Курсовой проект по РГП 2011 рус
.pdf3 ВЫБОР ГЛУБИНЫ ШПУРОВ И ПОДСЧЕТ ВЗРЫВАЕМОЙ ПОРОДЫ
3.1 Выбор глубины шпуров Глубину оконтуривающих шпуров, т.е. длину проекции шпура
на ось выработки, можно принимать согласно СНиП-III-Б.9-69 [8] или по заданной скорости проходки выработки, т.е. по длине заходки.
а) Если в задании указано, что (глубину) длину оконтуривающего шпура нужно выбирать по СНиП-III-Б, то пользуются следующими данными:
По СНиП-III-Б в горизонтальных и наклонных выработках площадью сечения до 12 м2 в породах с:
f=1,5-3 — ℓШ =от 3,0 до 2,0 м;
f=4-6 — ℓШ =от 2,0 до 1,5 м; f=7-20 — ℓШ =от 1,8 до 1,2 м.
Большая глубина шпуров должна применяться в менее крепких породах.
Пример. Необходимо установить глубину оконтуривающих шпуров для пород с ƒ=2,5.
Разбиваем на равные части отрезок с начальным значением ƒ=1,5 и конечным значением ƒ=3.
Под ним размещаем отрезок такой же длины но с начальным значением 3м и конечным значением 2м.
ƒ=1,5 2,0 2,5 3,0
•_______•_______х_______•
ℓШ =3 2,75 2,5 2,25 2,0
•_____•______•__х__•_____•
Из рисунка устанавливаем, что при ƒ=2,5 глубина шпура должна быть примерно ℓШ= 2,3 м.
б) Если в задании указано, что длину оконтуривающего шпура нужно выбирать по заданной скорости проходки, то вначале определяется длина заходки по формуле:
11
l зах |
= |
|
VT |
ц |
, м, |
(4.1) |
|
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 су-
ток).
Затем глубина шпура определяется по формуле:
|
l ш |
= |
l |
зах |
, м |
(3.2) |
|
|
|
η |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
где η - коэффициент использования шпура (КИШ). |
|||||||
Значения КИШ даны в таблице 3.1. |
|
||||||
Таблица 3.1 |
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент использования шпура |
|
||||||
Площадь сече- |
|
|
Категория пород по ЕНВ-69 |
||||
ния |
|
VI-XIV |
|
|
XV-XVII |
XVIII-XX |
|
выработки, м2 |
|
Горизонтальные |
и наклонные |
выработки |
|||
1.8-2,0 |
|
0.75-0.73 |
0.70-0.68 |
0.67-0.65 |
|||
2.7-3.8 |
|
0.80-0.79 |
0.75-0.73 |
0.72-0.70 |
|||
4-6.4 |
|
0.85-0.83 |
0.80-0.78 |
0.75-0.73 |
|||
7.5 и более |
0.90 |
|
|
0.85 |
0.80 |
||
После выбора длины оконтуривающих шпуров выбирается длина врубовых шпуров, которая обычно принимается на 0,1-0,4 м больше остальных шпуров с соответствующим увеличением массы заряда [9]. Меньшее значение принимается для крепких пород.
3.2 Подсчет объема взрываемой породы Объем породы подсчитывается по формуле:
V зах = Sl зах , |
(3.3) |
где Vзах – объем породы, взрываемой за одну заходку, м3; S - площадь сечения выработки вчерне, м2;
lзах - длина заходки, м .
12
4 РАСЧЕТ РАСХОДА ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
Расчет расхода взрывчатых веществ проводится по так называемой объемной формуле [1]:
Q зах = qV зах , |
(4.1) |
где Qзах - расход ВВ на заходку, кг;
q - удельный расход ВВ на 1 м3 взрываемой горной массы в
целике.
Удельный расход ВВ определяется по формуле проф. Н.М.Покровского:
q = q 1 k Т k заж e , |
(4.2) |
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 4.1);
kТ - коэффициент текстуры породы (табл. 4.2); kзаж – коэффициент зажима взорванной породы;
e - величина, обратная коэффициенту работоспособности
ВВ;
e = |
380 |
(4.3) |
|
P , |
где Р - работоспособность применяемого ВВ, см3; 380 - работоспособность 62%-го динамита, который принят
Н.М.Покровским за эталонное ВВ.
13
Таблица 4.1 Нормальный удельный расход ВВ
|
Порода |
Коэффи- |
Значе- |
|
|
|
циент |
ние q1, |
|
|
|
крепости |
кг/м3 |
|
|
|
породы ƒ |
1.2-1.5 |
|
|
Очень крепкие кварцевые песчаники. Очень |
15-20 |
||
крепкие граниты и гнейсы. Базальт и другие |
|
|
|
|
кристаллические породы. Исключительные по |
|
|
|
|
крепости известняки, песчаники и доломиты. |
|
|
1.0-1.1 |
|
|
Плотные граниты, кварцевые песчаники, дио- |
10-14 |
||
риты. Мелкозернистые, монолитные песчани- |
|
|
|
|
ки и известняки, гнейсы. |
|
|
0.7-0.8 |
|
Некрепкий гранит, плотные песчаники и из- |
8-9 |
|
||
вестняки. Колчеданы, крепкие мраморы и |
|
|
|
|
доломиты |
|
|
0.4-0.6 |
|
|
Крепкие песчано-глинистые и песчанистые |
4-7 |
|
|
сланцы. Сланцевые и глинистые песчаники, |
|
|
|
|
Крепкие глинистые сланцы с включением |
|
|
|
|
колчедана. Мягкие песчаники и известняки |
|
|
0.2-0.3 |
|
|
Глинистые и углистые сланцы средней крепо- |
2-3 |
|
|
сти, плотный мергель. Слабые песчанистые |
|
|
|
|
сланцы |
|
|
0,15 |
|
|
Трещиноватые, разрыхленные известняки и |
2 |
|
|
доломиты. Слабые глинистые и углистые |
|
|
|
|
сланцы. Антрацит, крепкий каменный уголь |
|
|
|
|
|
Таблица 4.2 |
|
|
|
|
Коэффициент текстуры породы |
|
|
|
|
Порода |
|
|
kТ |
|
Вязкие, упругие пористые |
|
|
2.0 |
|
Дислоцированные с неправильным залеганием и мел- |
|
1.4 |
|
|
кой трещиноватостью; утечка газов через трещины |
|
|
|
|
Со сланцевым залеганием и меняющейся крепостью, с |
|
1.3 |
|
|
напластованием, перпендикулярным направлению |
|
|
|
|
шпура |
|
|
|
|
Массивные, плотные |
|
|
1.0 |
|
Мелкослоистые без утечки газов |
|
|
0.7-0.8 |
14
Коэффициент зажима породы характеризует положение взрываемой породы относительно обнаженной (открытой) поверхности. При одной открытой поверхности для любых выработок
Н.М.Покровский рекомендует принимать по формуле: |
||||
k заж |
= |
6 . 5 |
(4.4) |
|
S |
||||
|
|
|||
5 РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ШПУРОВ. КОНСТРУИРОВАНИЕ ВРУБА
5.1 Расчет количества шпуров
Согласно СНиП Ш-II-77 [9] общее количество шпуров для
всех видов выработок следует определять по формуле: |
||
N = 1.27 |
qSη |
(5.1) |
d 2 kзап |
, |
|
где N - общее число шпуров, шт;
d- диаметр патрона ВВ, м;
-плотность ВВ в патронах, кг/м3 (выбирается по технической характеристике ВВ);
kзап - коэффициент заполнения шпуров взрывчатым веществом (отношение длины заряда к общей длине шпура).
●В выработках не опасных по газу и пыли согласно СНиП Ш- II-77 коэффициенты заполнения шпуров, заряженных патронированным ВВ, следует принимать по табл. 5.1.
Таблица 5.1 Значение коэффициентов заполнения шпуров
Диаметр патрона |
Коэффициент крепости пород по шкале |
||
ВВ, мм |
|
М.М.Протодьяконова |
|
|
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 |
15
● В выработках опасных по газу и пыли коэффициент запол-
нения берется в соответствии с правилами безопасности. Можно принять для пород с:
f < 5 |
kзап =0,4; |
f = 6-8 |
kзап =0,45; |
f > 8 |
kзап =0,5-0,6. |
5.2Выбор типа вруба
Вэтом разделе приводится обоснование выбора типа вруба в соответствие с крепостью породы, ее структурой, размерами забоя
идлиной заходки. [1].
●Врубы с перпендикулярными шпурами применяются пре-
имущественно горизонтальных выработках небольшого сечения (3-7 м2) из-за сложности размещения оборудования для бурения наклонных шпуров, при маловязких породах различной крепости.
Втаких условиях получили распространение призматические и прямые врубы (прил.М).
●Врубы с наклонными шпурами (клиновые, пирамидальны и
др.) применяются в основном в выработках большого сечения (8- 10 м2) по породам различной крепости (прил.М).
5.3Проверка выполненных расчетов и принятых решений на
ЭВМ Составляется бланк-задание для выполнения расчетов на
ЭВМ. На ЭВМ кафедры ТТГР выполняются расчеты. Полученные значения сравниваются с выполненными ранее расчетами и делается вывод о совпадении или несовпадении результатов.
При необходимости принятые значения корректируются.
5.4Построение схемы расположения шпуров в забое
● Вначале вычерчивают в масштабе 1:25 или 1:50 сечение выработки в трех проекциях.
В центре на всех проекциях размещаются врубовые шпуры с указанием присвоенных им номеров.
Если выбран вруб с наклонными шпурами, то вначале на гори-
зонтальной проекции, на линии указывающей глубину врубовых
16
шпуров размечаются точки, обозначающие расстояние между донной частью врубовых шпуров (выбирается по характеристике вруба, прил. М).
Затем из этих точек под углом, указанным в характеристике вруба (прил.М) проводятся оси врубовых шпуров.
Полученные на горизонтальной плоскости расстояния между устьями врубовых шпуров переносятся на основную проекцию.
Таким же образом устанавливаются расстояния между устьями врубовых шпуров на вертикальной проекции.
● Подсчитывается среднее расстояние между оконтуривающими шпурами. Если выработка горизонтальная или наклонная, то расстояние между оконтуривающими шпурами определяется из выражения:
a ср = |
k зап π d 2 |
. |
|
4 q |
|||
|
|
● На всех проекциях выработки размещаются оконтуривающие шпуры, придерживаясь следующего порядка:
При тапециевидной форме сечения
1.На фронтальной проекции, вычерченной в масштабе 1:25 или 1:50 в левом нижнем углу на расстоянии в = с =0,15 - 0,2м намечаем шпур.
2.От намеченного шпура проводим линии, параллельные бокам, кровле и почве выработки.
17
3. Подсчитываем до 2-го знака после запятой ориентировочное количество шпуров по почве Nп и кровле Nкр:
Nп = lп − 2в |
+ 1, |
Nк р = lк р − 2в |
+ 1. |
а |
|
а |
|
ср |
|
ср |
|
4.Округляем значения полученные значения Nп и Nкр до целого числа.
5.Корректируем среднее расстояние между оконтуривающими шпурами по почве аср п и кровле аср кр:
аср п= |
lп− 2в |
, аср кр= |
lк р− 2в . |
|
Nп− 1 |
|
Nк р− 1 |
6. Распределяем по линиям, проведенным на расстоянии в и с параллельно почве и кровле выработки оконтуривающие шпуры
на расстоянии аср п и аср кр друг от друга.
7. Подсчитываем до 2-го знака после запятой ориентировочное количество шпуров по боку выработки:
Nб= h − 2c + 1. a
8. Корректируем расстояние между шпурами по боку вырабо-
тки:
аср б = h − 2c .
Nб − 1
9. Распределяем по линиям, проведенным на расстоянии в и с
параллельно бокам выработки шпуры на расстоянии аср б друг от друга.
18
При прямоугольно-сводчатой форме сечения
1.В левом нижнем углу на расстоянии в и с намечаем шпур.
2.От намеченного шпура на расстоянии в и с проводим линию, параллельную контуру выработки.
3.Подсчитываем до 2-го знака после запятой ориентировочное количество шпуров по почве выработки Nп:
Nп = lп − 2в + 1.
а
4.Округляем значения Nп до целого числа.
5.Корректируем расстояние между шпурами аср п по почве:
аср п = lп− 2в
Nп− 1
6. Подсчитываем до 2-го знака после запятой ориентировочное количество шпуров по контуру Nкон выработки:
Nкон= Рконa − 1,
Ркон =/2 (h – c - в) + 2,33 (lп - 2в)/ - (lп - 2в).
7.Округляем значения Nкон до целого числа.
8.Корректируем расстояние между шпурами по контуру выработки:
аср кон = NкРконон+ 1 .
19
9. Распределяем по линии, проведенной параллельно контуру выработки шпуры на расстоянии аср кон друг от друга.
Все шпуры должны располагаться равномерно (на одинаковом расстоянии по контуру выработки).
Обязательно должны быть шпуры в углах выработки. Допускается отличие размеров между шпурами по почве и по
кровле выработки.
После размещения всем оконтуривающим шпурам присваивается порядковый номер.
● В последнюю очередь размещают вспомогательные (отбойные) шпуры, учитывая, что они должны перекрыть площадь забоя, свободную от врубовых и оконтуривающих шпуров.
Определяется примерное количество вспомогательных шпуров.
При трапецевидной форме выработки:
N всп = N − ( N ВР + N П + N К + N б )
При прямоугольно-сводчатой форме выработки:
N всп = N − ( N ВР + N П + N К ) .
На всех проекциях размещаются вспомогательные шпуры в 1 или 2 ряда (равномерно заполняя пространство забоя, не занятое другими шпурами), ориентируясь на величину аср.
Все шпуры нумеруются.
●На вертикальной проекции указываются размеры между почвой и рядами шпуров (или отдельным шпуром).
●На горизонтальной проекции указываются размеры между осевой линией и рядами шпуров (или отдельным шпуром).
●Образец выполнения схемы расположения шпуров и данных
ошпурах приведен ниже.
20