Образец титульного листа для выполнения лабораторных работ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра: Бурения скважин

ТЕМА: «Расчет основных параметров и составление паспорта БВР»

Отчет по лабораторной работе № 5

по курсу «Горные машины и проведение горно-разведочных выработок

Вариант №____

Выполнил: студент группы ___________(________________)

Проверил: преподаватель Бер А.А.

Томск 2012

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

Наименование выработки – штрек

Глубина заложения выработки, м – 240

Длина выработки, м – 500

Горные породы – брекчеевые руды с прослойками глины

Диаметр бурения, мм – 32

Плотность, кг/ м³ – 2720

Категория буримости – X

Коэффициент крепости – 4

Категория трещиноватости – III

Трещины – горизонтальные

Водоприток , м³/ч – 7

В_вч– ширина вчерне, м – 3,46

S_вч – площадь сечения вчерне, м² – 10, 98

α – угол наклона врубового шпура

Р_вч – периметр сечения вчерне, м – 13,76

Взрывной способ разрушения горных пород универсален. Он основан на применении взрывчатых веществ, при быстротечном процессе детонации ко­торых освобождающаяся энергия отделяет от массива породу и осу­ществляет ее дробление.

Взрывчатыми веществами (ВВ) называются взрывчатые химические соединения или механические смеси ряда химических компонентов, которые в своём составе содержат все необходимые химические элементы для реакции взрывного окисления без притока кислорода извне.

Взрывание – процесс детонирования зарядов ВВ в заданной последовательности и в заданный момент времени способами, обеспечивающими безопасность взрыва. Для этой цели используют средства взрывания, с помощью которых начальный импульс передаётся заряду ВВ и, таким образом, возбуждается его детонация.

Взрывные работы при проведении горных выработок выполняются в соответствии с паспортом буровзрывных работ, который состоит из схемы расположения шпуров в забое, табличных показателей по шпурам, технико-экономических показателей взрыва и мероприятий по технике безопасности.

На основании исходных данных данные своего варианта, результатов расчета по работе 4.1 и 4.2 – выбираем в качестве ВВ – аммонит № 6ЖВ способ взрывания – огневой.

Характеристика ВВ приведена в таблице 1.

Таблица 1

ВВ	№ по списку ООН	Под- класс ВМ	Скорость дето-нации, км/с	Критический диаметр открытого заряда, мм	Теплота взрыва, кДж/кг	Работоспособ ность, см3
1	2	3	4	5	6	7
Аммонит №6ЖВ	0082	1,1	3,4....4,8	10...13	4305	360...380

Сущность огневого способа взрывания заключается в том, что детонация основного заряда ВВ возбуждается капсюлем-детонатором, находящимся в заряде, а сам капсюль-детонатор инициируется от искры огнепроводного шнура, один конец которого находится в капсюле-детонаторе, а второй — поджигается взрывником. Огневой способ взрывания применяется на открытых и подземных работах, кроме шахт, опасных по газу или пыли. Его нельзя применять также в условиях, когда отход взрывника в безопасную зону после поджигания огнепроводных шнуров затруднен. Средствами огневого взрывания являются капсюль-детонатор (КД), огнепроводный шнур (ОШ) и средства зажигания огнепроводного шнура.

Выбор вруба и комплекта шпуров

Исходными параметрами для составления паспорта БВР является площадь поперечного сечения выработки и глубина шпуров в комплекте.

Одним из критериев эффективности БВР является величина коэффициента использования шпуров (КИШ). Удовлетворительными значениями КИШ можно считать в пределах 0,85-0,9 (в мягких породах до 1).

Исходным параметром при составлении паспорта БВР является глубина шпуров в комплекте.

где В – ширина выработки, м;

α – угол наклона врубового шпура, град.

При выборе схемы расположения шпуров необходимо придерживаться следующих основных положений. В забоях с одной плоскостью обнажения должны предусматриваться врубовые, отбойные и оконтуривающие шпуры.

На основании исходных горных пород и трещиноватости выбираем горизонтальный клиновой вруб.

Располагаем врубовые шпуры под углом 70⁰ к плоскости забоя, отбойные под углом 90⁰ и оконтуривающие – под углом 85⁰с наклоном в сторону проектного контура поперечного сечения выработки.

Из таблицы 5.3 исходя их нашей крепости пород f = 4 принимаем α=70⁰ и количество врубовых шпуров равным 6. Расстояние между врубовыми шпурами по вертикали принимаем 0,5м. Расстояние от контура выработки до устьев оконтуривающих шпуров принимаем равным 0,2 м.

Определяем глубину шпуров в комплекте:

Врубовые шпуры бурятся длиннее отбойных и оконтуривающих на 20÷30 % .

l_вр = l_шп+ 20%=2,28м

Таким образом, длина врубовых шпуров будет равна 2,28 м.

Рассчитаем продвигание забоя за цикл (длина уходки):

м;

где η - коэффициент использования шпуров. Принимаем η=0,85

Длина наклонных шпуров в комплекте:

Число шпуров N рассчитывается по формуле М.М. Протодьяконова:

Принимаем N=18шт.

Рекомендуемое ориентировочное соотношение для горизонтального клинового вруба между врубовыми, отбойными и оконтуривающими шпурами:  n_вр : n_от : n_ок = 1 : 0,5 : 1,5

В связи с этим принимаем следующее число шпуров в комплекте: врубовых – 6; отбойных – 3; оконтуривающих – 9.

Рис.2.Схема расположения шпуров

Расчет огневого взрывания

Для детонации аммонита № 6ЖВ будем использовать серийно выпускаемый капсюль-детонатор КД-8УТС со стальной гильзой и уменьшенной массой первичного инициирующего вещества.

В качестве огнепроводного шнура будем применять ОШП — огнепроводный шнур в пластмассовой оболочке для работы во влажных и мокрых средах.

Отрезок огнепроводного шнура, соединенный с капсюлем-детонатором называется «зажигательная трубка».

Для одновременного поджигания будем применять зажигательный патрон ЗП-БЗ

Зажигательный патрон ЗП-БЗ — картонный стаканчик, на дне которого находится в виде лепешки воспламенительный состав из пороха. Собранные в пучок концы ОШ вставляются в патрон до упора в пороховое дно. Кроме того, в патрон вставляется короткий отрезок ОШ длиной 15—30 см. Для закрепления шнуров патрон обвязывается шпагатом. Взрывник поджигает выступающий из патрона конец короткого отрезка и удаляется в безопасное место. Короткий отрезок, сгорая, поджигает пороховое дно патрона, и поджигаются все концы ОШ зажигательных трубок.

Таблица 2

Техническая характеристика зажигательного патрона ЗП-БЗ

Номер патрона	Марка ЗП- Б	Марка ЭЗП-Б	Число вмещающих отрезков ОШ	Внутренний диаметр, мм	Высота, мм
3	ЗП-БЗ	ЭЗП-БЗ	13—19	30	70—80

Конструкции шпуровых зарядов

В практике взрывных работ при проведении горно-разведочных выработок наиболее распространенной является сплошная колонковая конструкция зарядов как врубовых, так и вспомогательных и оконтуривающих шпуров.

Выбираю сплошную колонковую с прямым инициированием конструкцию врубовых шпуров (рис.2), для оконтуривающих шпуров выбираю сплошную колонковую с деревянным стержнем и обратным инициированием (рис. 3)

Рис.2.Сплошная колонковая конструкция врубового шпура с прямым

инициированием

Рис.3. Сплошная колонковая конструкция оконтуривающего шпура с

деревянным стержнем и обратным инициированием

Патроны аммонита № 6ЖВ выпускаются диаметром 32мм и массой 200 и 250г. длиной соответственно 250 и 300 мм.

Заряжание шпуров осуществляют взрывником и 2 опытными проходчиками, имеющими право на производство взрывных работ (Единую книжку взрывника).

При заряжании шпуров патроны ВВ последовательно по одному опускают в шпур и досылают деревянным забойником. После ввода всех патронов и патрона-боевика оставшуюся часть шпура заполняют забойкой, состоящей из глинопесчаной смеси в составе один к трем, в виде пыжей. Забойку в шпуре уплотняют забойником.

Определяем длину отрезка огнепроводного шнура зажигательной трубки

L_Т = (N_oшt_з + Т) V_о.ш, см,

где L_Т – длина зажигательной трубки, см;

N_oш – число шнуров, поджигаемых взрывником;

t_з – время зажигания одного отрезка шнура, сек.

В зависимости от размещения зарядов и условий передвижения,

t₃ = 5…10 сек;

T  60 сек – время отхода взрывника в безопасное место;

V_о.ш – скорость горения огнепроводного шнура, см/сек, обычно V_о.ш = 1 см/сек.

Принимаем t₃ = 5

Определяем длину контрольной трубки

L_К = L_T - T V_о.ш, см.

По условиям безопасности

L_T  L_K + 60, см.

По условиям безопасности длина зажигательной трубки в любом случае должна быть не менее 1 м.

Число взрываемых зарядов при огневом взрывании определяется по формуле

Расход огнепроводного шнура на взрывание серии зарядов

где n_k – число расходуемых кругов на изготовление зажигательных и контрольных трубок, шт.

Определяем расход огнепроводного шнура на взрывание данной серии зарядов

.

Принимаем L_ош = 45 м.

Определим расхода глинистой забойки

Q_гл=π·R²·L_гл·γ_гл·N_шп, кг

где: R- радиус шпура, м, R = 0,016 L_гл- длина глинистой забойки в шпуре, м, принимаем L_гл = 0,5 γ_гл- плотность глины, кг/м³, γ_гл = 1600 N_шп- количество шпуров, шт

Q_гл = 3.14·0.016²·0,5·1600·18 = 11,58 кг

Определение основных параметров буровзрывных работ

Определяют расход ВВ Q_ц (кг)на один цикл по формуле:

Q_ц = q  S  l  ,

где q – удельный расход ВВ, кг/м³; S – проектная площадь поперечного сечения выработки (в проходке), м²; l – глубина шпуров, м;  – КИШ.

Определяют удельный расход ВВ q (кг)на один цикл по формуле М.М. Протодьяконова с поправкой Богомолова:

где е – коэффициент относительной работоспособности выбранного ВВ

,

где Р – работоспособность выбранного ВВ, см³ , Р=360см³

тогда

Расход ВВ Q (кг)на один цикл

Расчетное количество ВВ, приходящееся на один шпур, определяем по формуле:

, кг,

где Q_Ц – количество ВВ на цикл, кг; N – общее количество заряжаемых шпуров, шт.

При заряжении шпуров патронированными ВВ количество патронов, заряжаемых в шпур, рассчитывают по формуле:

, шт,

где q_CР – средняя величина заряда в шпуре, кг; m_n – вес одного патрона выбранного ВВ, кг.

; m_n=0,2кг

тогда

Принимаем n=4 для отбойных и оконтуривающих шпуров и n= 5 для врубовых шпуров

Вес зарядов во врубовых шпурах принимается больше (обычно на один патрон), чем вес заряда во вспомогательных и оконтуривающих шпурах.

Производится расчет уточненного количества ВВ на цикл:

Q_ф = q_ВР  n_ВР  q_ВС  n_ВС  q_ОК  n_ОК ,

где n_В ; n_ВС ; n_ОК – количество соответственно врубовых, вспомогательных и оконтуривающих шпуров; q_ВР; q_ВС ; q_ОК – количество ВВ соответственно во врубовых, вспомогательных и оконтуривающих шпурах, кг.