3. Бурение шпуров 10. Содержание

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего

Профессионального образования

Петрозаводский государственный университет

Кольский филиал

Кафедра: горного дела и обогащения

Расчётно-графическая работа.

По дисциплине: «Проходка горных выработок».

Тема: «Строительство вертикальных стволов».

Вариант №3

Автор: студент гр. ПРМПИ ___________ Гапонов А.А.

(шифр) (подпись) (Ф.И.О.)

Оценка: ________________

Дата: ________________

Проверил

Руководитель проекта: __ ст. пр.__ ___________ Пак А.К.

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Апатиты

Содержание

1. Исходные данные……………………………………………………… 3
2. Расчет параметров БВР……………………………………………….. 4

2.1. Выбор взрывчатого вещества и средств взрывания…………………………. 4

2.2. Конструкция заряда……………………………………………………………. 5

2.3. Длина заходки, КИШ, и глубину шпура……………………………………... 6

2.4. Объем породы, взрываемой за одну заходку………………………………… 6

2.5. Удельный расход ВВ…………………………………………………………... 6

2.6. Общий расход ВВ на цикл……………………………………………………. 6

2.7. Общее число шпуров на цикл……………………………………………....... 7

2.8. Средняя масса шпурового заряда…………………………………………….. 7

2.9. Тип вруба и схема расположения шпуров…………………………………… 7

3. Бурение шпуров……………………………………………………......10

3.1. Бурение шпуров ручными перфораторами……………………………. 10

3.2. Организация работ по бурению, заряжанию и взрыванию шпуров…. 11

4. Проветривание стволов………………………………………………..12

5. Выбор вентилятора…………………………………………………….13

6. Сечение вертикального ствола……………………………………...... 15

1. Список используемой литературы…………………………………………. 16

1. Исходные данные:

Задание: Определить сечение вертикального ствола, рассчитать параметры БВР и параметры проветривания, выбрать вентиляционное оборудование.

Данные:

• Коэффициент крепости пород: 12-15
• Материал крепи: бетон
• Толщина крепи: 250м.
• Оборудование: два скипа ёмкостью 15 м (габариты скипа 2230*1440мм) и скип ёмкостью 9.5 м (габариты скипа 1400*1700мм)

2. Расчет параметров БВР:

2.1. Выбор взрывчатого вещества и средств взрывания:

1. При крепости пород f >10 работоспособность рекомендуемого ВВ должна составлять 400-600 см³ и более.

В стволах шахт не опасных по газу или пыли, в крепких (f>8), трудновзрываемых породах применяют непредохранительные ВВ II класса: скальный аммонит №1, аммонал скальный №3, детонит М; в породах средней крепости (f=6÷8) – аммонит 6ЖВ, динафталит-200. Эти ВВ можно применять в обводненных забоях.

Выбор ВВ:

Наименование ВВ	Плотность ВВ в патронах, г/см3	Работоспособность, см3	Скорость детонации, км/с	Вид упаковки
ВВ применяемые в забоях не опасных по газу или пыли
Аммонал скальный №1	1,431–,58	450–480	6,0–6,5	Патроны диаметром 36, 45, 60, 90 мм

Выбираем патрон диаметром 36 мм. Следовательно, диаметр буровой коронки равен 40 мм.

При проходке стволов шахт взрывание можно производить электрическим способом, детонирующим шнуром или системой СИНВ-Ш.

В стволах не опасных по газу и пыли, применяют непредохранительные электродетонаторы: мгновенного действия ЗД-8-Э, ЭД-8-Ж, ЗД-I-8-Т и короткозамедленного действия ЭД-КЗ с замедлением 25; 50; 75; 100; 150 и 250 мс.

2.2. Конструкция заряда:

При проходке стволов рекомендуется применять колонковую конструкцию зарядов, при которой патроны ВВ располагают вплотную друг к другу.

Обратное инициирование требует применения электродетонаторов с большей длиной провода, чем при прямом инициировании. Поставка электродетонаторов с длиной проводов, большей, чем стандартная (2м), согласовывается с заводом-изготовителем и может быть до 4,5м.

Рис. Конструкция заряда шпура

с обратным инициированием;

1 – патрон-боевик; 2 – патрон ВВ; 3 - забойка

При обратном инициировании энергия взрыва используется более эффективно, так как разрушение начинается в глубине массива пород и направленно к плоскости обнажения (забою).

Пространство от последнего патрона до устья шпура заполняется забойкой, которую производят гранулированным шлаком, крупнозернистым песком или пыжами (смесь глины с песком в соотношении 1:3). По мере заполнения шпуров забойку периодически уплотняют.

Длина забойки в шпуре нормирована коэффициентом заполнения шпура: при крепости пород f =10-20 и диаметре патрона = 36 мм, значение коэффициента заполнения шпура = 0,7-0,75.

2.3. Длина заходки, КИШ, и глубину шпура:

Принимаем глубину шпура равную 3 м.

Коэффициент использования шпура = 0,9.

Тогда длина заходки l _зах = l _шп ∙ η = 3 ∙ 0,9 = 2,7 (м)

2.4. Объем породы, взрываемой за одну заходку:

(м³)

2.5. Удельный расход ВВ:

, кг/м³

(кг/м³)

Нормальный удельный расход ВВ при проходке вертикальных стволов примем по табличным значениям:

f	12-15
q1, кг/м3	1,3-1,5

Значения коэффициента зажимапород f₁:

Породы	f1
Массивно хрупкие, плотные породы	1,3

(кг/м³)

2.6. Общий расход ВВ на цикл:

(кг)

2.7. Общее число шпуров на цикл:

(шт.)

2.8. Средняя масса шпурового заряда:

(кг)

2.9. Тип вруба и схема расположения шпуров:

Тип вруба выбирают в соответствии с крепостью породы, ее текстурой, размерами и конфигурацией забоя и длиной заходки.

Будем применять конический вруб. Вруб образуется шпурами (8шт.), которые бурят по окружности диаметром 2 м под углом 70-80⁰ к плоскости забоя. В центре забоя ствола бурят шпур глубиной 0,8-1,2м, который или заряжают уменьшенным зарядом, или оставляют незаряженным.

Отбойные (вспомогательные) шпуры предназначены для разрушения до определенной фракции основной массы породы. Их располагают по одной – четырем концентрическим окружностям вертикально или наклонно.

Число окружностей расположения отбойных шпуров:

где С- расстояние между породной стенкой и оконтуривающим шпуром, 0,2 м;

W- расстояние между отбойными окружностями,

W= = =0,6 (м)

где P₁ – вместимость 1 м шпура, P₁= 0,41

Диаметр окружности расположения оконтуривающих шпуров.

(м)

при размещении отбойных шпуров по двум окружностям

(м)

(м)

Глубину отбойных и оконтуривающих шпуров принимают равной средней расчетной глубине, врубовые шпуры бурят на 10-30см длиннее средней глубины. В породах с f≥10 – должен выходить за проектный контур на 100-150мм. Врубовые шпуры заряжают зарядами на 15-20% больше средних.

Табл. Параметры буровзрывных работ

№ шпуров	Наименование шпуров	Глубина шпура, м	Угол наклона шпура, градус	Масса заряда, кг	Кзап	Замедление, мс
шпура	всего
	врубовый	1,2		0,8	0,8	-
2-9	врубовые	3,2		2,12	16,96	0,7
10-24	отбойные			1,65	23,1	0,6
25-40	отбойные			1,65	24,75	0,6
41-56	оконтуривающие			2,25	33,4	0,6
	всего

Схема расположения шпуров:

3. Бурение шпуров:

При выборе оборудования для бурения шпуров учитывают следующий факторы: физико-механические свойства пересекаемых пород; техническое оснащение ствола проходческим оборудованием; технологическую схему строительства стволов, их диаметр, глубину; организацию работ буровзрывного комплекса.

При строительстве стволов шпуры бурят ручными бурильными машинами ударно-поворотного действия (перфораторами) и бурильными установками.

3.1. Бурение шпуров ручными перфораторами:

Число перфораторов одновременно работающих в забое:

(шт)

(дополнительно 2-3 резервных перфоратора)

Эксплуатационная производительность бурения шпуров.

(м/ч)

Техническая характеристика ручных перфораторов

Показатели	Перфораторы
ПП54В, ПП54ВБ	ПП63В, ПП63ВБ, ПП63П
Диаметр шпуров, мм	40-46	40-46
Глубина бурения, м
Энергия удара, Дж		63;74
Частота ударов, мин-1
Расход воздуха, м3 / мин	3,6	3,4
Масса в сборе с виброгасителем, кг	31,5

3.2. Организация работ по бурению, заряжанию и взрыванию шпуров:

Продолжительность заряжания и взрывания шпуров.

t_з = 4+1,1 l _ш = 4+1,1∙3 = 7,3 (мин)

(мин)

(мин)

Полная продолжительность буровзрывных работ с учетом подготовительно-заключительных операций.

мин

Продолжительность подготовительно-заключительных операций, мин

спуск, подъем и выдача бурового оборудования: для ручных бурильных машин	10-25
спуск, выгрузка ВВ и забойки	10-15
подъем оборудования на взрывобезопасную высоту и выезд смены: для погрузочных машин с механическим вождением грейфера	15-20
проветривание	15-30
спуск оборудования и приведение забоя в безопасное состояние	30-60

4. Проветривание стволов:

Расчет параметров проветривания.

Расход воздуха для проветривания определяют по: ядовитым газам, выделяющимся при взрыве ВВ; наибольшему числу работающих в стволе людей; минимально допустимой скорости движения воздуха.

1. Расход воздуха по ядовитым газам от ВВ:

(м³/мин)

При Н>Н_кр в формулу подставляют критическую глубину ствола Н_кр,Э которую определяют по формуле:

(м)

(kμ)

2. Расход воздуха по наибольшему числу людей:

(м³/мин)

3. Расход воздуха по минимально допустимой скорости его движения.

(м³/мин)

5. Выбор вентилятора:

По количеству воздуха (максимальному из всех трех полученных значений Q_ВВ, Q_л, Q_с), которое должно быть подано в забой, и коэффициенту утечек воздуха определяют подачу вентилятора.

, м³/мин

где: Q_max – максимальное значение количества воздуха,м³/мин. Для максимальной длины трубопровода и его диаметра определяют давление вентилятора.

, даПа

где: Q_в - подача вентилятора, м³/с.

Техническая характеристика центробежного вентилятора:

Показатели	ВЦПД-8
Диаметр рабочего колеса, м	0.8
Производительность, м3/сек	5.0-22.0
Давление, даПа	250-920
Частота вращения колеса, мин-1
Мощность двигателя, кВт
Габариты, мм:
длина
ширина
высота
Масса, кг
КПД (максимальный)	0.85

Вентиляторы устанавливают в здании или под навесом на бетонных фундаментах на расстоянии не менее 20м от ствола. Продолжительность проветривания после взрыва не должна превышать 30мин. В зимнее время воздух, подаваемый в ствол, пропускают через калорифер для подогрева до температуры не ниже 2⁰ С.

Вентиляционные ставы труб в стволах подвешивают на канатах или крепят в постоянной крепи ствола и расстрелам жестко.

Схема проветривания забоя:

6. Сечение вертикального ствола:

7. Список используемой литературы:

1. Смирняков В. В., Вихарев В. И., Очкурев В. И. Технология строительства горных предприятий: Учебник для вузов. - М.: Недра, 1989. - 573 с.: ил.

2. Насонов И. Д., Федюкин В. А., Шуплик М. Н. Технология строительства подземных сооружений. Учебник для вузов в 3-х частях. Ч.I. - М., Недра, 1983.

3. Насонов И. Д., Федюкин В. А., Шуплик М. Н. Технология строительства подземных сооружений. Учебник для вузов в 3-х частях. Ч.III. - М., Недра, 1992.

4.Курс лекций по дисциплине «Строительство и реконструкция горных предприятий»