Проектирование буровзрывных работ при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом

Министерство образования  и науки РФ

ГОУ ВПО

«УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

Кафедра строительства

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

 

Проектирование буровзрывных работ при разработке месторождений  полезных ископаемых подземным способом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зав. кафедрой                                                                               

Руководитель                                                                               

Студент гр.

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2012

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

 

Исходные данные		Вариант 7
Размеры блока, м	Высота H	30
	Ширина B	16
	Длина L	30
Угол падения рудного  тала, град.		85
Схема  отбойки		КП
Расположение скважин  в слое		ПВ
Коэффициент крепости руды, f		16
Среднее расстояние между  трещинами, мм		700
Размер кондиционного  куска, мм		400
Объемный вес руды, кг/м3		2,9
Обводненность		В
Слеживаемость руды		В

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Задание на проектирование ……………………………………………….	2
Введение…………………………………………………………………….	4
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ  БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ……….	5
2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ  ВЗРЫВНОЙ ОТБОЙКИ…………………...	6
3. ТЕХНОЛОГИЯ ПОРИЗВОДСТВА  БВР ПРИ ОТРАБОТКЕ БЛОКА..	8
4. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ  ПОКАЗАТЕЛИ           МАССОВОГО ВЗРЫВА…………………………………………………...	9
5. МЕРОПРИЯТИЯ ПО БЕЗОПАСНОМУ  ПРОИЗВОДСТВУ БВР, ПОДГОТОВКЕ  И ВЫПОЛНЕНИЮ МАССОВОГО ВЗРЫВА…………	9
Приложение 1……………………………………………………………….	13
Приложение 2……………………………………………………………….	14
Список литературы…………………………………………………………	15

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

При производстве работ  по взрывной отбойке полезного ископаемого  на каждый массовый взрыв составляется проект на основании расчетов, выполненных по типовому проекту, который является базовым документом для проектирования БВР на предприятии. Типовой проект утверждается  техническим руководителем  и вводится в действие приказом руководителя организации.

Проекты взрывных работ (массовых взрывов) в числе прочих вопросов должны содержать решения  по безопасной организации работ  с указанием основных параметров буровзрывных работ; способам инициирования  зарядов; расчетам взрывных сетей; конструкциям зарядов и боевиков; предполагаемому расходу взрывчатых материалов; определению опасной зоны и охране этой зоны с учетом объектов, находящихся в ее пределах; проветриванию района взрывных работ и другим мерам безопасности.

Курсовой проект по проектированию буровзрывных работ при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом имеет цель -  закрепление теоретических знаний и приобретение навыков решения разнообразных задач, решаемых при производстве взрывных работ в конкретных горно-геологических условиях.

 

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЗРЫВНЫХ  РАБОТ

 

1.1. Выбор взрывчатых  материалов

 

При выборе взрывчатых материалов (ВМ) руководствуются требованиями безопасного производства взрывных работ,  регламентированными «Едиными правилами безопасности при взрывных работах» (ЕПБ при ВР) с учетом физико-механических свойств горных пород и горно-технических условий.

В зависимости от условий  работ, обводненности и крепости горного массива, способа заряжания, для данного проекта принимаю Гранулит АС-4В.

Для инициирования скважинных зарядов ВВ следует применять электрический способ или системы неэлектрического взрывания. Для обеспечения передачи детонации по длине заряда прокладывают ударно-волновую трубку. Для обеспечения передачи детонации между зарядми прокладывают детонирующий шнур, данных условий выбран ДШН-6.

 

1.2. Выбор диаметра  взрывных скважин

 

При выборе диаметра скважин  учитываются следующие факторы:

- размер блока и  длина скважин;

- размер кондиционного  куска;

- категория трещиноватости (среднее расстояние между трещинами).

По мере увеличения указанных  параметров диаметр взрывных скважин  возрастает. С увеличением диаметра скважин удельные затраты на первичное  дробление, как правило, снижаются, но увеличивается выход негабарита и затраты на выпуск руды из блока и вторичное дробление. Рекомендуется для обеспечения качественного дробления диаметр скважин выбирать, исходя из условия обеспечения отбойки с минимальным выходом негабарита, м:

 

a≈ W≈ (2- 3 )*d_к, (1.1)

 

где a, W – расстояние между скважинами в ряду и расстояние между рядами скважин;

       d_к – размер кондиционного куска.

 

a≈ W≈ 3*400=1200 мм. 

 

Ориентировочно диаметр  скважины может приниматься также  из условия, м:

d≈ W/30; (1.2)

 

d≈ 1200/30=40 мм.

 

Окончательно диаметр  скважин d=105 мм определен путем оптимизации удельных затрат на буровзрывные работы с учетом размеров блоков, принятого бурового оборудования, схемы расположения скважин, точности бурения взрывных скважин.

 

1.3. Выбор бурового  и зарядного оборудования

 

При выборе бурового оборудования учитывают технические возможности буровых станков, обеспечивающие в конкретных горно-геологических условиях бурение скважин принятого диаметра на заданную глубину  с учетом направления бурения скважин при максимальной производительности и минимальной стоимости. Принимают во внимание также габариты станков (размеры буровой выработки) и их мобильность, а также соотношение: цена-качество (производительность, надежность).

Для данного проекта  выбран буровой станок НКР-100М и зарядная машина для пневмозаряжания скважин Ульба-50.

 

 

2. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ  ВЗРЫВНОЙ ОТБОЙКИ

 

1. Определение удельного расхода ВВ

 

Удельный расход ВВ (q) определяется по формуле, кг/м³

 

q=q_о*e*k_тр*k_у*k_d*k_расп, (2.1)

 

где q_о – базовый удельный расход, кг/м³;

      e – коэффициент относительной работоспособности ВВ, определяемый по формуле

e=А_эт/А_ВВ; (2.2)

 

     А_эт – идеальная работа взрыва эталонного ВВ, кДж/кг;

     А_ВВ - работа взрыва принятого ВВ, кДж/кг;

 

e=3561/3645=0,98;

 

     k_тр – коэффициент, учитывающий трещиноватость массива, определяемый по формуле

k_тр=(а_тр/d_к)^1/2; (2.3)

 

     а_тр – среднее расстояние между трещинами, м;

     d_к – размер кондиционного куска, м;

 

k_тр=(700/400)^1/2=1,3;

 

     k_у – коэффициент условий отбойки (k_у=1 при взрывании на открытое компенсационное пространство; k_у=1,2-1,3 при взрывании на зажатую среду);

     k_d – коэффициент, учитывающий влияние диаметра заряда ВВ:

 

k_d=(105/d) ^1/2, (2.4)

 

105 – диаметр скважин  (мм) для базового удельного расхода  ВВ;

 

k_d=(105/105) ^1/2=1,0;

 

    k_расп - коэффициент, учитывающий увеличение удельного расхода ВВ по сравнению с базовыми условиями (неограниченная ширина отбиваемого слоя); при веерном расположении скважин k_расп=1,65-1,9;  при параллельном расположении   

 

k_расп=1+а/М, (2.5)

 

 где М – ширина забоя  (мощность залежи),

 

k_расп=1+1200/16000=1,08.

 

q=1,3*0,98*1,3*1*1,0*1,08=1,8 кг/м³.

 

2. Расчет параметров расположения скважин

 

Параметров расположение скважин (W – расстояние между рядами скважин, а - расстояние между скважинами в ряду) определяются по формулам, м:

W= d*(0,785*∆/ q*m)^1/2; (2.6)

 

а= W* m, (2.7)

 

где  d- диаметр скважины, м;

       ∆ - плотность ВВ в заряде, кг/м³;

       m= а/ W – коэффициент сближения скважин (0,6-1,3), m=1,3.

 

W= 0,105*(0,785*1100/ 1,8*1,3)^1/2=2,0 м.

 

Окончательно величины W и а выбраны с учетом размеров (ширины) буровых выработок, исходя из минимального объема буровых работ, и составляют W=1,6 м и а=2,1 м.

 

3. Выбор конструкции заряда ВВ и схемы взрывной сети

 

Конструкция заряда ВВ зависит  от принятого типа ВВ и способа  заряжания скважин, схемы расположения скважин и их длины. Наибольшее распространение при отбойке руды в подземных условиях получило пневматическое заряжание скважин гранулированными  ВВ. как правило, для обеспечения передачи детонации по всей длине заряда применяется дублирование взрывной сети с установкой промежуточного детонатора. При длине скважин более 15 м это требование обязательно (ЕПБ при ВР).

Схемы взрывания скважин принимаются  в зависимости от крепости и трещиноватости руд, ограничений по факторам сейсмических и ударных воздушных волн и пр. применяются порядная, порядно-волновая и клиновая схемы короткозамедленного взрывания (КЗВ). Интервалы замедления замедлений между взрывами смежных зарядов принимают равными 20-40 мс. Инициирование  зарядов производится с применением электродетонаторов или детонаторов систем неэлектрического взрывания. В последнем случае инициирующий импульс передается детонирующим шнуром, который взрывают электрическим способом (двумя электродетонаторами).

 

3. ТЕХНОЛОГИЯ ПОРИЗВОДСТВА БВР  ПРИ ОТРАБОТКЕ БЛОКА

 

При отбойке на открытое очистное пространство предварительно в очистном блоке создается компенсационная камера, объем которой принимается из расчета, что  при взрыве руды в блоке происходит увеличение объема взорванной породы в 1,3-1,4 раза.

Взрывание скважин –  порядное, короткозамедленное. За один прием взрывают не более 4-5 рядов  скважин. В мощных залежах крепких руд толщина отбиваемого слоя составляет 15-18 м, при склонности руды к слеживанию толщина секции уменьшается до 8-12 м.

Ориентировочно объем  массового взрыва V_МВ и толщина отбиваемого слоя L_МВ определяются по формулам:

 

V_МВ= V_бл/k_k; (3.1)

 

L_МВ= V_МВ /S_бл, (3.2)

 

где k_k – коэффициент компенсации, принимается равным 1,35-1,45;

     V_бл – объем блока, м³;

     S_бл – площадь поперечного сечения блока, м².

 

V_МВ=30*16*30/1,4=10286,0 м³;

 

L_МВ=10286/(30*16)=21,4 м.

 

 

 

4. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ  ПОКАЗАТЕЛИ МАССОВОГО ВЗРЫВА

 

1. Количество скважин в ряду

 

N_р=(B-2*b)/ а+1,                                  (4.1)

 

     где  b- расстояние от крайних скважин до контакта руда-порода: b=(0,5-0,25)* а; при отсутствии контакта на границах блока b=0.

 

b=0,5*2,1 =1,05 м;

 

N_р=(16-2*1,05)/ 2,1+1=8 шт.

 

Окончательно величины W и а выбраны с учетом размеров (ширины) буровых выработок, исходя из минимального объема буровых работ, и составляют W=1,6 м и а=2,1 м.

Окончательно число  скважин в ряду по результатам  графического построения составляет 8.

 

2. Объем отбиваемой руды одним рядом скважин, м³

 

V_р=H*B*W; (4.2)

 

V_р=30*16*1,6=768,0 м³.

 

3. Количество рядов скважин

n_р= L_МВ/ W; (4.3)

 

n_р=21,4/1,6=13.

 

Исходя из результатов  графического построения принимаем n_р=14.

 

4.4.  Фактическая длина  отбиваемой части блока за  массовый взрыв, м

 

L_МВ^Ф=n_р *W; (4.4)

 

L_МВ^Ф =14*1,6=22,4 м.

 

4.5. Фактический объем  отбиваемой руды за массовый  взрыв, м³

 

V_МВ^Ф= L_МВ^Ф* H*B-V_бв, (4.5)

 

где V_бв – объем буровых выработок на массовый взрыв, м³.

 

V_МВ^Ф=22,4*30,0*16,0-3,2*3,0*(12,8+30)=10341,1 м³.

 

4.6. Количество скважин  за взрыв

 

N_МВ= N_р* n_р; (4.6)

 

N_МВ=14*8=112 шт.

 

4.7. Суммарная длина  скважин в ряду, м

 

L_р= L_скв* N_р; (4.7)

 

L_р=27,0*8=216,0 м.