2. Расчет буровзрывных работ.

2.1. Расчет производительности бурильной установки и перфоратора.

Сменную эксплуатационную производительность буровой (бу­рильной) установки в шпурометрах можно определить по формуле:

(2.1)

где Т — продолжительность смены, мин;

t_пз — время подготовительно-заключительных операций, прини­мается 15% от

продолжительности смены, мин;

t_отд — время на отдых, принимается 10% от продолжительности смены, мин;

n — число перфораторов на установке;

К₀ — коэффициент одновременности работы перфораторов, рав­ный 0,78 при n=2;

t_ман — время, затраченное на маневрирование по установке и пе­рестановке бурильной машины, t_ман =0,25-0,5 мин на 1 м шпура;

t_ох — время обратного хода бурильной головки на 1 м шпура; t_ох=1/v_ox; здесь v_ox -скорость обратного хода (м/мин), рав­ное 20 м/мин;

t_k — время на замену коронок, равное 0,1 мин на 1 м шпура; v — чистая скорость

бурения (м/мин), зависящая от крепости по­род.

v = 13400 An/(d2 • σ_сж^0,59), мм/мин,

где А — энергия удара поршня, Дж;

n — частота ударов поршня, Гц;

d — диаметр шпура, мм;

σ_сж — предел прочности пород на сжатие, (Мпа·10).

Пример 1. Определить сменную производительность буровой каретки УБШ-221П (базовая модель 2УБН-2П), имеющей два перфо­ратора ПК-60 в породах с крепостью f=6.

Характеристика ПК-60: А=90 Дж; n=46Гц; d=42 мм; T=360 мин; t_пз=54 мин; t_отд=36 мин; n=2; K₀=0,78; t_нал=0,4 мин/м; t_ох= 1:20=0,05 мин/м; t_k=0,1 мин/м.

v=13400-90-46/(42² · 600^0,59 )=1280 мм/мин=1,28 м/мин,

Пример 2. Определить сменную производительность ручного перфоратора ПП-54В (А=54 Дж; n=46 Гц; d=42 мм; T=360 мин; t_пз=54 мин; t_отд=36 мин; n=l, K₀=l; t_нал=0,4 мин/м; t_ох=1:20=0,05 мин/м; t_k=0,1 мин/м.

v=13400·54·46/(42²· 600^0,59 )=770 мм/мин=0,77 м/мин

2.2. Расчет буровзрывных работ.

Расход ВВ можно определить по следующей эмпирической фор­муле (Н.М. Покровский):

кг/м³ (2.2)

где q₁- удельный расход ВВ, зависящий от прочностных свойств по­роды, q₁=0,1f , где f- коэффициент крепости пород по Протодьяконову;

f - коэффициент структуры породы:

- для вязких упругих пород/=2,0;

- для пород с мелкой трещиноватостью/'=1,4;

- для массивных плотных пород/'=1,0;

v - коэффициент, учитывающий сопротивление породы при ее отделении от массива при одной обнаженной плоскости

,

где S - сечение выработки, м² ;

е - коэффициент работоспособности ВВ:

- для аммонита 6ЖВ е=1-1,2; плотность патрона Δ=1-1,2 г/см³,

- для аммонита скального № 1 е=0,85; плотность патрона Δ= 1,4-1,5 г/см³,

- для детонита М е=0,83; плотность патрона Δ= 1—1,13 г/см³

Расход ВВ на одну заходку, т.е. на одно подвигание забоя

(2.3)

где l_ср - средняя глубина шпуров, м;

ή - коэффициент использования шпуров.

Вес заряда одного шпура определяется по формуле:

(2.4)

где q_шп - вес заряда одного шпура, г;

l - длина шпура, см;

d - диаметр шпура, см;

Δ- плотность ВВ, г/см³ ;

τ - коэффициент заполнения шпура.

Отсюда обшее число шпуров будет:

Формула проф. ММ. Протодьяконова:

(2.5)

где n - число шпуров на 1м² поверхности забоя;

f- коэффициент крепости породы по М.М. Протодьяконову;

S - площадь забоя в проходе, м² .

Формулы проф. Н.М. Покровского:

(2.6)

где N - общее число шпуров на забое;

q - расчетный удельный расход ВВ, кг/м³ ;

τ - коэффициент заполнения шпуров:

- для f=3-10; τ=0,3-0,6;

- для f=10-20; τ=0,6-0,85;

d - диаметр патронов ВВ, см; d=32-36;

h - длина патрона ВВ, м; h=0,25 м;

G - вес патрона ВВ, кг;

γ - количество ВВ (кг) на 1 м длины шпура:

- для аммонита 0,1-0,55 кг/м;

- для динамита 1-1,2 кг/м;

- для аммонита прессованного 0,8-0,95 кг/м.

Из полученных значений берут наибольшее.

Число врубовых шпуров можно определить по формуле:

(2.8)

Число оконтуривающих шпуров можно определить по формуле

(2.9)

где n₀ - число шпуров на 1 м периметра выработки, принимаемое равным (по Ю. Г. Смирнову).

F	…	4-5	6-7	8-11	12-15	16-17	18-19	20
n0	…	0,75	0,8	0,98	1,07	1,16	1,88	1,22

Длина шпуров при бурении ручными (переносными) перфора­торными принимается обычно 1,8-2,0 м. При этом длина врубовых шпуров принимается на 15% больше вспомогательных, т.е. длина врубовых шпуров 2,0 м, вспомогательных 1,8 м. При использовании самоходных буровых установок длина шпуров определяется паспорт­ными характеристиками машин.

Пример. Рассчитать параметры буровзрывных работ при про-ходке. разведочного штрека сечением 6 м² в породах с крепостью f=6 в массивных плотных породах, взрывчатое вещество - аммонит 6 жВ.

1. Определяем удельный расход ВВ по формуле Покровского

q = q₁· f' ·v·e = 0,6·1·2,7·1,2= 1,9 кг/м³

2. Расход ВВ на одну заходку:

Θвв=1,9-6-1,8-0,9=18,5 кг.

3. Вес одного заряда шпура:

Общее число шпуров:

По формуле Протодьяконова:

N=2,7·6=16 шпуров.

По формуле Покровского:

Из полученных значений принимаем наибольшее, т.е. общее количество шпуров равно 18.

Принимаем число врубовых шпуров равным 4, оконтуривающих - 10, вспомогательных - 4. При расчете паспорта БВР вес заряда вру­бовых и нижних оконтуривающих шпуров следует принимать на 10-15% больше, чем средний вес заряда. В выработках сечением менее 4 м² , где из-за стесненных условий трудно бурить наклонные шпуры, используют призматический (прямой вруб); с выработкой сечением более 4 м² чаще применяют клиновые и пирамидальные врубы. Рас­стояние от контура выработки оконтуривающих шпуров 0,15-0,2 м, забои оконтуривающих шпуров должны выходить за будущий контур выработки не более 5-7 см.