Горные машины и проведение горных выработок. Ленточный конвейер

 

Проходка штольни с применением БВР, бурение шпуров установками типа УПБ с погрузкой породы вручную

Т а б л и ц а 2.6

№№ п/п	Породы	Мощность пород по оси выработки, м	Буримость по ЕНВ	Норма времени на 1п.м. выработки	Трудозатраты, бр/см.
1	Сланцы	10	VIII	0,75	7,50
2	Фосфориты	5	XII	0,98	4,90
3	Кварциты	14	XVI	1,33	18,62
Итого:		29			31,02

 

 

 

 

 

 

 

По проведенным расчетам видно, что минимальные трудозатраты на проведение шурфа с рассечкой составляют 11,65 + 19,74 = 31,39 бр/см, а на проведение штольни – 16,34 бр/см. Таким образом, решаем геологическую задачу с помощью проходки штольни с применением БВР, бурением шпуров перфораторами ПП-63В, уборкой, погрузкой и транспортировкой породы скреперами.

 

Схема проходки горных выработок в

горном массиве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава III . Отбойка – выемка горных пород

 

Так как разрез представлен породами от VIII до XVI категориями буримости, то при проходке горных выработок будем применять БВР (буровзрывные работы), которые являются самыми распространенными при проходке пород выше IV категории буримости и самые продуктивные.

 

Глава IV. Буровзрывные работы

4.1. Выбор взрывчатого вещества

Так как наша горная  выработка неопасна по газу и пыли, то для отбойки породы целесообразно будет применить взрывчатые вещества II класса. Они предназначены для ведения буровзрывных работ, как на поверхности, так и на забое. Из этого класса выберем группу патронированных порошкообразных аммонитов и аммоналов для сухих и обводненных забоев. Для ведения взрывных работ в наших геологических условиях больше всего подойдёт тип ВВ Nobelit 216Z, т.к. он наиболее работоспособен и более водоустойчив. Характеристики данного ВВ сведены в таблице 4.1.

 

Расчетно-экспериментальные  характеристики Nobelit 216Z

Таблица  4.1

Характеристики	Nobelit 216Z
Кислородный баланс, %	-0,92
Теплота взрыва, кДж/кг	3191
Работоспособность, см3	360
Водоустойчивость, см. вод. ст.	Не ограничена
Чувствительность: к удару, % к трению, кгс\см2	Не чувствителен
	Не чувствителен
Скорость детонации, км/с	3,5
Плотность, г/см3	1,15
Материал оболочки патрона	Полиэтилен
Объем газообразных продуктов взрыва, л/кг	929

 

4.2. Комплект шпуров

Расчет буровзрывных работ проводится по самым крепким породам, которыми являются фосфориты пластовые. Количество шпуров определяем для штольни.

1) Расчет  количества шпуров может производиться  по различным формулам, одна из  которых Протодьяконова:

N=2.7√f*S,

где N - количество шпуров; f - коэффициент крепости по Протодьяконову; S - площадь поперечного сечения выработки в свету м2

Так как между врубовыми и оконтуривающими шпурами существует пропорция 1:2, то их количество составит: врубовых – 4; оконтуривающих – 7.

2) Определим  длину шпуров по формуле:

 

                                                                                                   (4.2.1)

 

где Тц – продолжительность проходческого цикла (360 мин);  tз – время заряжения одного шпура (2мин); tп – время проветривания забоя (30 мин);  N – число шпуров;  m – число бурильных машин (1); V – механическая скорость бурения бурильной машины (для перфораторов – 0,2 м/мин); K – коэффициент использования шпура (0,8);  Pу - производительность погрузки (0,5 м3/мин).

 

4.3. Технические и технологические  параметры

Величина расхода ВВ за цикл зависит от физико-механических свойств, объема подготовленной к взрыву горной породы, расчетно-экспериментальных характеристик ВВ и других показателей.

Расход ВВ за цикл определяется по формуле:

 

Q = q · V,                                    (4.3.1)

 

где:  Q – расход ВВ за цикл, кг;

q – удельный расход ВВ для аммонита № 6 ЖВ 0,7 кг/м3 ( для пород VIII – XX категорий по буримости);

V – объем породы, подготовленной к взрыванию, м3.

Объем породы, подготовленной к взрыванию, определяется по формуле:

 

V = S ·Lш, (4.3.2)

где:  S – поперечное сечение выработки в проходке, м2 ;

Lш – длина шпура, м.

 

Масса заряда ВВ на шпур определяется по формуле:

 

m = Q / N, (4.3.3)

 

где:  m – средняя масса заряда в шпуре, кг

Q – расход ВВ за цикл, кг

N – количество шпуров.

 

Массу зарядов врубовых шпуров принимают на 15-20% больше, чем средняя масса заряда в шпуре.

 

4.4. Бурение шпуров

В нашем случае будут применяться переносные перфораторы типа ПП 36В2, технические характеристики которых приведены в таблице 4.2.

 

Т а б л и ц а 4.2

П а р а м е т р ы	ПП 36В2
Ресурс, час	1600
Частота удара, с-1	38
Крутящий момент, Н·м	20
Расход воздуха, м3/мин	3,3
Номинальное давление воздуха, МПа	0,5
Длина, мм	700
Глубина бурения, м	2
Коэффициент крепости	12
Диаметр шпуров, мм	32-40
Масса, кг	24

 

4.5. Способы и средства взрывания

Для решения поставленной задачи выбираем электрический способ взрывания. Он применяется в любых выработках и при любых условиях, с любого расстояния, для взрывания одиночных и серии зарядов в любой последовательности. Схему соединения выбираем последовательную, так как она проще, чем параллельная.

Выбираем короткозамедленные ЭД типа ЭДКЗ. Для врубовых шпуров с замедлением 25мс, для оконтуривающих – 50мс.

Выбираем взрывную машинку КМП-1А ее техническая характеристика приведена в таблице 4.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 4.3

Наименование, марка	КМП-1А
Исполнение	Н
Источник питания	Индуктор
Допустимое сопротивление последовательной взрывной сети, Ом	350
Допустимое число одновременно взрываемых ЭД	100
Напряжение на конденсаторе накопителе	1500
Масса, кг	1,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава V. Вентиляция

 

5.1. Рудничный воздух, способы проветривания 

горных выработок

Так как в нашем случае горная выработка (штольня) имеет протяженность менее 300 м, то нам необходимо использовать нагнетательную схему проветривания. При этом способе проветривания получаем более высокую эффективность вентиляции за счет более полного и интенсивного омывания забоя свежей струей воздуха.

При нагнетательной схеме проветривания вентилятор устанавливается на свежей струе воздуха или на земной поверхности в 10-ти метрах (согласно ПБ) от устья проветриваемой выработки.

Свежая струя воздуха поступает по вентиляционным трубам в забой горной выработки, интенсивно перемешивается и разбавляет рудничный воздух. Разбавленный воздух поступает к устью выработки и удаляется из нее.

 

5.2. Расход воздуха и выбор вентилятора

Расчет необходимого количества воздуха производится по нескольким факторам: исходя из расходов ВВ, возможного пылевыделения, числу работников, находящихся в выработке.

По расходу ВВ.

  При нагнетательной схеме проветривания  расход воздуха определяется  по формуле:

 

                                                                                             (5.1.1)

 

где t – время проветривания (60 мин);

A – масса одновременно взрываемого ВВ в забое (10,7 кг);

L -  длина проветриваемой выработки (29 м);

S – площадь поперечного сечения выработки (2,0 м2);

K – коэффициент, учитывающий обводненность выработки (0,8);

b – удельное газовыделение (0,04 м3/кг);

kу – коэффициент утечек воздуха в вентиляционном трубопроводе (1,2)

 

Qн = (22,5/60) * 3Ö (10,7 · (29)2 × 2,0 · 0,8 · 0,04) / (1,2)2) = 2,76 м3/мин

По пылевому фактору расход воздуха определяется из необходимой скорости движения воздушной струи, обеспечивающей эффективный вынос взвешенной пыли по формуле:

 

Qп = 60 · V × S, (5.1.2)

где V – необходимая скорость исходящей струи, зависящая от протяженности выработки (0,5 м/с);

S – поперечное сечение горной выработки, м2

 

Qп = 60 × 0,5 × 2,0 = 60 м3/мин

 

По числу находящихся в выработке людей расход воздуха определяется по формуле:

 

Qп = q × N, (5.1.3)

 

где:  q  - норма расхода воздуха на  одного человека (6 м3/мин);

N – число находящихся в выработке людей.

 

Qп = 6 × 2 = 12 м3/мин = 0,2 м3/с

 

На основании проведенных расчетов с учетом всех факторов расход воздуха принимаем максимальный (1,5 м3/с).

Потери давления при вентиляции горных выработок рассчитываются по формуле:

 

                                                                   (5.1.4)             

 

где: Кп - коэффициент потери воздуха (0,2);

h1 – сопротивление воздушной струи трению;

h2 - сопротивление воздушной струи при изменении сечения;

n – число мест изменения сечения.

 

Н = (1 + 0,2) × (0,22 × 1) = 0,26 Па

 

Сопротивление трению определяется по формуле:

 

   (5.1.5)

 

где:  b - коэффициент трения (0,02 – 0,03);

r - плотность воздуха (1,3 кг/м3);

P – периметр поперечного сечения выработки, м;

L – протяженность горной выработки, м;

V – скорость воздушного потока на прямолинейном участке, м/с

 

h1 = (( 0,03 · 1,3 ) / 2 ) × (( 4,6 ×  29 ) / 3) · 0,52 = 0,22 Па

 

Так как изменения сечения в нашем случае не происходит принимаем:

h2 = 0

По данным технических расчетов нам по своим техническим характеристикам (таблица 5.1) подходит вентилятор типа ВМ-3М. Его и будем использовать для вентиляции выработки.

 

Техническая характеристика вентилятора ВОМ-16.

Т а б л и ц а 5.1

Технические характеристики	ВОМ-16
Мощность двигателя, кВт	45
Масса агрегата, кг	140
Подача, м3/с	29
Давление, Па	450
КПД, %	0,6-0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава VI. Расчет параметров горных машин

 

В результате расчета должны получить следующие данные:

1. показатели о соответствии режимных параметров выбранных машин горногеологическим и горнотехническим данным;
2. необходимое количество машин и комплексов для обеспечения заданной производительности.

Исходными данными являются физико-механические свойства горных пород, горнотехнические параметры, тип машин и механизмов.

В технической литературе нет единого подхода к определению режимов работы машин. Поэтому приведем некоторые рекомендуемые расчетные зависимости, а также литературу, по которой можно выполнять расчеты параметров машин.