2 Подготовка горных пород к выемке

2.1 Выбор бурового станка

Тип бурового станка выбирают исходя из технологических свойств вскрышных пород и обеспечения их рациональной степени взрывного дробления. Такую степень взрывного дробления в зависимости от вместимости ковша экскаватора и категории пород по блочности достигается при транспортной технологии разработки принением определенных диаметров скважин. Определим средний диаметр естественной отдельности в массиве для нахождения по табл. 1.5 категории пород по блочности.

где d_e – средний диаметр естественной отдельности, м; σ_сж – прочность сжимающих пород (G_сж=61), МПа.

(м)

Выбор категории пород по блочности

Категория пород по блочности III, т.к. d_e находится в пределах 1,2 1,6.

Таблица 1.2 [1] Выписка к определению категории вскрышных пород по блочности

Сопротивляемость пород взрыву	Категория пород по блочности	Блочность пород	Свойства пород
			de, м	Gсж, м
Средней взрываемости	III	крупноблочные	1,2÷1,6	60÷80

Имея экскаватор ЭКГ-5А с вместимостью ковша E=5 м³ и III категории пород по блочности из табл. 2.1 определим диаметр скважин

Таблица 2.1 [1] Рациональные значения диаметров скважин

Вместимость ковша, м3	Диаметр скважин, м
	Категория пород по блочности
	III
Транспортная технология
4-5	0,160-0,216

Так как породы являются крупноблочными, то (по табл. 2.1) из интервала диаметров скважин (0,160-0,216) выбираем и бурим скважины большим диаметром, т.е. d=0,160 (м) и углом наклона скважин 75˚.

По таблице 2.2 выбираю тип бурового станка.

Таблица 2.2 [1] Технологическая характеристика бурового станка

Тип бурового станка	Предел прочности буримых пород на сжатие, МПа	Диаметр скважин, м	Глубина бурения, м	Угол наклона скважины к горизонту, град
СБШ-160/200-40	60-180	320	36	60;75;90

Для пробуривания скважин диаметром 0,16 м принимаю буровой станок марки СБШ-160/200-40.

2.2 Выбор взрывчатых материалов

В соответствии с «Перечнем взрывчатых материалов, оборудования и приборов взрывного дела, допущенных Госгортехнадзором России к постоянному применению», гидротехнологическими свойствами взрываемых пород (высота столба воды в скважине h_в=3,1 метров) принимаю тип ВВ – Граммонит 50/50 и средства взрывания, технологическая характеристика которых приведена в таблице 2.5, а характеристика ВВ в таблице 2.4.

Таблица 2.3 Тип ВВ, рекомендуемый для применения на открытых работах

Высота столба воды в скважине, м	Предел прочности пород на сжатие, МПа	ВВ на прикарьерных пунктах и передвижных установках
3,1	До 120	Граммонит 50/50

Таблица 2.4 Переводной коэффициент и плотность ВВ

Тип ВВ	Переводной коэффициент Квв	Плотность ВВ qвв кг/м	Пвв
Граммонит 50/50	1,11	900	1,11

По таблице 2.5 [1] выбираю средства инициирования ВВ.

Таблица 2.5 Средства инициирования зарядов ВВ

Наименование изделия	Условия применения, назначение
Огнепроводный шнур ОШП	В сухих и обводненных скважинах для инициирования КД
Капсюль-детонатор 8С в бумажной оболочке	Для инициирования ДШ, ДП и боевиков (ПД)
Пиротехнические реле-замедлители РП-8М	Для миллисекундного замедления при использовании ДШ
Детонирующий шнур ДШВ	В сухих скважинах для инициирования боевиков (ПД)
Промежуточные детонаторы Т-400Г	Обводненные и сухие скважины для инициирования ВВ

2.3 Обоснование проектной величины удельного расхода ВВ

Рациональную степень взрывного дробления при транспортной технологии определяю по формуле:

где Z_р – рациональная степень взрывного дробления пород;

Пвв – показатель относительной эффективности ВВ

=1+1,22² (5^0,25+1,11)^-1=1,56, м

Удельный расход ВВ обеспечивающий Z_p определяю по формуле:

где q – удельный расход ВВ, кг/м³;

d – диаметр скважин (d=0,16), м.

кг/м³

Величину проектного удельного расхода ВВ определяют с учётом обводнённости пород:

где q_пр – проектный удельный расход ВВ, кг/м³;

h_в – высота воды в скважине, м;

H – высота уступа, м;

Высоту уступа определяю из выражения:

где Н_ч^тах – максимальная высота черпания (Н_ч^тах=10,3), м.

(м)

Для обеспечения оптимальной высоты развала, а также с учётом рекомендаций по безопасности, принимаю высоту уступа H = 12 метров.

2.4 Расчет параметров расположения скважинных зарядов ВВ

К основным параметрам расположения скваженных зарядов относят длину скважин ( ), величину перебура ( ), конструкцию заряда, длину забойки (L_заб), и заряда ВВ (L_вв), массу заряда ВВ в скважине (Q_скв), расстояние между скважинами (a) и рядами скважин (b), линию сопротивления по подошве уступа (W) и число рядов (n) скважин в заходке.

Так как имеем породы III категории по блочности, то принимаем β=75˚.

Длину скважины определяю по формуле:

где L – длина скважины, м;

- угол наклона скважины к горизонту ( =75⁰), град;

L_П – длина перебура, м.

3 м

, м

Минимальную длину забойки при ведении взрывных работ с перебуром определяю по формуле:

где L_заб – длина забойки, м;

Длину колонки заряда ВВ определяю по формуле:

13,008-2,974=10,04(м)

Массу скважинного заряда определяю по формуле:

(кг/ м)

(кг)

Для зарядов ВВ, рассредоточенных воздушными промежутками, суммарная длина интервалов рассредоточенная составляет:

(м)

Длину отдельного воздушного промежутка определяю по формуле:

(м)

Количество интервалов рассредоточения определяю как целую часть отношения:

(м)

Принимаю количество воздушных промежутков равное n_p=1 так это целая часть.

Для рассредоточенных зарядов длины забойки и колонки ВВ определяю по формуле:

где L_заб.р – длина забойки, м;

L_вв.р – длина колонки заряда ВВ, м.

Так как n_p=1, то = .

( м)

(м)

Длины верхней и нижней части колонки заряда ВВ определяю по формуле:

где L_вв.р.в , L_вв.р.н – длина соответственно верхней и нижней части колонки заряда ВВ, м;

(м); (м)

Масса рассредоточенного заряда ВВ в скважине составит:

(кг)

(кг)

Масса верхней и нижней части рассчитывается по выражениям:

(кг)

(кг)

(кг)

(кг)

Для зарядов сплошной конструкции размеры сетки скважин принимаются из условия равномерного размещения ВВ с проектной величиной удельного расхода q_пр. При применении зарядов с воздушными промежутками правомочны 2 случая.

1.Если сохраняются размеры сетки скважин и качество дробления, т.е.

S=S_p, d_{ср р}= d_ср

Где S,S_p- площадь сетки расположения скважин; d_{ср р,} d_ср- качество дробления пород

q_{пр р}= q_пр(1-

Качество дробления пород при этом остается неизменным за счет изменения передачи энергии взрыва массиву.

2.Если же удельный расход ВВ сохраняется путем сближения скважин, т.е.

S>S_p, d_{ср р}= d_ср

то достигается улучшение качества дробления пород, которое определяется из вырожений

(м)

Принимаем второй случай, т.е. удельный расход ВВ сохраняется путем сближения скважин.

иния сопротивления по подошве уступа при наклонном расположение скважин равна:

3,72 2

W_б - линия сопротивления по подошве уступа по условиям обеспечения безопасности бурения первого ряда скважин, м; - минимальное допустимое расстояние от верхней бровки уступа до ближайшей точки опоры бурового станка

, м

(м)

3,72<W=b≤6,3

Ширина буровзрывной заходки:

где R_чу- наибольший радиус черпания на горизонте установки экскаватора, м

Принимаем b=4,6 метров, тогда число рядов скважин будет изменяться в пределах:

3,72<4,6≤6,3 (условие выполняется)

Так как число рядов скважин лежит в пределах (2,94-3,34) шт, то принимаем n=3.

Тогда ширина буровзрывной заходки при n=3:

А расстояние между скважинами в ряду:

м

где h_п – высота перебура, м;

м

8,9 больше 4,6, то есть условие a≥b выполняется.

Окончательно принимаем: Wн=4,6 (м); n=3 шт.

a×b=8,9×4,6; Абвр=13,8 (м).

Принимаю шахматную сетку скважин, так как угол между направлением максимальной скорости упругой волны в массиве и линией откоса уступа равен 65 градусов (из задания).