В.Н. Хомченко Технология добычи полезных ископаемых подземным способом
.pdf30
где f – коэффициент крепости породы по шкале проф. М.М.Протодьяконова;
f1 – коэффициент структуры породы;
υ3 – коэффициент зажима породы, зависящий от площади поперечного сечения выработки;
e – коэффициент работоспособности применяемого ВВ.
Значение коэффициента крепости f принимают в зависимости от категории породы, которая дана в таблице для индивидуального задания.
Значение коэффициента f 1 принимается в зависимости от свойств
иструктуры пород, их залегания и трещиноватости:
–вязкие, упругие, пористые – 2;
–дислоцированные с неправильным или параллельным оси выработки залеганием и мелкой трещиноватостью – 1,4;
–со сланцевым залеганием и меняющейся крепостью, с напластованием, перпендикулярным к направлению шпуров – 1,3;
–массивные, хрупкие, плотные – 1,1.
Коэффициент зажима породы υ3 подготовительных выработок, как указывает проф. Н.М.Покровский, имеет наибольшее значение для малых поперечных сечений, с увеличением площади поперечного сечения выработок, проводимых в одних и тех же породах, расход ВВ уменьшается. Значение коэффициента υ3 при одной обнаженной плоскости определяют:
υ3 = 6,5 / Sч ,
где Ѕч – площадь поперечного сечения выработки в проходке, м2. Коэффициент работоспособности применяемого ВВ определяют
как
e = 380 / Px,
где 380 – работоспособность стандартного ВВ;
Pх – работоспособность применяемого ВВ, зависящая от крепости пород (табл.9).
|
|
|
|
Таблица 9 |
Коэффициент крепости по шка- |
1-3 |
3-6 |
6-10 |
более 10 |
ле проф. М.М. Протодьяконова |
|
|
|
|
Работоспособность рекомендуе- |
280 |
220-230 |
320-400 |
400-600 |
мых ВВ |
|
|
|
|
31
Определение числа шпуров и их расположение
Число шпуров в забое N зависит от крепости пород, площади поперечного сечения выработки в проходке, вместимости шпуров, определяют из выражения
N = q Sr η lп / К3 qп,
где η – коэффициент использования шпуров (к.и.ш.), принимают рав-
ным 0,8-0,9;
ln – длина патрона, м (табл.7); qп – вес патрона, кг (табл.7);
Kз – коэффициент заполнения шпура.
Коэффициент заполнения шпура (к.з.ш.) представляет собой отношение длины заряда к длине шпура. В шахтах, опасных по газу и пыли, Kз определяют по условиям минимально допустимой длины забойки шпуров: при глубине шпуров равной 0,6-1 м, К3 принимают 0,5, при более 1 м, K3 принимают ≥ 0,3.
Коэффициент заполнения Кз врубовых шпуров принимают на 10-15 % больше, а коэффициент заполнения оконтуривающих на 15-20 % меньше, чем отбойных.
Все шпуры разделяют на врубовые, отбойные и оконтуривающие примерно в соотношении 1 : 2 : 3.
Соотношение между числом врубовых Nвр, отбойных Nот и оконтуривающих Nок шпуров принимают как Nвр : Nот : Nок = 1 : δ : b, которое читается так: на один врубовый шпур приходится δ отбойных и b оконтуривающих шпуров. Обозначив сумму через m = 1 + δ + b, найдем число шпуров в каждой группе:
Nвр = N 1 / m; Nот = N δ / m; Nок = N b / m.
Число шпуров в каждой группе определяют в зависимости от поперечного сечения выработки. Для выработок с сечением до 9-10 м2, проводимым по крепким породам, принимается соотношение групп шпуров 1:0,6:1,6, для выработок большого сечения до 16-20 м2 1:1,3:1,5. Пример расположения шпуров в забое выработок представлен на рис.4.3.
Врубовые шпуры 1-4 (рис.4.3,а), взрыв зарядов в которых создает дополнительную поверхность обнажения в забое и улучшает условия
32
работы остальных шпуров. Врубовые шпуры обычно бурят на 0,2-0,3 м глубже остальных. В практике встречается множество схем расположения врубовых шпуров.
Рис.4.3. Схема расположения шпуров в забое выработки: |
|
|
|||||
а |
– |
трапециевидной |
формы |
сечения: |
1-4 – |
врубовые |
шпуры; |
5-13 – отбойные шпуры; 14-26 |
– оконтуривающие шпуры; |
|
|
||||
б |
– |
арочной формы |
сечения: |
1-4 – |
врубовые |
шпуры; |
5-10 и |
14-18 – отбойные; 19-33 и 11-13 – оконтуривающие шпуры |
|
|
Отбойные шпуры 5-13, заряды которых взрываются после врубовых, предназначены для расширения объема первоначального вруба. При малых сечениях выработки отбойных шпуров может и не быть, а при большом сечении отбойными шпурами разрушается большая часть породы в забое.
33
Оконтуривающие шпуры 14-26, заряды которых взрываются последними. Они придают выработке проектную форму поперечного сечения.
Глубина шпуров
Глубина шпуров является одним из основных организационнотехнологических параметров, определяющих общий объем работ и скорость проведения горной выработки.
Глубина шпуров lш может быть определена по различным формулам, или принята на основании практических данных в зависимости от крепости пород и площади забоя (табл.10).
|
|
Таблица 10 |
Коэффициент крепости пород f |
Глубина шпуров lш, м, |
|
для выработки сечением, м2 |
||
|
6-12 |
13-16 |
3-6 |
2,0-2,5 |
2,5-3,0 |
Более 6 |
1,5-2,0 |
2,0-2,5 |
Определение расхода ВВ на заходку (цикл)
Массу заряда на одну заходку определяют по формуле
Q = q Sr l ш η, кг
где Sr – площадь поперечного сечения в проходке. Масса заряда в среднем на один шпур:
qш = Q / N, кг.
Масса шпурового заряда по группам шпуров ориентировочно рав-
на
qвр = (1,1-1,15) qш; qот = qш; qок = (0,85-0,8 )qш,
где qвр, qот, qок – масса шпурового заряда соответственно врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров, кг.
34
Массу заряда в шпуре корректируют по целому числу патронов в шпуре. Обычно для шахт, опасных по газу и пыли, патроны предохранительных ВВ выпускают массой 0,2 и 0,3 кг, длиной соответственно 180÷250 мм, диаметром 36 мм.
Число патронов на один шпур определяют как
nвр = qвр /qп; nот = qот / qп; nок = qок / qп ,
где qп – масса патрона ВВ, кг.
Число патронов определяют округлением величин qвр, qот, qок до целого кратного числа.
В связи с округлением величин qвр, qот и qок изменится и величина Qф заходки, поэтому окончательный фактический расход ВВ на цикл (заходку) определяем по формуле
Qф = qn(nврNвр + nотNот + nокNок) + (0,25-0,35)q, кг
где (0,25-0,35) q – расход ВВ на проведение водосточной канавки; q – удельный расход ВВ на 1 м3 породы в массиве.
Длина забойки шпуров
Lзаб = lш – (0,95 ÷ 1) nпlп, м
где lш – длина шпура соответствующей группы, м; lп – длина патрона, м;
nп – число патронов, шт.
Скорость проведения выработки
Вычисляем подвигание забоя за цикл:
Lц = lшη,
где lш – глубина шпура, м;
η – коэффициент использования шпура (к.и.ш.). Количество циклов в сутки примем равным 4, тогда
Lсут = 4 Lц.
35
Подвигание забоя за месяц равно
Lмес = Lсутt , м
где t – число рабочих дней по проходке (21). Объем взорванной породы в массиве:
V = SчLц, м3.
Расход ВВ на 1 м длины выработки:
qм = Qф / Lц, кг.
Фактический удельный расход ВВ на 1 м3 породы массива:
qФ = Qф / V, кг.
Основные данные, полученные по выполненным разделам контрольной работы, должны быть представлены в виде сводки:
–размер шахтного поля по простиранию и падению;
–балансовые и промышленные запасы;
–производственная мощность шахты;
–срок существования шахты;
–высота этажа, горизонта;
–система разработки пластов;
–суточная добыча из лавы;
–скорость проведения выработки.
5.Графическая часть
В работе даются чертежи, выполненные в карандаше:
–схема вскрытия шахтного поля в разрезе вкрест простирания;
–подготовка пластов на горизонте;
–общий вид системы разработки выемочного поля;
–очистной забой с примыкающими выработками в плоскости пласта и разрезом по простиранию или падению пласта;
–детали паспорта крепления в плане и в разрезе по простиранию;
–планограмма работ;
36
– паспорт проведения и крепления подготовительной выработки. Чертеж должен быть выполнен аккуратно в соответствии с прави-
лами технического черчения.
6. Пояснительная записка
Изложение текста пояснительной записки должно быть сжатым и ясным, в пределах 25-30 страниц. Записка представляется в сброшюрованном виде. Она должна быть написана на листах стандартного размера (210-300 мм), четко, перьевой или шариковой ручкой.
Взаписке даются краткие обоснования принятых технологических решений, расчеты и, в случае необходимости, пояснения к чертежам и эскизам. Не допускаются применение местных терминов, сокращение слов, за исключением общепринятых.
Вначале пояснительной записки прилагается задание, подписанное руководителем, а в конце приводится перечень использованной литературы. В конце записки ставятся дата и подпись студента.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приложение 1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
||
Индивидуальные задания для выполнения контрольной работы |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходные дан- |
|
|
|
|
|
В |
а р |
и а н |
т ы |
|
|
|
|
|
|
|
ные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
M1=1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,6 |
2,5 |
3,3 |
2,6 |
|
4,5 |
1,6 |
2,4 |
1,8 |
1,9 |
1,2 |
3,6 |
2,4 |
Мощность |
M2=2,2 |
2,8 |
1,3 |
3,8 |
0,9 |
4,2 |
3,2 |
|
5,0 |
1,8 |
3,0 |
3,7 |
1,3 |
1,5 |
2,8 |
3, |
M3=1,7 |
0,4 |
1,7 |
3,7 |
3,8 |
0,45 |
0,4 |
|
3,6 |
2,5 |
4,6 |
1,9 |
4,5 |
0,6 |
2,6 |
4,6 |
|
пластов, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M4=2,3 |
1,3 |
0,3 |
0,6 |
6,0 |
1,6 |
3,0 |
|
0,4 |
2,6 |
1,6 |
5,3 |
3,2 |
2,5 |
3,5 |
1,6 |
|
|
M5=1,8 |
1,6 |
2,1 |
2,9 |
1,8 |
3,5 |
4,0 |
|
2,8 |
3,8 |
1,8 |
1,1 |
0,4 |
3,9 |
1,6 |
1,8 |
|
M6=2,0 |
1,5 |
— |
2,0 |
1,2 |
2,3 |
1,5 |
|
2,4 |
1,7 |
— |
1,5 |
0,9 |
4,5 |
1,8 |
— |
Расстояние |
M12=60 |
20 |
40 |
50 |
30 |
25 |
45 |
|
40 |
20 |
60 |
80 |
60 |
20 |
100 |
60 |
M23=55 |
60 |
60 |
40 |
40 |
50 |
30 |
|
25 |
15 |
80 |
60 |
60 |
15 |
150 |
80 |
|
между плас- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M34=50 |
30 |
50 |
35 |
25 |
30 |
50 |
|
30 |
50 |
40 |
20 |
50 |
40 |
50 |
40 |
|
тами, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M45=40 |
40 |
70 |
60 |
50 |
45 |
20 |
|
50 |
25 |
100 |
40 |
20 |
100 |
35 |
100 |
|
|
M56=35 |
30 |
— |
40 |
35 |
20 |
35 |
|
40 |
40 |
— |
100 |
15 |
50 |
80 |
— |
Угол падения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пласта, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
град |
15 |
12 |
9 |
18 |
10 |
15 |
25 |
|
9 |
16 |
18 |
25 |
18 |
15 |
34 |
18 |
Размеры поля, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по простиранию |
5500 |
8200 |
9000 |
7500 |
12000 |
9000 |
9600 |
|
12000 |
9000 |
5000 |
7000 |
5000 |
4700 |
7500 |
5000 |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по падению |
900 |
3600 |
3000 |
4000 |
3500 |
3200 |
3700 |
|
3200 |
1000 |
2200 |
1800 |
3200 |
2500 |
800 |
2200 |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
Продолжение табл.1
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
Плотность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
угля, т/м3 |
1,28 |
1,40 |
1,30 |
1,35 |
1,28 |
1,30 |
1,45 |
1,35 |
1,30 |
1,40 |
1,30 |
1,35 |
1,30 |
1,30 |
1,40 |
|
Тип |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кровли * |
ТРО |
СРО |
СРО |
СРУ |
СРО |
ТРО |
СРУ |
СРУ |
СРО |
ТРО |
СРУ |
ТРО |
СРУ |
ТРО |
СРО |
|
Сопротив- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ление угля |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
резанию, |
1,3 |
1,7 |
1,6 |
1,5 |
1,9 |
2,1 |
1,8 |
2,3 |
1,5 |
1,8 |
2,0 |
1,7 |
2,5 |
1,3 |
2,3 |
|
кН/см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Относи- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тельная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
метано- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
обиль- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ность,т/м3 |
7 |
6 |
5 |
10 |
8 |
15 |
5 |
4 |
10 |
7 |
5 |
15 |
3 |
5 |
12 |
|
Технологию |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
очистных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
работ |
рас- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
смотреть |
|
m1 |
m1 |
m2 |
m2 |
m2 |
m1 |
m2 |
m2 |
m1 |
m1 |
m1 |
m2 |
m1 |
m2 |
|
для пласта |
m2 |
|||||||||||||||
Тип прово- |
Кап. |
Конв |
По- |
Отк. |
Вент. |
Конв |
Отк. |
По- |
Конв |
Ос- |
Бремс |
Ук- |
Конв |
По- |
Квер- |
|
димой |
вы- |
квер- |
штрек |
лев. |
штрек |
штрек |
штрек |
штрек |
лев. |
штрек |
нов. |
берг |
лон |
штрек |
лев. |
шлаг |
работки |
|
шлог |
|
штрек |
одноп. |
|
|
од- |
штрек |
|
штрек |
|
|
|
штрек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ноп. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Крепость |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пород по |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М.М.Прото- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дьяконову |
5 |
3 |
6 |
3 |
3 |
2 |
3 |
5 |
3 |
2 |
3 |
3 |
2 |
6 |
7 |
|
(f) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* Тип кровли: СРУ - средней устойчивости, ТРО - труднообрушаемая, СРО - средней обрушаемости
2
Таблица 2 Технические характеристики проходческих комбайнов
Показатели |
|
|
Тип проходческого комбайна |
|
|
||
|
ПК-3Р |
4ПУ |
ПК9Р |
ГПК |
4ПП2 |
РК |
“Союз 19” |
Коэффициент крепости |
до 4 |
до 4 |
до 4 |
до 4 |
до 6 |
до 6 |
до 8 |
|
|||||||
Сечение выработки в |
|
|
|
|
|
|
|
проходке, м2 |
5,3-12,5 |
4,0-8,2 |
7,0-16,0 |
4,7-15 |
9-18 |
–– |
18,4 |
Ширина выработки, м |
2,8-4,1 |
1,6-3,3 |
2,2-3,9 |
1,8-3,6 |
2,6-4,0 |
–– |
–– |
|
|||||||
Высота выработки, м |
2,1-3,2 |
1,5-2,8 |
2,2-3,9 |
1,8-3,6 |
2,6-4,0 |
–– |
–– |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Угол наклона, град |
± 10 |
± 10 |
± 10 |
± 10 |
± 10 - 25 |
–– |
± 10 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Техническая производи- |
|
|
|
|
|
|
|
тельность, м3/мин |
0,50 при |
0,42 |
1,2 при |
1,2 |
0,35 |
–– |
0,80 при |
|
ƒ = 1,5 |
|
ƒ = 5 |
|
|
|
ƒ = 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Габариты комбайна, м: |
|
|
|
|
|
|
|
длина |
6,6 |
5,9 |
8,2 |
7,1 |
8,2 |
|
|
ширина |
1,47 |
1,25 |
2,4 |
1,6 |
2,4 |
—— |
—— |
высота |
1,74 |
1,30 |
1,83 |
1,5 |
1,96 |
|
|
Масса, т |
12,5 |
10,7 |
31,2 |
18 |
35 |
—— |
—— |