Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

РГВ, Пилипец В.И. Часть 4

.pdf
Скачиваний:
41
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
663.56 Кб
Скачать

При вращательном способе ручные сверла обычно используют для бурения пород с f=1-3, а колонковые — с f=3-10. Приводится техническая характеристика выбранных сверл.

Обосновывается целесообразность орошения забоя. Обычно при бурении пород с f>5 целесообразно применять мокрое бурение.

Выбираются и обосновываются резцы для вращательного бурения (тип, длина пера, способ крепления к штанге) или коронки для бурения перфораторами.

Выбираются и обосновываются буровые штанги (марка, форма поперечного сечения, длина витка, длина штанги, способ крепления).

Выбираются перфораторы (ручные, колонковые). Выбираются коронки и буровые штанги для ударновращательного бурения. Обычно в трещиноватых породах применяются крестовые и двухдолотчатые коронки, имеющие большую площадь контакта с породой, а в не трещиноватых — долотчатые.

4 Выбор глубины шпуров и подсчет объема взрываемой

породы

4.1 Выбор глубины шпуров

Глубину шпуров, т.е. длину проекции шпура на ось выработки, можно принимать согласно СНиП-III-Б.9-69 или по заданной скорости проходки выработки, т.е. по длине заходки.

По СНиП-III-Б в горизонтальных и наклонных выработках площадью сечения до 12 м2 глубина шпуров принимается в породах:

-с f=1,5- 3 - от 3,0 до 2,0 м; -с f=4-6 - от 2,0 до 1,5 м; -с f=7-20 - от 1,8 до 1,2 м.

Большая глубина шпуров должна применяться в менее крепких породах.

При определении глубины шпуров по длине заходки учитывается, что величина продвигания забоя в результате взрыва, зависит от крепости породы, принятой схемы организации и средств механизации проходческих работ:

263

l зах

 

VT ц

, м,

T см n ср m

 

 

 

 

где V – скорость проходки выработки, м/мес; Tц продолжительность горно-проходческого цикла, час; Tсм – продолжительность смены, час; nср – число смен в сутки; m – количество суток проходки выработки в месяц (25 суток).

Глубина шпуров (кроме врубовых) определяется по фор-

муле

l ш

 

l зах

, м,

 

 

 

 

 

где - коэффициент использования шпура (КИШ).

Глубину врубовых шпуров следует брать на 0,1-0,4 м больше остальных шпуров с соответствующим увеличением массы заряда.

При проходке шурфов глубина шпуров обычно определяется по длине заходки и составляет 0,6-1,2 м. Часто глубину шпуров определяют приближенно из выражения

lш = (0,6-1,0) В,

где В – размер длинной стороны шурфа, м.

При разведке россыпей глубина шпуров не превышает 0,3-0,5 м, что устанавливается задачами опробования.

Значения КИШ приведены в приложении 6 ЕНВ-69, выписка из которого дана в таблице 5.14.

Таблица 5.14 Коэффициент использования шпура

Площадь

Категория пород по ЕНВ-69

 

сечения

VI-XIV

XV-

XVIII

выработки,

 

XVII

-XX

м2

Горизонтальные и наклонные выработки

1.8

0.75

0.70

0.65

2.7

0.80

0.75

0.70

4-6.4

0.85

0.80

0.75

7.5 и более

0.90

0.85

0.80

 

 

 

 

264

4.2 Подсчет объема взрываемой породы

Объем породы подсчитывается по формуле

V зах Sl зах ,

где Vзах – объем породы, взрываемой за одну заходку, м3; S - площадь сечения выработки вчерне, м2; lзах - длина заходки, м.

5 Расчет расхода взрывчатых веществ

Расчет расхода взрывчатых веществ проводится по так называемой объемной формуле

Q зах qV зах ,

где Qзах - расход ВВ на заходку, кг; q - удельный расход ВВ на 1м3 взрываемой горной массы в целике (уточненный по СУСН),

кг/м3.

Удельный расход взрывчатого вещества можно определить по формулам Н.М.Покровского или М.М.Протодьяконова.

Удельный расход взрывчатого вещества по формуле проф. М.М.Протодьяконова равен

q = 0,4( 0,2 f + 1/ S )2 k Р/525, кг/м3,

где k-коэффициент увеличения расхода ВВ для лучшего дробления породы при машинной погрузке. При нижнем захвате породы машиной к = 1,2, а при боковом – к = 1,3; Р - работоспособность применяемого ВВ, см3; 525 –работоспособность 93% динамита, принятого за эталонное,см3.

Удельный расход ВВ по более универсальной формуле проф. Н.М.Покровского равен

q q1kТ kзажe ,

где q - удельный расход ВВ, кг/м3 ; q1 - нормальный удельный расход ВВ (количество ВВ, необходимое для выброса силой взрыва 1 м3 породы), зависящий от крепости породы, кг/м3 (табл 5.15); kТ - коэффициент текстуры породы (табл. 5.16); kзаж

– коэффициент зажима взорванной породы; e - величина , обратная коэффициенту работоспособности ВВ;

е = 380/ Р,

где 380 - работоспособность 62%-го динамита, который принят

265

Н.М.Покровским за эталонное ВВ.

Таблица5.15 Нормальный удельный расход ВВ

Порода

Катего-

Коэффи-

Значе-

 

рия поро-

циент

ние q1,

 

ды

крепости

кг/м3

 

 

породы

 

Очень крепкие кварцевые песчаники.

Внекате-

15-20

1.2-1.5

Очень крепкие граниты и гнейсы. Ба-

горная

 

 

зальт и другие кристаллические поро-

 

 

 

ды. Исключительные по крепости из-

 

 

 

вестняки, песчаники и доломиты.

 

 

 

Плотные граниты, кварцевые песчани-

I

10-15

1.0-1.1

ки, диориты. Мелкозернистые, моно-

 

 

 

литные песчаники и известняки, гней-

 

 

 

сы.

 

 

 

Некрепкий гранит, плотные песчаники

II

8

0.7-0.8

и известняки. Колчеданы, крепкие

 

 

 

мраморы и доломиты

 

 

 

Крепкие песчано-глинистые и песча-

III

4-6

0.4-0.6

нистые сланцы. Сланцевые и глини-

 

 

 

стые песчаники, Крепкие глинистые

 

 

 

сланцы с включением колчедана. Мяг-

 

 

 

кие песчаники и известняки

 

 

 

Глинистые и углистые сланцы средней

IV

2-3

0.2-0.3

крепости, плотный мергель. Слабые

 

 

 

песчанистые сланцы

 

 

 

Трещиноватые, разрыхленные извест-

V

2

0.15

няки и доломиты. Слабые глинистые и

 

 

 

углистые сланцы. Антрацит, крепкий

 

 

 

каменный уголь

 

 

 

Таблица 5.16 Коэффициент текстуры породы

Порода

kТ

Вязкие, упругие пористые

2.0

Дислоцированные с неправильным залеганием и мелкой

1.4

трещиноватостью; утечка газов через трещины

 

Со сланцевым залеганием и меняющейся крепостью, с

1.3

напластованием, перпендикулярным направлению шпура

 

Массивные, плотные

1.0

Мелкослоистые, плотные, без утечки газов

0.7-0.8

 

 

266

Таблица 5.17 Удельный расход ВВ при проведении горных выработок с одной открытой поверхностью

Коэф-

BB

 

Сечение выработки в проходке, м2

горизонтальной и наклонной

вертикаль-

фициент

 

 

 

 

 

 

ного ствола

крепос-

 

4-6

 

7-9

10-12

13-15

16-20

21-25

ти f

 

 

 

 

 

 

 

 

18-20

Скальный аммонит прес-

3,68

 

3,38

3,12

2,87

2,63

2,45

 

сованный №1:

 

 

 

 

 

 

 

 

акванит 3Л*

 

 

 

 

 

 

 

 

Аммонит №6ЖВ

4,8

 

4,4

4,07

3,74

3,43

3,2

13-15

Скальный аммонит прес-

3,06

 

2,8

2,56

2,43

2,30

2,03

 

сованный №1: акванит

 

 

 

 

 

 

 

 

3Л*

 

 

 

 

 

 

 

 

Аммонит №6ЖВ

4,0

 

3,64

3,35

3,17

2,97

2,68

8-10

Скальный аммонит прес-

2,32

 

2,12

1,94

1,81

1,65

1,52

 

сованный №1: акванит

 

 

 

 

 

 

 

 

3Л*

 

 

 

 

 

 

 

 

Аммонит №6ЖВ

3,01

 

2,75

2,56

2,37

2,16

1,98

 

Аммонит ПЖВ-20 и Т-19

3,92

 

3,58

3,29

3,07

-

-

 

Аммонит АП-5ЖВ

3,2

 

2,92

2,68

2,5

-

-

5-6

Скальный аммонит прес-

1,43

 

1,33

1,22

1,14

1,03

0,93

 

сованный №1

 

 

 

 

 

 

 

 

Аммонит №6ЖВ

1,87

 

1,74

1,6

1,5

1,35

1,21

 

Аммонит ПЖВ-20 и Т-19

2,43

 

2,26

2,07

1,95

-

-

 

Аммонит АП-5ЖВ

1,98

 

1,85

1,68

1,58

-

-

3-4

Аммонит №6ЖВ

1,14

 

1,06

1,0

0,93

0,86

0,77

 

Аммонит ПЖВ-20 и Т-19

1,49

 

1,37

1,29

1,2

-

-

 

Аммонит АП-5ЖВ

1,36

 

1,25

1,18

1,1

-

-

2-1,5

Аммонит №6ЖВ

0,7

 

0,64

0,6

0,55

0,51

0,46

 

Аммонит ПЖВ-20 и Т-19

0,92

 

0,83

0,77

0,72

-

-

 

Угленит Э-6

1,6

 

1,44

1,58

1,25

-

-

* только для стволов

Коэффициент зажима породы характеризует положение взрываемой породы относительно обнаженной (открытой) поверхности.

При одной открытой поверхности для любых выработок Н.М.Покровский рекомендует принимать

kзаж = 6,5/ S .

Для забоев с двумя открытыми поверхностями Н.М.Покровский рекомендует принимать kзаж=1.2 при верхней

подрывке (т.е. для пород кровли), kзаж=1.3 — при боковой подрывке (для пород на пластах крутого падения), kзаж=1.5 — при

267

нижней подрывке (для пород почвы).

Профессор П.Я.Таранов на основании данных практики установил, что для горизонтальных выработок типа квершлагов c забоями с одной открытой поверхностью (при отно-

шении lшп

S

в пределах 0.5-1.5) коэффициент зажима поро-

 

 

 

 

ды лучше определять по формуле

 

 

k заж

3 lш

..

 

 

 

 

 

 

S

Значения, полученные по этим формулам отличаются, поэтому полученную по одной из формул величину удельного расхода необходимо сравнить с нормативными значениями Министерства угольной промышленности или с рекомендуемыми в таблице 5.17 /8/ и для дальнейших расчетов принять ближайшее к табличному значение.

6 Расчет количества шпуров. Конструирование вруба

6.1 Расчет количества шпуров

В настоящее время существует более 20 эмпирических формул для определения количества шпуров с колонковым зарядом.

Согласно СНиП Ш-II-77 количество шпуров для всех

видов выработок следует определять по формуле

 

qS

,

N 1.27 d 2 kзап

 

где N - число шпуров, шт; d - диаметр патрона ВВ, м; - плотность ВВ в патронах, кг/м3; kзап - коэффициент заполнения шпуров взрывчатым веществом (отношение длины заряда к общей длине шпура).

Согласно СНиП Ш-II-77 коэффициенты заполнения шпуров, заряженных патронированным ВВ, в выработках не опасных по взрыву газа или пыли следует принимать по табли-

це 5.18.

268

Таблица 5.18 Значение коэффициента заполнения шпуров

Диаметр

Коэффициент крепости пород по шкале

патрона ВВ,

 

М.М.Протодьяконова

мм

f=3-9

 

f=10-20

 

Горизонтальные и наклонные выработки

24, 28

0.35-0.7

0.75-0.85

32, 36

0.3-0.6

0.6-0.85

40

0.3-0.5

0.5-0.75

В выработках опасных по взрыву газа или пыли коэффициент заполнения берется в соответствии с правилами безо-

пасности. Можно принять: кзап = 0,4 для пород с f <5; кзап = 0,45 для пород с f =5-8; кзап = 0,5-0,6 для пород с f >8.

6.2 Выбор типа вруба

Приводится обоснование выбора типа вруба в соответствие с крепостью породы, ее структурой, размерами забоя и длиной заходки (см. таблицу 5.12).

6.3 Выбор схемы расположения шпуров в забое

Приводится обоснование схемы расположения шпуров в соответствии с расчетным количеством шпуров и выбранным врубом.

Выбирая схему расположения шпуров, вычерчивают в масштабе 1:25 или 1:50 сечение выработки, затем в центре выработки размещают врубовые шпуры в соответствии с выбранным врубом и нумеруют их.

После этого подсчитывается расстояние между шпурами (кроме врубовых) из выражения

а =

S

 

a вр

b вр

,

N

N вр

 

 

где авр, bвр – расстояние между устьями крайних врубовых шпуров соответственно по ширине и высоте вруба, м; Nвр – коли-

чество врубовых шпуров, шт.

Можно принять авр = ад n 2lшвр ctq α,

где ад – расстояние между донной частью врубовых шпуров (см. рис.5.107),м; n- число пар врубовых шпуров по вертикали, шт.

269

Аналогично можно определить в вр.

Если расстояние между шпурами окажется меньше допустимого по ЕПБ, то увеличивается кзап или принимается более мощное взрывчатое вещество.

Затем подсчитывается число оконтуривающих шпуров:

- при трапециевидной форме сечения выработки количест-

во оконтуривающих шпуров подсчитывается отдельно по почве (Nп), кровле (Nк) и боках выработки (Nб);

Nп=lп/а; Nк=lк/а; Nб= 2(h / а –2),

где lп и lк – соответственно ширина выработки по почве и по кровле, м; h – высота выработки,м.

- при сводчатой форме сечения выработки (прямоугольно-

сводчатой) подсчитывается число оконтуривающих шпуров по почве, а затем по контуру выработки (без учета шпуров по почве).

Nп=lп/а; Nк= Pк/а –2,

где Pк- длина линии контура поперечного сечения выработки (без почвы),м.

Pк =(2h +2,33 lп) - lп, м.

- при арочной форме сечения выработки подсчитывается число шпуров по почве, а затем по контуру выработки (без учета шпуров по почве).

Nп=lп/а; Nк= Pк/а –2.

Рк=πRк + 2(h – Rк),

где Rк –радиус кривизны арки вчерне,м.

При размещении оконтуривающих шпуров расстояние от центра шпура до стенки выработки должно быть 0.15-0.25 м, чтобы избежать перебора породы.

После размещения всем оконтуривающим шпурам присваивается порядковый номер.

В последнюю очередь размещают вспомогательные (предконтурные, отбойные) шпуры, учитывая, что они должны перекрыть площадь забоя, свободную от врубовых и оконтуривающих шпуров.

Число вспомогательных шпуров определяется из вы-

ражения

270

Nвсп = N – (Nвр + Nок).

При построении схемы расположения шпуров общее количество, найденное по формуле, можно корректировать и изменять, исходя из условий более целесообразного их размещения по забою.

7. Конструкция зарядов

Подсчитывается средняя масса шпурового заряда, кг

q ср

 

d 2 l ш k зап

, кг,

4 sin

 

 

 

 

 

где - угол наклона шпура к плоскости забоя, градус.

Если ВВ патронированное, то в соответствии с массой патрона ВВ определяется необходимое усредненное количество патронов на один шпур

n

q ср ,

q п

 

где qп - масса одного патрона, кг .

После этих расчетов составляется конструкция шпурового заряда. Рисуется шпур, указываются место размещения патро- на-боевика с учетом вида инициирования (первичного или вторичного), направления донышка детонатора, число патронов в шпуре или длина заряда рассыпного ВВ, длины шнура ДШ или зажигательной трубки, длина забойки.

Зная количество патронов в каждом шпуре, определяется общее количество патронов во всех шпурах, т.е. корректируется количество патронов в каждом шпуре с учетом того, что масса врубовых шпуров принимается большей, чем остальных (до 0.5 кг). Уточняется рисунок шпурового заряда.

Следует помнить, что масса шпурового заряда должна быть кратной массе патрона ВВ заводского изготовления. Запрещается резать или ломать патроны ВВ.

Подсчитывается уточненный расход ВВ с учетом скорректированного количества патронов ВВ в каждом шпуре

Q'зах n' qп ,

где Q'зах - уточненный расход ВВ, кг; n’ - общее количество

271

патронов в шпурах после корректировки, шт.

Подсчитывается уточненная масса шпурового заряда и сравнивается с расчетной величиной

q'ср QN'зах .≈ qср

Если ВВ непатронированное (рассыпное), то после расчета средней величины шпурового заряда из этого значения вычитается масса патрона боевика (0.15-0.2 кг). Затем оставшаяся часть шпурового заряда корректируется с учетом того, что масса врубовых шпуров принимается больше, чем всех остальных

(до 0.5 кг).

После этого, зная диаметр шпура, оставшуюся массу заряда и плотность патронирования рассыпного ВВ в шпуре, определяют длину шпурового заряда из выражения

 

 

4q вр( ок )

 

lзарвр( ок ) lпб

 

ср

 

,

d ш2

'

 

 

 

где lзарвр( ок ) - длина заряда оконтуривающих или врубовых шпуров, м; lпб - длина патрона-боевика, м; dш - диаметр шпура, м; qсрвр( ок ) - скорректированная величина шпурового заряда окон-

туривающих или врубовых шпуров, кг; ' - плотность патро-

нирования рассыпного ВВ в шпуре, кг/м . Принимается 800-900 кг/м3.

8 Выбор очередности взрывания и средств инициирования

Производится обоснование необходимости взрывания шпуров в определенной последовательности: врубовых, оконтуривающих, вспомогательных.

При этом замедление должно быть подобрано так, чтобы заряды следующей серии взрывались после того, как закончится разрушительное действие упругих волн, создаваемых первым взрывом, а движение пород в глубину массива находилось лишь в самом начале, когда газы взрыва еще не прорвались на-

272

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.