Обоснование способа, режима, средств и показателей взрывания

СОДЕРЖАНИЕ

 

1 Выбор взрывчатого вещества 2 Выбор средств взрывания 3 Выбор буровой установки 4 Параметры бурения шпуров 5 Конструкция шпуровых зарядов 6 Расчет зарядов взрывчатых  веществ 7 Обоснование способа, режима, средств  и показателей взрывания 8 Расчет электровзрывной сети 9 Определение показателей буровзрывных  работ 10 Общие требования по охране труда при производстве взрывных работ ЛИТЕРАТУРА

4 5 7 8 12 13 15 16 18 21 23

 

 

1 Выбор взрывчатого вещества

 

Выбор взрывчатого вещества производится в зависимости от опасности шахты по газу и взрывчатой пыли, крепости взрываемых пород и обводненности забоя.

В шахтах, опасных по газу и пыли, следует применять предохранительные  ВВ IV класса.

В шахтах опасных по газу, но не опасных  по пыли, следует применять предохранительные ВВ III класса.

В шахтах, не опасных по газу и пыли, следует применять непредохранительные  ВВ II класса.

В данном случае принимаем предохранительное взрывчатое вещество (ВВ) III класса аммонит АП-5ЖВ (таблица 1). Его выпускают в патронах 36 мм.

 

Таблица 1 - Технические показатели аммонита АП-5ЖВ

Показатели	Данные
Плотность патронов, г/см3	1,0-1,15
Диаметр патронов, мм	36
Масса одного патрона, кг	0,18
Длина одного патрона, м	0,20

 

2 Выбор средств взрывания

 

В настоящее время наиболее распространенным является электрический способ взрывания, который обеспечивает возможность:

-  взрывать любое количество  зарядов с любого расстояния;

-  взрывать заряды в любой  последовательности и с любыми интервалами между взрывами;

-  вести взрывные работы в шахтах опасных по газу и пыли;

-  осуществлять перед взрывом  проверку правильности монтажа взрывной сети.

Кроме того, при этом способе отсутствуют  ядовитые газы, выделяющиеся при горении  огнепроводного шнура.

К средствам электрического взрывания относятся электродетонаторы (ЭД) (Таблица 2.1), проводники тока, контрольно измерительные приборы и источники тока. Электродетонаторы короткозамедленного и замедленного действия отличаются от ЭД мгновенного действия тем, что у них между зарядом капсюля-детонатора (КД) и электровоспламенителем помещен замедляющий состав, горящий в течение определенного времени. Время замедления зависит от длины такого заряда и его состава.

В шахтах опасных по газу и пыли допускается только электрическое  взрывание зарядов ВВ с предохранительными ЭД мгновенного и коротко замедленного действия: ЭД-КЗ-ОП, ЭД-КЗ-П, ЭД-КЗ-ПМ. Предохранительные свойства ЭД достигаются нанесением на гильзу ЭД слоя пламегасителя.

Поскольку шахта опасна по газу, принимаем предохранительные ЭД короткозамедленного действия типа ЭД-КЗ-ПМ (таблица 2).

 

Таблица 2 – Техническая характеристика электродетонатора ЭД-КЗ-ПМ

Тип электродетонатора	Сопротивление одного электродетонатора, Ом	Количество серий замедления	Интервалы замедления
ЭД-КЗ-ПМ	2,5	1-7	15, 30, 45, 60, 80, 100, 120 мс

 

В качестве источника  тока принимаем  взрывной прибор ПИВ-100М (таблица 3).

 

 

 

Таблица 3 - Техническая характеристика ПИВ-100М

Параметры	Данные
Исполнение	РВ
Напряжение на конденсаторе-накопителе, В	600
Емкость конденсатора-накопителя, мкФ	10
Максимально допустимое сопротивление  последовательной взрывной сети, Ом	320
Длительность подключения конденсатора к сети, с	2-4
Первичный источник тока	Три сухих элемента
Масса, кг	2,7

 

 

 

3 Выбор буровой установки

 

Для бурения шпуров крепостью менее 6 (ƒ < 6) применяется вращательное бурение. В качестве бурильных машин для вращательного бурения используются ручные или колонковые электрические или пневматические сверла. Промышленность выпускает электрические ручные сверла типа ЭР и СЭР.

Все горные электросверла выпускаются  во взрывобезопасном исполнении.

Ручные пневмосверла применяют  в шахтах, особо опасных по взрыву метана или пыли, для бурения шпуров по породам с ƒ < 4. Буровым инструментом при вращательном бурении шпуров являются бурильные штанги и съемные резцы.

В породах средней крепости и  крепких применяется ударно-поворотное бурение шпуров. Бурильные машины ударно-поворотного действия называют перфораторами. По виду потребляемой энергии перфораторы подразделяют на пневматические, гидравлические, электрические и перфораторы с двигателем внутреннего сгорания.

По назначению и массе пневматические перфораторы подразделяют на переносные, колонковые и телескопные.

Переносные перфораторы предназначены  для бурения шпуров с пневматических поддержек или других установочно-подающих устройств.

Колонковые перфораторы имеют  большую массу, поэтому устанавливаются для бурения шпуров на манипуляторах бурильных установок или распорных колонках.

Исходя из горнотехнических условий  задания (коэффициент крепости по шкале профессора Протодьяконова ƒ =3-4), будем применять вращательное бурение. Используем электрическое ручное сверло типа СЭР-19М (таблица 4).

 

Таблица 4 - Техническая характеристика электросверла СЭР-19М

Показатели	Данные
Номинальная мощность на шпинделе, кВт	1,2
Частота вращения шпинделя, об/мин	600, 750, 960
Способ подачи сверла на забой	ручной
Усилие подачи на забой, кН	-
Масса, кг	15,5
Диаметр шпура, мм	< 50
Глубина шпуров, м	< 4

 

4 Параметры бурения шпуров

 

Бурение шпуров в забое осуществляется с помощью электрического ручного сверла типа СЭР-19М.

Максимальная длина штанги в  комплекте должна быть не менее, максимальной глубины шпуров. По таблице 5.

 

Таблица 5 - Глубина шпуров в зависимости от крепости пород и сечения выработок

Коэффициент крепости	Глубина шпуров для выработок  сечением
		S < 12	S> 12
3-6	2,0-2,5	2,5-3,0
Более 6	1,5-2,0	2,0-2,5

 

 

Принимаем глубину комплекта шпуров равной 2,0 м.

Все шпуры в забое выработки  подразделяются на врубовые, отбойные и оконтуривающие. Глубину и коэффициент заполнения врубовых шпуров ВВ принимают на 10-15% больше, а коэффициент заполнения оконтуривающих шпуров на 15-20 % меньше, чем отбойных шпуров. Отсюда рассчитаем глубину врубовых и оконтуривающих шпуров:

l_вр = 1,1·2,0 = 2,2 м;

 

Врубовые шпуры в забое взрываются первыми. Они предназначены для создания дополнительной обнаженной поверхности, что облегчает работу отбойных (основных) шпуров. Совокупность врубовых шпуров называют врубом.

Тип вруба и число вспомогательных  шпуров для образования врубовой полости зависят от площади забоя, длины заходки, крепости и текстуры пород.

Врубы для образования врубовой полости подразделяются на три типа:

- с наклонными шпурами к плоскости  забоя (воронкообразные, пирамидальные, клиновые, веерные);

-с перпендикулярно направленными  шпурами (прямые врубы);

- комбинированные.

Врубы с наклонными шпурами применяют  в породах любой крепости.

Вертикальный клиновой вруб применяют  в породах однородного строения, а также при вертикальных трещинах и напластованиях. Горизонтальный клиновой вруб применяют в выработках большого сечения, а также при горизонтальных трещинах и напластованиях.

Так как по заданию к курсовому  проекту информацией по напластованию  и трещиноватости можно пренебречь, то мы принимаем вертикальный клиновой вруб.

Одним из основных параметров бурения  шпуров, определяющим расположение шпуров в забое и оптимальное расстояние между ними, является линия наименьшего сопротивления (ЛНС) отбойного шпура W_от .

где  К_м - коэффициент местных геологических условий, принимается в зависимости от категории трещиноватости пород от 0,9 до 1,1;

К₃ - коэффициент зажима, принимается при S < 4 м² -- 0,6; при S = 4…60 м² -- 0,7-0,8; при S > 60 м² -- 0,9;

d₃ - диаметр заряда, м;

Δ - плотность заряжания, т/м³ ;

ρ - плотность породы, т/м³ ;

е - относительная работоспособность ВВ.

Коэффициент плотности заряжания  шпуров Δ, в зависимости от диаметра патронов и крепости пород можно определить по таблице 6.

 

Таблица 6 - Коэффициент плотности заряжания шпуров в зависимости от крепости пород и диаметра патронов ВВ

Диаметр патронов, мм	Значения крепости пород  ƒ
		2-9	10-20
28,32	0,7-0,8	0,75-0,85
36	0,5-0,6	0,5-0,65
40	0,54-0,5	0,5-0,55

 

 

 

Общее число шпуров в забое N можно определить по формуле:

 

где q - удельный расход ВВ, кг/м ;

S - площадь поперечного сечения выработки, м²;

η – коэффициент использования  шпуров (КИШ), обычно η=0,8-0,9;

d_п - диаметр патронов ВВ или диаметр шпура (при использовании порошкообразных или гранулированных ВВ), см;

k_з - коэффициент заполнения шпуров.

Для выработок, площадь поперечного  сечения которых не превышает 20 м², удельный расход ВВ определяется по формуле:

 

где  f - коэффициент крепости пород по М.М. Протодьяконову;

  S - площадь поперечного сечения выработки, м;

К_к - коэффициент, учитывающий требуемую степень дробления породы, (К_к = 1,1-1,3);

е - коэффициент относительной работоспособности применяемого ВВ по отношению к эталонному ВВ (аммонит 6ЖВ).

Относительная работоспособность (е) некоторых ВВ:

Аммонит 6ЖВ - 1,0; гранулит М - 1,11; игданит - 1,13: аммонал М-10 - 0,8; аммонит скальный № 1 - 0,8; граммонал А-8 - 0,8; аммонал  скальный № 3 - 0,8; детонит М - 0,82.

 

 

 

Количество оконтуривающих шпуров (N_ок):

 

где Р_к - периметр контура выработки в поперечном сечении (11,908 м);

а_к - расстояние между контурными шпурами, м.

 

 

 

Принимаем на заходку 6 врубовых, 19 оконтуривающих и 10 отбойных шпуров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Конструкция шпуровых зарядов

 

При проведении буровзрывных работ  применяется конструкция шпуровых зарядов двух видов: сплошная и рассредоточенная.

Для проходки выработки мы применяем сплошную конструкцию зарядов. Патрон-боевик размещаем первым от устья заряда.