1654

Применяют следующие типы электродетонаторов (выпускаемые промышленностью):

мгновенного действия - ЭД-8-Э, ЭД-8-ПМ, ЭДС;

короткозамедленного действия - ЭДКЗ (со ступенями замедления: 25; 50; 75; 100; 150; 250 мс), ЭДКЗ-ПМ-15 (со ступенями замедления: 15; 30; 45; 75; 105; 120 мс);

замедленного действия - ЭДЗД (со ступенями замедления: 0,5; 0,75; 1,2; 4; 6; 8; 10 с) [16].

6.4. Расчет параметров буровзрывных работ

Методика расчета БВР предусматривает два случая: разработку выработки (тоннеля, штольни) на полное сечение или разработку калотты при способе нижнего уступа и разработку нижнего уступа (штроссы) с помощью горизонтальных шпу-

ров или нисходящих (вертикальных либо наклонных) скважин.

6.4.1.Разработка на полное сечение

1.Определяют средний удельный расход ВВ, кг/м3:

- коэффициент структуры и трещиноватости горных пород (табл. 6.7).

Т а б л и ц а 6.5

2. Вычисляют линию наименьшего сопротивления (л.н.с.) отбойных шпуров, м:

3. Назначают расстояние между шпурами: для врубовых - по схеме принятого вруба, для отбойных и подошвенных - по табл. 6.11, для контурных - по табл. 6.12.

Т а б л и ц а 6.11

надрезами - концентраторами напряжений - расстояние между этими шпурами принимают равными расстоянию между

6.13).

Площадь сечения забоя, взрываемую контурными зарядами, м2, определяют по формуле

где Sо = S - ( Sк + Sп + Sвр ) - площадь сечения забоя, взрываемая отбойными зарядами, м2;

104

kзап - коэффициент заполнения шпура при заряжании

(табл. 6.14);

ky - коэффициент уплотнения зарядов ВВ в процессе заряжания, для россыпных и пластинчатых ВВ ky =1,05 1,15, для патронированных ky = 1.

Т а б л и ц а 6.14

5. После определения количества шпуров составляют схему расположения шпуров на чертеже поперечного сечения выработки, на

которой уточняют количество отбойных шпуров и общее количество шпуров (рис. 6.4).

6. Определяют расход ВВ на цикл (заходку). Вначале получают ориентировочный расход ВВ (кг) по формуле

(6.11)

где lk - глубина контурного шпура, м;

kk - коэффициент концентрации контурных зарядов,

кг/м (табл. 6.15).

Т а б л и ц а 6.15

При расчете массы патронированного заряда необходимо иметь в виду, что в шпуре должно размещаться целое число

и контурных шпуров; ao , ak , aп - расстояние соответственно между отбойными, контурными и подошвенными шпу-

и подошвенными шпурами

патронов ВВ. Поэтому расчетную массу заряда корректируют с учетом этого условия.

Общая масса контурных зарядов, кг:

Масса отбойного и подошвенного зарядов, кг:

Общая масса отбойных и подошвенных зарядов, кг:

6.4.2.Разработка нижнего уступа

6.4.2.1.Общие положения

Разработка уступа может осуществляться двумя методами:

бурением и взрыванием горизонтальных шпуров;

бурением и взрыванием нисходящих (вертикальных или наклонных) скважин 12, с. 61; 14, с. 25-27; 15, с. 245 - 247 .

К достоинствам первого метода стоит отнести, прежде всего, возможность использования для бурения горизонтальных шпуров в уступе бурильных установок, применяющихся для обуривания забоя калотты. Наряду с этим кучный развал породы после взрыва и высокая степень ее дробления обеспечивают высокую производительность погрузочных работ, а наличие второй плоскости обнажения (поверхности уступа) определяет получение высокого

коэффициента использования шпуров. Контурные и подошвенные шпуры позволяют получить ровную поверхность стен и подошвы тоннеля.

Существенным недостатком этого метода является обязательная последовательность работ по бурению шпуров и погрузке породы, а также ограниченная глубиной шпуров длина заходки уступа, что значительно снижает общие темпы сооружения тоннелей. В связи с этим горизонтальное расположение шпуров при разработке нижнего уступа применяют довольно редко - в сильнотрещиноватых слабоустойчивых породах при высоте уступа до 4,5 м. Тип упаковки ВВ - патроны и россыпью.

При нисходящем расположении скважин, применяемом в уступах любой высоты в устойчивых породах, обеспечивается полная независимость работ по бурению скважин и погрузке породы. Буровые станки располагаются на почве калотты, а погрузка взорванной породы производится с почвы нижнего уступа.

107

К недостаткам этого метода можно отнести: необходимость иметь разнотипное оборудование для калотты и нижнего уступа; менее равномерное дробление породы, что затрудняет работу погрузочных машин; трудность получения ровной поверхности почвы уступа.

Преимущества нисходящего расположения скважин обеспечили этому методу повсеместное применение на практике. Ряд его недостатков можно устранить путем совершенствования буровзрывных работ. Тип упаковки ВВ - только россыпью.

6.4.2.2. Расчет параметров буровзрывных работ при бурении горизонтальных шпуров (рис.6.5)

Рис. 6.5. Схема к расчету параметров БВР при обуривании нижнего уступа горизонтальными шпурами: lш - глубина шпура; аг и ав - расстояние между шпурами по горизонтали и по вертикали; lзах - глубина заходки

Определяют удельный расход ВВ, кг/м3:

(6.18)

где Sk - площадь сечения калотты, м2; Sу - то же, нижнего уступа, м2.

Линия наименьшего сопротивления, м:

Расстояние между рядами шпуров (по вертикали), м: aв 0,9...1,0 w.

(6.20)

Расстояние между шпурами (по горизонтали), м: aг 1,0...1,3 w.

(6.21)

Количество шпуров и расход ВВ находят аналогично способу сплошного забоя, исключая врубовые шпуры

формулы (6.3) – (6.14) .

6.4.2.3. Расчет параметров буровзрывных работ при бурении нисходящих скважин (рис. 6.6)

lзах

w w

lc

lпер

В

ак

Рис. 6.6. Схема к расчету параметров БВР при обуривании нижнего уступа нисходящими скважинами: В - ширина уступа; lзах - величина заходки; w - л.н.с.; lc - глубина скважины; lпер – величина перебура; - угол наклона уступа (скважин); a – расстояние между скважинами; ak - расстояние между

контурными скважинами

Удельный расход ВВ определяют по формуле (6.18).

109

Рациональный диаметр скважин зависит от высоты уступа и его принимают по табл. 6.16.

Т а б л и ц а 6.16

(6.23)

где lпер - глубина перебура скважины (0,3 0,4) w ;- угол наклона скважины (откоса уступа), град.

Длина заряда ВВ в скважине, м:

lзар lc lзаб 1,17...1,35 ,

(6.24)

где lзаб - глубина забойки, принимают обычно равной w ; (1,17 1,35) - коэффициент для рассредоточенных

зарядов (при длине заряда более 50 d ). Расстояние между скважинами, м:

отбойными

a m w;

Общий расход ВВ на заходку (кг) составит:

QBB Qо Nо Qk Nk. (6.29)

6.5. Составление паспорта буровзрывных работ

После определения расхода ВВ на цикл (заходку) определяют очередность взрывания групп шпуров по принятой схеме, интервалы замедления при короткозамедленном взрывании и схему инициирования отбойных зарядов (только для патронированных ВВ). Врубовые и контурные заряды

111

патронированных ВВ и все заряды россыпных ВВ взрывают прямым инициированием. Для пород различной крепости рекомендуется принимать следующие интервалы замедления и схемы инициирования (табл. 6.18) 14, с. 30 .

Затем составляют схему расположения шпуров в трех проекциях, а также характеристику шпуров и зарядов ВВ (табл. 6.19) и таблицу показателей буровзрывных работ (табл. 6.20).

Т а б л и ц а 6.19

В табл. 6.19 определяют общую глубину шпуров, т. е. объем бурения и общий расход ВВ на цикл.

7. РАСЧЕТЫ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОХОДЧЕСКИХ РАБОТ

7.1. Бурение шпуров в забое

kзам - коэффициент учета потерь времени на замену бурового инструмента, принимают kзам= 0,6 0,8;

kвсп - коэффициент учета потерь времени на вспомогательные операции при перемещении машины от

Эксплуатационная производительность бурильной установки (агрегата), м/ч:

Pбэ 60РбТ kод kнад kпр mб ,

(7.2)

где kод - коэффициент одновременности работы бурильных машин, принимают kод = 0,7 0,8 при 2-3 машинах и kод = 0,5 0,6 при 4-6 машинах;

kнад - коэффициент надежности бурильных машин, принимают kнад = 0,8 0,9;

kпр - коэффициент потерь времени по организационнотехническим причинам, принимают kпр = 0,75 0,9;

mб - количество бурильных машин на установке (агрегате).

7.2. Погрузка породы в забое

Техническая производительность погрузочных машин РпТ

типа ПНБ и ППН принимается по характеристикам конкретных машин. Техническую производительность подземных (тоннельных) экскаваторов РпТ определяют по формуле, м3/мин:

РпТ 60qэ kнtц,

(7.3)

где qЭ - вместимость ковша экскаватора, м3;

kН - коэффициент наполнения ковша, принимают: kН = 0,95 1,0 для пород мелкой фракции; kН = 0,75 0,8 для пород крупной фракции;

tц - время цикла черпания, равное 30 45 с.

Эксплуатационная производительность погрузочной машины, м3/ч:

пункта обмена вагонов (разминовки), обычно принимают lо = 50 100 м;

погрузочной машиной (для машин типа ППН), обычно принимают tсц = 1 2 мин;

tпод - время, затрачиваемое на смену составов вагонов,

обычно принимают tпод = 5 10 мин;

mc - количество вагонов в составе, принимают из расчета максимального веса груза, возможного для откатки.

При погрузке в один вагон или самосвал выражение 2loVc tсц 0 ; в автосамосвал выражение tпод mc 2...4 мин, в состав вагонов типа ВПК (2 4) mc, мин.

Т а б л и ц а 7.2

7.3. Откатка породы115 из забоя

Вид транспорта для откатки породы из забоя принимают исходя из размеров и уклона выработки, производительности проходческого оборудования, длины откатки и принятой технологии работ. При длине тоннеля свыше 2 км и уклоне до 20 ‰ целесообразен рельсовый транспорт. В более коротких тоннелях и при уклонах свыше 20 ‰ используют безрельсовый транспорт.

Если транспорт составлен из вагонов, собранных в состав, то необходимо рассчитать вес состава вагонов, возможный для отвозки электровозами.

Максимальный вес груженого состава, кН:

1) по условию сцепления колес электровоза с рельсами при трогании с места:

Gгр 1000 Gc гр i 110a Gc;

(7.5)

2) по условию торможения груженого состава на среднем уклоне:

a - пусковое ускорение, принимают равным (0,03 0,05),

м/с2;

aТ - тормозное замедление, м/с2, определяемое в зависимости от скорости транспорта в начале торможения VТ , которая не должна превышать 2 3 м/с и длины пути торможения lТ , которая при движении на руководящем спуске не должна быть более 10 м: a116Т 05,VТ2 lТ .

Для расчета принимают минимальное значение Gгр , полученное из двух условий движения.

Максимально возможное число вагонов, отвозимых электровозом:

где tn - полное время погрузки состава вагонов (самосвала),

принимают Vср = 150 250 м/мин;

tp - время разгрузки для состава вагонов (самосвала), мин: tp 2...3 mc ;

tм - время на маневры и остановки в течение рейса, для самосвалов tм = 2 4 мин, для состава вагонов tм = 5 10 мин.

Количество составов вагонов (самосвалов), необходимых для обеспечения непрерывной работы погрузочных машин:

mТ Tр mп tп ,

(7.9)

где mn - число погрузочных машин в забое. Потребное число рейсов для вывозки породы за цикл:

zn S lзах kp qв mс . (7.10)

7.4. Проветривание тоннеля при проходке

117

Для выбора схемы вентиляции при проходке тоннеля учитывают способ разработки породы в забое и вид применяемого транспорта (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Схема вентиляции при

проходке тоннеля:

а - приточная; б - вытяжная; в -

комбинированная;

1 - вентиляторы; 2 - трубопровод; 3 – перемычка

При буровзрывных работах, применении тоннелепроходческих машин и рельсового транспорта используют вытяжную схему, при буровзрывных работах и автотранспорте - комбинированную (при взрыве - вытяжную, при погрузке породы - приточную), при тоннелепроходческих машинах и автотранспорте - тоже комбинированную (у забоя - вытяжную, по тоннелю - приточную).

Необходимое количество воздуха для проветривания должно определяться с учетом следующих факторов:

минимальной скорости движения воздуха в тоннеле;

количеству ядовитых газов, образующихся при производстве взрывных работ;

количеству вредных газов, образующихся при работе двигателей внутреннего сгорания и при производстве электросварочных работ.

Необходимое количество воздуха для проветривания: 1) при взрывных работах у забоя, м3/с:

Qв 4,715 lc St lg a lш S ,,

- плотность породы, т/м3;

2)при движении автомобилей по тоннелю, м3/с: