3. Контрольная работа

Самостоятельная работа студента предусматривает проработку контрольных вопросов по данной дисциплине.

Выполнение контрольной работы позволяет закрепить изученный материал и научить студента самостоятельно и правильно работать со справочной литературой. Применять для расчетов ту или иную формулу, в зависимости от конкретных условий.

Студент, не выполнивший контрольной работы, к сдаче экзамена не допускается.

Контрольная работа считается выполненной, после визы преподавателя на титульном листе.

Контрольная работа должна быть напечатана или написана разборчиво от руки на листах бумаги формата А – 4, с полями 20мм с каждой стороны. В работе следует привести расчетные формулы, таблицы и схемы. В работе необходимо указывать источник полученной информации (литературу).

На титульном листе указываются:

- наименование ВУЗа,

- кафедра,

- факультет,

-специальность ,

- дисциплина,

- Ф.И.О. студента (полностью),

- группа,

- № зачетной книжки,

- № варианта контрольной работы,

- дата выполнения контрольной работы.

8

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Петрозаводский государственный университет»

КОЛЬСКИЙ ФИЛИАЛ

(КФ ПетрГУ)

Горный факультет

Кафедра горного дела и обогащения

Специальность (обогащение полезных ископаемых)

(открытые горные работы)

(подземная разработка МПИ)

Контрольная работа

Вариант № …..

Дисциплина:

Технология и безопасность взрывных работ

Выполнил

Студент ….. курса, группа ………,

Сергеев Иван Васильевич

№ зачетной книжки……………….

Преподаватель:

……………………………………

(Фамилия, инициалы)

«___» _____________20…..г.

9

Каждый студент выполняет один из пяти вариантов контрольной работы, состоящей из трех задач. Выбор варианта определяется значением последней цифры номера зачетной книжки студента.

Последняя цыфра номера зачетной книжки	0-1	2-3	4-5	6-7	8-9
№ варианта	1	2	3	4	5

Задача №1. Рассчитать кислородный баланс смесевого ВВ.

Расчет кислородного баланса смесевого ВВ производится суммированием произведений доли каждого компонента на его кислородный баланс.

К_смеси =(К₁t₁+K₂t₂+……. +K_nt_n ):100%

Принять кислородный баланс компонентов:

Тротил (-74),

Алюминиевая пудра (-107),

Аммиачная селитра (+20),

Аммиачная селитра гранулированная (+19),

Жидкие нефтепродукты (-346),

Кремниевый золь (+5,13).

Вариант №1. Граммотол Г-10.

Состав: Аммиачная селитра-87%, Гранулотол-10%, Жидкий нефтепродукт-3%.

Вариант №2. Акватол.

Т-10НС, Состав: Аммиачная селитра-74%, Кремниевый золь-9,5%, Нефтепродукт-2,5%,

Тротил-10%, селитра аммиачная гранулированная-4% .

Вариант №3. Акватол.

Т-15НС, Состав: Аммиачная селитра-71%, Кремниевый золь-9,3%, Нефтепродукт-1,2%,

Тротил-15%, селитра аммиачная гранулированная-3,5% .

Вариант №4. Граммотол Г-20.

Состав: Аммиачная селитра-79%, Гранулотол-20%, Жидкий нефтепродукт-1% .

Вариант №5. Граммотол Г-5,

Состав: Аммиачная селитра-90,8%, Гранулотол-5%, Жидкий нефтепродукт-4,2% .

10

Задача №2. Рассчитать параметры БВР по данным указанным в таблице. (заполнить таблицу полностью)

Начертить конструкцию выбранного заряда и схему коммутации взрывной сети.

Показатели	Номер варианта
	1	2	3	4	5
Высота уступа Н, м	15	12	14	16	10
Удельный расход ВВ q, кг/м	1,17	0,7	1,33	1,25	0,7
Расположение скважин			шахматное
Глубина скважин Lскв, м
Расстояние между скважинами а, м
Расстояние между рядами b,м
Линия сопротивления по подошве (ЛСПП) W, м
Плотность ВВ при заряжании q, кг/м3	1300	850	1380	1340	850
Вместимость ВВ в одном погонном метре скважины Р, кг.	69	44	73	71	44
Длина заряда в скважине lзар., м
Длина недозаряда в скважине lнедоз , м
Коэффициент сближения скважин m,
Тип ВВ	Амфорэм	Гр-тол	Грамф 30АП	Грамф 50 АП	Гр/ит М-21
Количество скважин в первом ряду, шт.	20	17	18	15	21
Количество скважин во втором и в последующих рядах, шт.
Количество рядов	7	8	6	5	9
Угол наклона скважин первого ряда α , град.	90	75	90	75	90
Коэффициент крепости пород по взрываемости (В- вскрыша, Р- руда)	В. lV	Р.V	В. lV	В. lll	Р. lV
Коэффициент крепости пород по Протодьяконову, f.	17	10	17	16	9
Диаметр скважины d, мм.	250	250	250	250	250
Расход ВВ в скважинах последнего ряда, кг.
Расход ВВ в остальных скважинах, кг.
Общий расход ВВ Q, кг.
Объем взрываемого массива V, м3
Схема взрывной сети	порядная	диагон.	Попереч-ные ряды	диагон.	Поряд-ная
Количество шашек, кг.
Количество НСИ, шт.
Количество РП, шт.
Время замедления Т, м.с.
Количество ДШ, п.м.
Выход г/м с1 п.м., м3 .
Объем бурения, п.м.

11

Методические указания по выполнению контрольной работы (задача №2).

Порядок расчета:

1. Рассчитать глубину скважин.

L_скв= Н + l_переб. :

l_переб - для вертикальных скважин 2,0м (8-10 диаметров скважины),

для наклонных (75 градусов) – 3,0м. (10-12 диаметров скважины).

2. Рассчитать величину заряда в скважине.

l_зар= L_скв.- l_недоз. :

l_недоз - для руды 5м. все скважины, последнего ряда – 6,0м.

для вскрыши: при Н = 10-12м. все скважины 5м., последнего ряда -6,0м.

Н = 13-20м. все скважины 6,0м., последнего ряда -7,0м.

3. Рассчитать вместимость ВВ в 1п.м. скважины Р, кг.

Р=πd² L_зар q_вв К_тр. К_нер.: 4, кг.

где:

π – 3,14;

d- диаметр скважины м.,

L- величина заряда (1м)

q- плотность ВВ кг/м³ (для гранулированных ВВ исключается)

К_тр. - коэффициент трещиноватости скважины (для крепких пород и зарядке в рукав = 1)

К_нер. – коэффициент неравномерности расположения заряда ВВ в скважине 1,08

4. Рассчитать расстояние между скважинами а:

a = ; м

m – коэффициент сближения скважин. Для квадратной сетки m = 1,0;

Для шахматной сетки m = 1,16;

р – вместимость ВВ в 1 п.м. скважины, кг/п.м ; Н – высота уступа, м;

q – удельный расход применяемого ВВ, кг/м³ ; l_зар – длина заряда в скважине, м;

5. Рассчитать расстояние между рядами b:

b = х = 0,866а; м

(Учесть, что при бурении наклонных скважин по первому ряду, расстояние между первым и вторым рядами уменьшается в зависимости от угла наклона скважины).

12

6. Рассчитать величину сопротивления по подошве:

W = (м); для наклонных скважин W= (м);

m – коэффициент сближения скважин. Для квадратной сетки m = 1,0;

Для шахматной сетки m = 1,16;

р – вместимость ВВ в 1 п.м. скважины, кг/п.м ; Н – высота уступа, м;

q – удельный расход применяемого ВВ, кг/м³ ; l_зар – длина заряда в скважине, м;

7. По вычисленным параметрам, на план горных работ (в границах предназначенных для взрывания) нанести проектное расположение скважин, начиная с первого ряда.

8.По схеме посчитать количество всех скважин, скважин первого и последнего рядов

9. Выбирать и начертить конструкцию заряда скважины:

10. Рассчитать расход ВМ.

10.1. Рассчитать расход ВВ в скважинах последнего ряда.

Q_посл. = l_зар. p n_посл. + Sкг. S = N n q_ш, кг.

где: l_зар. - величина заряда в скважине, м.; p- вместимость ВВ в 1п.м. скважины,кг.;

n – количество скважин, шт.; S – вес ПД в скважине, кг.;

N – количество шашек- детонаторов в скважине, шт.; q_ш - вес шашки-детонатора, кг.

10.2. Рассчитать расход ВВ в остальных скважинах.

Q_ост. = l_зар. p n_ост. +S кг.

10.3. Рассчитать общий расход ВВ.

Q = Q_посл+Q_ост кг.

11. Рассчитать количество НСИ:

В зависимости от выбранной конструкции заряда.

12. Начертить схему коммутации взрывной сети:

13. Рассчитать количество замедлителей (РП-Д).

N_рп = K(N_р. - 1), шт.

При дублировании сети К = 2.

N_р – количество рядов;

13

14. Рассчитать время замедления взрыва Т, м.с.:

Рассчитывается согласно выбранной схеме монтажа.

Т_зам = (N_ряд.- 1) t , м.с.

N_ряд. – количество рядов, шт.;

t- время замедления одной ступени, мс.;

t- не должно превышать при расстоянии между зарядами:

4 -5м - 35-40м.с

5 – 6м - 60м.с

6 – 7м - 80м.с.

7 – 8 м -100м.с.

15. Рассчитать количество ДШ, п.м.

15.1Диагональная схема:

L_маг = l_диаг m N_{диаг. ряд.} + 2 а m(N_{диаг. ряд.}- 1), п.м.

l_диаг = b¹ + b(r – 2) : Sin 30 . Sin30 = 0,5.

а –расстояние между скважинами,м.;

b¹ - расстояние между 1 и2 рядами, м. b – расстояние между остальными рядами, м.;

m – количество нитей ДШ, п.м. r – количество рядов.

N_{диаг. ряд.} – количество диагональных рядов вычисляется как : считается по схеме

(в классическом варианте N_{диаг. ряд.}=C+D-1шт. С-количество скважин в ряду; D-количество рядов.)

15.2Порядная схема:

L_маг = А m r + 2m[b + b(r – 2 )], п.м.

А = W + а n, м.

W – ЛСПП, м. a – расстояние между скважинами, м. n – количество скважин в ряду, м.

b¹ - расстояние между 1 и2 рядами, м. b – расстояние между рядами, м. r – количество рядов, м.

16. Расчет объема взрываемого массива V, кг.:

V = А х В х Н, м³

А = W + а n, м. В = W +(r -1)b, м.

V=[W+an]x[W+(r-1)b]xH, м³

W – ЛСПП, м. a – расстояние между скважинами, м. n – количество скважин в ряду, м.

b – расстояние между рядами, м. r – количество рядов, м.

17. Расчет объема бурения:

S = Ln

L – глубина скважины, м,; n – количество скважин, м.

18. Выход горной массы с одного погонного метра скважины:

;

14

Задача №3. Выбрать и начертить конструкцию заряда в отбойном шпуре.

Рассчитать массу заряда ВВ в шпурах. Рассчитать расход ВВ на один цикл.

(заполнить таблицу полностью)

Необходимые значения выбрать из таблицы.

При расчете величины заряда оконтуривающих скважин, считать что они все заряжены патронированным ВВ – ЗКВК.

Недостающие величины, необходимые при расчетах, указаны в ТУ на конкретные ВМ.

Показатели	Варианты
	1	2	3	4	5
Количество шпуров на цикл, шт.	56	31	60	28	59
Количество холостых шпуров, шт	2	1	2	1	2
Количество врубовых шпуров, шт.	5	5	5	5	5
Количество отбойных шпуров, шт.	18	4	22	4	18
Количество вспомогательных шпуров, шт.	8	4	4	4	8
Количество оконтуривающих шпуров всего, шт.	23	17	27	14	26
Угол наклона оконтуривающих шпуров, градус.	90	90	90	90	90
Глубина отбойного, вспомогательного и оконтуривающего шпуров L, м	3,8	2,4	2,8	2,4	3,8
Величина недозаряда отбойных и вспомогательных шпуров l, м	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
Глубина врубовых и холостых шпуров L, м.
Величина недозаряда врубовых шпуров l, м.
Длина патрона ВВ lппатр, м
Коэффициент уплотнения патронов ВВ в шпуре, К	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1
Плотность заряжания гранулированного ВВ в шпуре, гр/см3	-	1,2	1,2	1,2	-
Длина патрона ЗКВК lпатр , м
Тип ВВ основного заряда	№6жВ	М-21	М-21	М-21	№6жВ
Вес одного патрона, кг d-32
Вес прикрывающего патрона, кг
Вес патрона ЗКВК, кг.
Диаметр шпура d, мм	42	42	42	42	42
Количество ВВ на врубовые шпуры, кг по типам.
Количество ВВ на отбойные и вспомогательные шпуры, кг по типам.
Количество ВВ на оконтуривающие шпуры, кг
Расход ВВ на цикл , кг. Ам-ит №6жВ ЗКВК М-21 ВСЕГО:
Объем бурения на цикл, п.м.

15

Методические указания по выполнению контрольной работы (задача №3).

1. Определяем величину (глубину) холостых и врубовых шпуров.

(они бурятся на 0,2м глубже остальных)

L_вруб = L_отб + 0,2

2. Определяем величину недозаряда врубовых шпуров.

(она на 0,2м меньше остальных)

l_вруб = l_отб – 0,2

3. Длина и вес патронов аммонита №6 жВ принимаем согласно ТУ.

Для d= 0,032м: при l_патр. = 0,2м, q_патр. = 0,2кг.

при l_патр. =0,25м, q_патр. =0,25кг.

Для ЗКВК

При d = 0,026м l_патр. = 0,35м, q_патр. = 0,20кг.

При d = 0,032м l_патр. = 0,35м, q_патр. = 0,29кг.

Для заряжания шпуров принимаем:

Патроны аммонит №6жВ d= 0,032м. l_патр. =0,25м, q_патр. =0,25кг.

ЗКВК d = 0,026м l_патр. = 0,35м, q_патр. = 0,20кг.

4. Объем бурения на цикл составляет:

ΣL = n_xол. L_xол. + n_вр L_вруб + n_отб. L_отб. + n_вспом. L_вспом. + n_оконт. L_оконт. (п.м.)

Где:

n – количество шпуров соответственно холостых, врубовых, отбойных, вспомогательных, оконтуривающих.

L – глубина шпура соответственно холостого, врубового, отбойного вспомогательного оконтуривающего.

5. Выбираем конструкцию шпурового заряда:

(начертить)

6. Рассчитываем массу ВВ ЗКВК на оконтуривающие шпуры:

Q_оконт. = (L – l) : l_патр. х q_патр. х n, (кг)

Где:

Q_оконт. - масса заряда в оконтуривающих шпурах, кг.

L - глубина шпура, м.

l - величина недозаряда шпура, м.

l_патр. - длина патрона ЗКВК, м.

q_патр. - масса патрона ЗКВК, кг.

n – количество оконтуривающих шпуров, шт.

16

7. Рассчитываем массу ВВ на врубовые шпуры:

- при ручной зарядке шпуров:

Q_вруб. = {(L – l) : l_патр.} х K x q_патр. х n, (кг)

К_. – коэффициент уплотнения патронов в шпуре – 1,1.

- при механизированном заряжании шпуров:

Величина заряда в шпурах вычисляется по формуле:

Q_вруб. = π d²_зар. ∆ {(L-(l+l_зар. : К )} : 4 х n. (кг); где:

d- диаметр заряда ВВ, м; (диаметр заряда соответствует диаметру шпура);

∆ = 1200кг/м³ плотность гранулированного ВВ при заряжании;

L – глубина шпура, м;

l – величина недозаряда шпура, м;

l_зар. – длина заряда патронами, м; l_зар = (l_боев. + l_прикр. ) , м;

l_боев. – длина патрона боевика, м;

l_прикр. – длина прикрывающего патрона, м;

К =1,1 – коэффициент уплотнения патронов в шпуре;

8. Рассчитываем массу ВВ на остальные шпуры.

В-1 и 5: (шпуры заряжены полностью патронами Аммонита №6жВ)

Q_{отб.+ вспом} = {(L – l) : l_патр.} х K x q_патр. х n, (кг)

В-2,3 и 4 (шпуры заряжены комбинированными зарядами механизированным способом)

Для всех вариантов в шпур устанавливается 1 патрон-боевик и 1 прикрывающий патрон Аммонита №6жВ. 0,25 х 2 = 0,5кг.

Q_{отб.+ вспом} = π d²_зар. ∆ {(L-(l+l_зар. : К )} : 4 х n. (кг);

9. Расход ВВ на цикл по типам ВВ

Рассчитывается суммированием типов ВВ заряженных в шпуры.

QΣ = Q_оконт.+ Q_вруб. + Q_{отб.+ вспом} , кг.

17

Задача №4. Определение безопасных расстояний при взрывных работах.

4.1.Рассчитать безопасное расстояние по разлету отдельных кусков породы при взрывании скважинных зарядов рыхления.

Вариант- 1: глубина скважины -16м., длина заряда скважины -10м., величина забойки -4м.,диаметр скважины -300мм., расстояние между скважинами в ряду -8м., коэффициент крепости пород по Протодьяконову -16, перепад высот -90м.

Вариант -2: глубина скважины -10м., длина заряда скважины -5м., величина забойки -3м.,диаметр скважины -250мм., расстояние между скважинами в ряду -5,5м., коэффициент крепости пород по Протодьяконову -9, Взрыв на равнине.

Вариант -3: глубина скважины -13м, длина заряда скважины -7м., величина забойки -до устья, диаметр скважины -200мм., расстояние между скважинами в ряду -5м., коэффициент крепости пород по Протодьяконову -12, перепад высот -70м.

Вариант-4: глубина скважины 17м., длина заряда скважины -12м., длина забойки -2м., диаметр скважины -320мм., расстояние между скважинами в ряду -7,5м., коэффициент крепости пород по Протодьяконову -14, перепад высот -120м.

Вариант -5: глубина скважины -7м., длина заряда скважины -3м., величина забойки -до устья, диаметр скважины -100мм., расстояние между скважинами в ряду -4м., коэффициент крепости пород по Протодьяконову -13, перепад высот -60м.

4.2Рассчитать безопасное расстояние по сейсмическому воздействию на котором должны находиться здания и сооружения при производстве массового взрыва.

Вариант-1: ремонтное депо; стены блочный железобетон; грунт - песчанный ,не обводненный; величина одновременно взрываемого заряда -120000кг, кровля -железобетонные плиты.

Вариант-2: служебное , трех этажное здание; стены- кирпичные, кровля - железобетонные плиты; грунт -скальные, ненарушенные породы; величина одновременно взрываемого заряда — 200000кг.

Вариант-3: рабочий поселок; дома -железобетонные плиты; грунт -с высоким уровнем грунтовых вод; величина одновременно взрываемого заряда -180000кг.

Вариант -4: водонапорная кирпичная башня; грунт -неглубокий слой морены на скальном основании; величина одновременно взрываемого заряда -90000кг.

Вариант-5: склад запасных частей; каркасный, металлический; грунт -торфянник; величина одновременно взрываемого заряда — 60000кг.

4.3Рассчитать безопасное расстояние на котором могут находиться здания и сооружения по действию ударной воздушной волны при взрыве скважинных зарядов:

Вариант-1: рабочее общежитие из железобетонных блоков; вес одновременно взрываемого заряда — 9000кг.

Вариант-2: дробильный комплекс из железобетонных блоков; вес одновременно взрываемого заряда -7800кг.

Вариант-3: церковь, постройки 15 века; вес одновременно взрываемого заряда -21000кг.

Вариант-4: элеватор из кирпича; вес одновременно взрываемого заряда -30900кг.

Вариант-5: водонапорная башня; вес одновременно взрываемого заряда -24000кг.

18

4.4Рассчитать безопасные расстояния исключающие возможность передачи детонации между местами хранения ВМ:

Вариант-1: не обвалованное хранилище ВВ Гранулотол, емкостью 36000кг.; не обвалованное хранилище СИ емкостью 120000шт. ЭД,; ширина настилов в обоих хранилищах -0,8м.

Вариант-2: обвалованное хранилище ВВ Граммонит М-21, емкостью 420000кг. ; обвалованное хранилище СИ емкостью230000шт. НСИ; ширина настилов в обоих хранилищах -1,2м.

Вариант-3: не обвалованное хранилище ВВ Аммонит №6жВ, емкостью 33600кг.; обвалованное хранилище ВВ Гранулотол, емкостью 420000кг.; ширина настилов в обоих хранилищах -0,9м.

Вариант-4: обвалованное хранилище СИ емкостью 400000шт.НСИ.; не обвалованное хранилище ВВ Граммонит М-21, емкостью 27000кг. ширина настилов в обоих хранилищах -0,9м.

Вариант-5: обвалованное хранилище ВВ Гранулотол, емкостью 420000кг.; не обвалованное хранилище СИ емкостью 80000шт. НСИ и 30000шт. ЭД; ширина настилов в обоих хранилищах 1,2м.

4.5. Рассчитать минимальное безопасное расстояние по действию ударной воздушной волны (УВВ) на человека.

Исходные данные, необходимые для выполнения задания 4.5, принимаются по результатам расчетов своего варианта задачи №2.

Методические указания по выполнению задания (задача №4):

Все необходимые коэффициенты и условия их применения указаны в ЕПБ при ВР, раздел Vlll.

3.1.Опасная зона по разлету отдельных кусков породы определяется по формуле:

Для одиночных зарядов: r_разл. = 1250 η_зап. , м.

Для параллельно сближенных зарядов: r_разл. = 1250 η_зап. , м.

где:

η_зап - коэффициент заполнения скважины взрывчатым веществом ; η_зап =l_зар. /L_скв;

η_заб – коэффициент заполнения скважины забойкой; η_заб =l_заб/l_недоз.

f- коэффициент крепости пород по шкале Протодьяконова;

d – диаметр скважины, м.

d_экв.- эквивалентный диаметр; d_экв.=d , м.

N_c – число параллельно сближенных зарядов (скважин) в кусте.

19

При производстве взрывов на косогорах, атак же в условиях превышения верхней отметки взрываемого участка над участками границы опасной зоны более чем на 30 метров, в формулу вводится коэффициент К_{р .}

К_р=0,5(1+ )

R_разл=r_разлК_р, м.

Полученное расчетное значение округляется в большую сторону, до значения кранного 50 м.

3.2Безопасное расстояние по сейсмическому воздействию на котором должны находиться здания и сооружения при производстве массового взрыв рассчитываются по формуле:

r_c=К_ГК_С α , м. или r_c=8 :

где:

r_c – расстояние от места взрыва до охраняемого здания (сооружения), м.

К_Г – коэффициент, зависящий от свойства грунта в основании охраняемого здания.

К_С – коэффициент, зависящий от типа здания (сооружения) и характера застройки.

α- коэффициент, зависящий от условий взрывания.

Q – масса одновременно взрываемого заряда.

n_ступ- количество ступеней замедлений (по схеме монтажа взрывной сети).

3.3Безопасные расстояния на котором могут находиться здания и сооружения по действию ударной воздушной волны при взрыве скважинных зарядов рассчитываются по формуле:

r_в=K_{в ,}м. или r_в=k_{в ,}м. где:

r_в – безопасное расстояние, м.

Q – масса заряда ВВ, кг.

K_в, k_в – коэффициенты пропорциональности, значения которых зависят от условий расположения и массы заряда, а так же от степени допустимых повреждений зданий (сооружений).

3.4Безопасные расстояния, исключающие возможность передачи детонации между местами хранения ВМ рассчитываются по формуле:

r_д=K_{д ,} м.

где:

K_д – коэффициент, значение которого зависит от вида ВВ и условий взрыва.

Q – масса ВВ активного заряда, кг.

b- меньший линейный размер пассивного заряда (ширина штабеля), м.

20

Определять безопасное расстояние между двумя местами хранения необходимо дважды, принимая поочередно каждое место хранения за активный заряд.

За конечный результат принимается наибольшее значение.

3.5.Расстояния, безопасные по действию ударной воздушной волны (УВВ) на человека при подрыве наружного заряда, рассчитываются по формуле:

r_min=15 , м.

21