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
- Исходные данные……………………………………………………… 3
- 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
- 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.
tз = 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>Нкр в формулу подставляют критическую глубину ствола Нкр,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 QВВ, Qл, Qс), которое должно быть подано в забой, и коэффициенту утечек воздуха определяют подачу вентилятора.
, м3/мин
где: Qmax – максимальное значение количества воздуха,м3/мин. Для максимальной длины трубопровода и его диаметра определяют давление вентилятора.
, даПа
где: Qв - 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»