит 6ЖВ в россыпном виде, исходя из того, что отбойка ведется вертикальным веером скважин, для их заряжания необходимо принять механизированное заряжание. Характеристика аммонита 6ЖВ приведена в таблице 3.2.
Для заряжания скважин применяются пневмозарядчики различных типов, технические характеристики широко применяемых их них и условия их применения приведены в таблице 3.3.
Таблица 5.4 - Техническая характеристика пневмозарядчиков
|
Принцип заряжания |
Марка |
Диаметр скважин, мм |
Направление скважин, градус |
Глубина скважин, м |
Длина подачи ВВ, м |
Произво- дительность, кг/мин |
Масса, кг |
Расход сжатого воздуха, м3/мин |
|
|
Пневмо-дозаторы |
МПД-2 |
105-150 |
60 |
- |
400 |
500 |
88 |
9-18 |
|
|
МПД-2М |
600 |
120 |
10-20 |
||||||
|
Порционные |
ЗП-12 |
105 |
360 |
40 |
150 |
150 |
30 |
- |
|
|
ЗП-5 |
80 |
35 |
70 |
70 |
19 |
||||
|
Нагнетатель-ные |
ВАХШ-5 |
56-105 |
30 |
60 |
43 |
22 |
|||
|
ПЗЛ-100 |
105 |
40 |
250 |
100 |
60 |
||||
|
Нагнетатель-ные барабанные |
УЗС-1500 |
70-150 |
54 |
50 |
50 |
82 |
2,5 |
||
|
УЗС-6000 |
50-150 |
50 |
100 |
620 |
10 |
||||
|
Нагнетательно-эжекторные |
"Ульба-150" |
36-200 |
360 |
- |
350 |
100 |
75 |
- |
|
|
"Ульба-400" |
36-190 |
120 |
740 |
||||||
|
Роторные насосы |
ПРН-2 |
- |
- |
350/80 |
100 |
108 |
15 |
||
|
ПРН-10 |
105 |
45 |
150/80 |
4500 |
20 |
||||
|
Камерные |
КНВВ |
360 |
300/160 |
100 |
550 |
- |
|||
|
КЗВВ |
200/80 |
120 |
Примечание. В числителе и знаменателе приведена длина транспортирования соответственно по горизонтали и вертикали.
Исходя из рекомендаций, предложенных в описании механизации очистных работ при камерно-столбовой системе разработки, принимаем зарядную машину нагнетательного действия ВАХШ-5 (плотность заряжания Д = 1150-1200 кг/м3).
В качестве средств взрывания используются:
для взрывания врубовых шпуров - электродетонаторы мгновенного действия;
для взрывания отбойных и периферийных шпуров - электродетонаторы короткозамедленного действия.
Для инициирования применяем ЭД-8-Ж (мгновенного действия).
При проведении выработок в крепких породах (f > 10) целесообразно применять обратное инициирование (дно гильзы электродетонатора должно быть направлено к устью шпура).
5.3 Удельный расход ВВ
Удельный расход ВВ, необходимый для взрывания 1 м3 породы в массиве, зависит от физико-механических свойств взрываемых пород (в первую очередь от крепости пород), степени зажима, глубины разработки, мощности взрываемых массивов, их однородности, трещиноватости, типа ВВ, взрываемости и ряда других факторов.
Для определения удельного расхода ВВ пользуются в основном эмпирическими формулами. Результаты расчета удельного расхода ВВ по эмпирическим формулам следует считать ориентировочным, которые требует уточнения по результатам опытных взрываний.
Удельный расход ВВ на отбойку, кг/м3, может быть определен по универсальной методике Б.Н. Кутузова, используемой при любом расположении скважин: [3, стр.126]
, (5.1)
где q0 - теоретический расход ВВ, кг/м3, зависящий от коэффициента крепости породы: ;
k1 - коэффициент относительной работоспособности ВВ; - коэффициент, учитывающий трещиноватость руд и требуемое качество дробления; lТР - среднее расстояние между видимыми трещинами в массиве, м; ак - размер кондиционного куска (определяется по эмпирической зависимости ), м; n1 = 0,5ч0,6; k4 - коэффициент, учитывающий условия отбойки (k4 = 1 при отбойке на одну и k4 = 0,7ч0,9 при отбойке на две обнаженные плоскости; k4 = 1,2ч1,3 при отбойке в зажатой среде); k5 - коэффициент, учитывающий способ заряжания скважин (при ручном заряжании k5 = 1; при пневмозаряжании россыпными ВВ k5 = 0,9ч0,95; при заряжании прессованными патронированными ВВ k5 = (0,8ч0,85); , при n2 = 0,5ч1,0 (меньшие значения принимают для трещиноватых, большие - для монолитных руд); k7 - коэффициент, учитывающий схему расположения скважин (при параллельном расположении скважин k7 = 1, при веерном k7 =1,1ч1,2, при пучковом k7 1,3ч1,5).
кг/м3;
кг/м3.
Хотя изложенная методика достаточно универсальна и учитывает множество факторов, тем не менее в региональных условиях более точные результаты могут дать эмпирические зависимости, полученные, как правило на базе исследований, проведенных на рудниках именно этих регионов. Нередко эти зависимости входят в региональные нормативные методики проектирования буровзрывных работ, утвержденные соответствующими производственными объединениями, комбинатами.
5.4 Конструкция зарядов
При отбойке руды обычно применяется колонковая (сплошная) конструкция заряда. Согласно ЕПБ (§173) патрон-боевик должен быть расположен первым от устья шпура. Допускается расположение патрона-боевика с электродетонаторами первым от дна шпура.
При инициировании шпурового заряда в направлении от устья шпура время воздействия продуктов детонации на окружающую среду и соответственно объем разрушения меньше, чем при инициировании от забоя шпура. При обратном инициировании энергия взрыва используется более полно.
Пространство от устья шпура до заряда ВВ должно быть заполнено инертным к взрыву материалом.
5.5 Схема расположения шпуров
Камерно-столбовая система разработки с доставкой руды (к погрузочному штреку) силой взрыва, предусматривает отбойку вертикальным веером скважин. Веер скважин проходится по руде из предварительно проведенного бурового штрека.
При отбойке веерными скважинами л. н. с. определяют по формуле [3, стр.118]:
, м (5.2)
где dскв - диаметр скважины, м; Д - плотность заряжания, кг/м3; k3 - коэффициент заполнения скважины (по Единым правилам безопасности k3 = 0,6ч0,72); m - коэффициент сближения зарядов (при электрическом взрывании m = 1,0ч1,5); q - удельный расход ВВ, кг/м3.
Взаимное расположение веерных скважин определяется максимальным расстоянием, м, между концами соседних скважин аmax и минимальным amin между заряженными частями скважин вблизи контура буровой выработки. [3, стр.137]
(5.3)
м;
м;
м.
5.6 Общий расход ВВ и число шпуров
Общий расход ВВ на отбойку одного слоя, кг, определяется по формуле: [3, стр.132]
(5.4)
где - вместимость 1 м скважины, кг/м; LЗ - суммарная длина заряженной части скважин (определяется графически), м.
кг
В ориентировочных расчетах некоторые параметры отбойки веерными скважинами можно упрощенно определить следующим образом.
Число скважин в полувеере, шт, рассчитывается по формуле: [3, стр.138]
, (5.5)
где S - площадь полувеера, м2.
шт.
Средняя длина скважин в полувеере, м [3, стр.138]
. (5.6)
м.
Суммарная длина скважин в полувеере, м [3, стр.138]
. (5.7)
м.
Рассчитанные параметры уточняются графически при построении расположения веера скважин в массиве (рисунок 5.1).
Рисунок 5.1 Схема расположения веерных скважин при отбойке
Уточняем параметры:
шт; м
Библиографический список
1. В.А. Федюкин - "Проектирование процессов при проходке стволов шахт", учебное пособие, - Москва 1981 г, 80 с.
2. Ю.А. Епимахов, Г.С. Торчков, В.П. Абрамчук - "Технология и безопасность буровзрывных работ, часть 2", - Апатиты 2001 г, 209 с.
3. А.О. Баранов "Проектирование технологических схем и процессов подземной добычи руд", - Москва "Недра" 1993 г, 288 с.
4. ООО "Рудно-Горные Технологии" www.rgt.ru
5. С.К. Мангуш - "ВР при БВР", - Москва издательство МГГУ 1999 г, 120 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Составление паспорта буровзрывных работ. Расчет основных параметров. Выбор взрывчатого вещества, способа взрывания, средств инициирования зарядов, бурового оборудования. Схема составления шпуров. Предохранительная среда, конструкция забойки; сигнализация.
курсовая работа [329,0 K], добавлен 26.10.2014Расчет промышленных запасов месторождения. Определение годовой производительности рудника. Выбор рациональной схемы вскрытия и подготовки месторождения. Определение параметров буровзрывных очистных работ. Оценка количества бурильщиков и скреперистов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 24.09.2019Проектирование проведения подземной горной выработки. Расчёт основных параметров буровзрывных работ. Выбор типа взрывчатых веществ. Определение глубины и диаметра шпуров. Составление паспорта буровзрывных работ. Способ, условия и показатели взрывания.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 04.01.2016Методика расчета некоторых параметров шахты. Основные положения норм технологического проектирования по вопросам вскрытия, подготовки шахтных полей, систем разработки и выбора оптимальных технологических схем очистных работ и средств их механизации.
методичка [62,6 K], добавлен 03.03.2009Схема переработки железных руд. Общие сведения о железных рудах: содержание и соотношение нерудных примесей. Классификация месторождений железных руд. Системы подземной разработки с открытым очистным пространством. Способы доставки отбитой руды.
реферат [2,6 M], добавлен 28.02.2010Основные параметры шахты: годовая мощность и срок службы. Правила безопасности ведения горных работ при подготовке поля выработки. Технические средства очистки, размеры выемочных полей, определение числа действующих забоев и показателей работы шахты.
курсовая работа [622,2 K], добавлен 24.01.2011Взаимоувязанное пространственное расположение транспортных горных выработок и эксплуатируемых в выработках средств транспорта как основа схемы подземного транспорт шахты или рудника. Подсистемы транспортной подземной системы. Выбор транспортных средств.
реферат [350,0 K], добавлен 25.07.2013Исследование характеристик свариваемых материалов и технологических параметров сварки. Расчет температурного поля, размеров зон термического влияния с помощью персонального компьютера. Построение изотерм температурного поля и кривых термического поля.
курсовая работа [245,4 K], добавлен 10.11.2013Горные машины и оборудование как один из курсов в программе подготовки горного инженера, готовящегося к работе в области технологии вскрытия и разработки месторождений полезных ископаемых. Условия эксплуатации и требования к машинам, их развитие.
реферат [21,1 K], добавлен 25.08.2013Особенности вертикальных и горизонтальных стыковых соединений стенки. Требования к подготовке и сборке конструкций под сварку. Основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений. Классификация сварных швов. Правила техники безопасности.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 11.06.2012
