Характеристика горных пород и проходимой выработки

Задачи проектирования

Начальным процессом технологии добычи скальных пород является отделение их от массива и дробления на куски предельных размеров. В настоящее время универсальным и практически единственным высокоэффективным способом подготовки скальных пород к выемке является разрушение пород энергией взрыва.

В общем технологическом комплексе производственных процессов горного предприятия буровзрывные работы предопределяют производительность погрузочно-транспортного оборудования и в конечном итоге себестоимость добываемой продукции.

В настоящее время трудоемкость буровзрывных работ весьма высока и составляет 20-40 % при добыче полезного ископаемого и 30-60 % при проходке выработок.

Основной задачей данного курсового проекта является расчет параметров БВР и составление паспорта буровзрывных работ на проходку штрека.

Характеристика горных пород и проходимой выработки

При производстве буровзрывных работ учитываются горнотехнические условия рудника, основными из которых являются свойства взрываемых пород. Горнотехнические свойства горных пород характеризуют: крепость, буримость, абразивность, взрываемость, дробимость, твердость и трещиноватость. В этих свойствах отражается совокупность многих характеристик пород и породных массивов, проявляющихся во взаимодействии с техническими средствами, используемых при горных работах и определяющих эффективность разрушения пород.

Проходка штрека происходит по известнякам, с коэффициентом крепости f=8. Породы дислоцированные, неправильного залегания. По степени буримости и взрываемости относятся к средневзрываемым и имеют категорию по буримости IY. Обводненность пород составляет 1.9 м³/ч.

Известняк - осадочная порода, сложенная преимущественно карбонатом кальция — кальцитом. Благодаря широкому распространению, легкости обработки и химическим свойствам известняк добывается и используется в большей степени, чем другие породы, уступая только песчано-гравийным отложениям. Известняки бывают разных цветов, включая черный, но чаще всего встречаются породы белого, серого цвета или имеющие коричневатый оттенок. Объемная плотность 2, 2-2, 7. Это мягкая порода, легко царапающаяся лезвием ножа. Известняки бурно вскипают при взаимодействии с разбавленной кислотой. В соответствии со своим осадочным происхождением имеют слоистое строение. Чистый известняк состоит только из кальцита (редко с небольшим содержанием другой формы карбоната кальция — арагонита). Присутствуют и примеси. Двойной карбонат кальция и магния — доломит — обычно содержится в переменных количествах, и возможны все переходы между известняком, доломитовым известняком и горной породой доломитом. В процессе отложения известняка водой привносятся также глинистые частицы, порода становится глинистой, стираются четкие границы между известняком, глинистым известняком и глинистым сланцем.

Штрек, горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая выхода на поверхность и расположенная по простиранию месторождения полезного ископаемого. Различают главный, откаточный, этажный, транспортный, вентиляционный и др. Используется для транспорта, вентиляции, передвижения людей, водоотлива, прокладки линий связи и электрокабелей. Выработка не опасная по газу и пыли.

Горизонтальные выработки имеют небольшой уклон, в сторону устья, что позволяет направлять движение воды от забоя в сторону устья по водоотводной канавке.

Откаточный штрек оборудуют следующими коммуникациями: трубопроводами воды, трубопроводами сжатого воздуха, электричеством, троллеями, рельсовыми путями и так же иногда применяют сигнализацию.

Форма поперечного сечения штрека задана трапециевидная ( Рис.1 ).. Иногда в горных выработках проявляются различные деформаций, связанные с перераспределением напряжений вокруг них, и в связи с чем выработка может начать обрушаться. Для этого применяют конструкций, так называемые крепи, которые позволяют продлевать срок службы выработки на более продолжительное время.

Различают поперечное сечение в свету, в проходке и вчерне, или проектное сечение. Площадь поперечного сечения, ограниченная внутренним контуром крепи, называется сечением в свету, а ограниченная проходным контуром проведенной выработки – сечением в проходке.

Основные размеры поперечного сечения штрека

Типоразмер сечения	b₁, мм	b₂, мм	h, мм	Площадь сечения выработки S, м²
Т-8, 4				8.4

Рис.1 Форма и размеры поперечного сечения штрека

Выбор типа ВВ и СВ

Выбор типа ВВ осуществляется с учетом решаемых задач и условий ведения взрывных работ. Применяемые ВВ должны обеспечивать безопасность труда и минимальную стоимость не только взрывных работ, но и всех последующих операций горного цикла.

Широкое применение получили смесевые ВВ, основной частью которых является аммиачная селитра. Это объясняется, прежде всего, доступностью исходного сырья, а также простотой и безопасностью технологии его получения и переработки.

Промышленные взрывчатые вещества на основе аммиачной селитры представляют собой механические смеси аммиачной селитры с другими ВВ или с горючими невзрывчатыми веществами. Во взрывчатых веществах этой группы она выполняет роль окислителя. ВВ на основе аммиачной селитры безопасны в обращении, поддаются различным видам технологической обработки, имеют низкую стоимость.

ВВ на основе аммиачной селитры делятся на несколько групп: аммоналы, граммоналы, аммониты, граммониты, гранулиты, динамоны, игданиты, водонаполненные.

Наиболее распространённым ВВ является аммонит 6ЖВ, который принимают за эталон при сравнительной оценке взрывчатых свойств ВВ. Индекс аммонита означает: ЖВ – марка водоустойчивой селитры.

Выбираем аммонит6ЖВ в качестве типа ВВ.

Характеристика аммонит 6-ЖВ

(4, стр112)

Работоспособность, см³	360-380
Плотность, г/см³	1-1, 2
Материал гильзы патрона	Бумага, полиэтилен
Размеры патрона ВВ:
Длина, мм
Диаметр, мм
Масса, кг	0, 25
Теплота взрыва, кДж/кг
Кислородный баланс, %	- 0, 53
Скорость детонации, км/с	3, 6-4, 8
Критический диаметр, мм	10-13
Чувствительность к удару, % Объем газов л/кг	16-32

Аммонит 6-ЖВ – бинарная смесь аммиачной селитры и тротила – является эталонным ВВ.

Промышленные ВВ выпускаются в патронированном и в непатронированном виде.

Патроны ВВ имеют цилиндрическую форму, диаметр и массу их принимают в зависимости от диаметра шпуров или скважин. Для льющихся ВВ в качестве оболочки могут быть использованы полиэтиленовые ампулы. Патронирование ВВ производится на заводе-изготовителе.

При транспортировании и хранении патроны ВВ упаковывают в деревянные ящики, а непатронированные (россыпные) ВВ укладывают в бумажные или полиэтиленовые мешки.

ЭД имеют концевые провода длиной от 1 до 4 м.

В качестве СВ выбираем электродетонаторы типа ЭД-8-Ж, ЭД-КЗ имеющие следующие характеристики:

Параметры электродетонаторов	Марка электродетонаторов
ЭД-8-Ж	ЭД-КЗ
Материал мостика накаливания и его диаметр, мм	Нихром d=0.03	Нихром d=0.03
Наружный диаметр, мм	7, 2	7, 2
Длина электродетонатора, мм	50-60
Сопротивление электродетонаторов с медными выводными проводниками длиной 24 м, Ом	1, 6-3, 8
Время замедления, мс		25, 50, 75, 100, 150, 250
Номера серий замедления		1-6
Время срабатывания, мс		2-4, 2
Импульс воспламенения, мсА²		0, 6-2, 8

Расчет параметров БВР

Для определения общего расхода ВВ на проектную величину подвигания забоя необходимо определить удельный расход ВВ, глубину шпуров.

Глубина шпуров, исходя из заданной скорости проведения выработки

м [метод. указания]

Где v – заданная скорость проходки выработки;

Т_ц – продолжительность цикла, час;

m - число рабочих часов в сутках;

t_р – число рабочих суток в месяц(при 5-ти дневной рабочей недели-22; при 6-ти дневной -26);

h - КИШ. h=0.85

Удельный расход ВВ определяем по формуле профессора Н.М.Покровского:

[метод.указания]

Где е – работоспособность ВВ;

К_зп - коэффициент зажима породы;

к_сп- коэффициент структуры породы;

q₁ – удельный заряд условного ВВ, кг/м³;

q_1=0.8т.к. f=8 [метод. указания]

кг/м³

[метод. указания]

Где S=8.4м²

Количество ВВ на расчетную величину подвигания забоя

кг [метод.указания]

Где q_ВВ – удельный расход ВВ, кг/м³;

S – проектная площадь сечения, м²;

l_шп – глубина шпуров, м;

η - КИШ

Число шпуров на забой определяем по формуле Н.М.Покровского:

шт. [метод.указ-ия]

Где j – весовое количество ВВ, приходящееся на единицу длины шпура, кг/м; (0.7-0.9) [метод указания]

q – удельный расход ВВ, кг/м³;

- проектная площадь сечения забоя, м²;

Кз - коэффициент заполнения шпура; (0.7-0.85) [метод указания]

Количество врубовых шпуров определяют по формуле:

где h – высота вруба, (0.4м)

- расстояние между парами сходящихся шпуров(0.4м) [мет. указания]

P=11870

Рациональное расстояние между шпурами – 0.85

11870: 0.85=15ок

Количество вспомогательных шпуров:

25-15-4=6всп.

Расчет электровзрывной сети

Составим принципиальную схему соединения ЭД(Рис.7).

Рис. 7 Схема последовательной взрывной сети

мм²

Общее сопротивления электровзрывной сети:

R_{м –}сопротивление магистральных проводов;

R_с– сопротивление соединительных проводов;

R_эд – сопротивление ЭД;

N – число ЭД.

Сопротивление проводов:

_-удельное сопротивление материала провода, ;

l – длина провода, м;

S – сечение провода, мм².

Удельные сопротивления:

Медь = 0, 0175;

Алюминий = 0, 03 .

Сила тока в цепи:

I – величина тока поступающего в ЭД, А;

U – напряжение источника тока, В;

Для соединительных проводов берутся марки ССП-1с площадью сечения жилы 0, 5 мм².

Для магистральных - провода ВМВс сечением жилы 1.13 мм²

Длина магистральной линии

R_без– безопасное расстояние опасной зоны –280 м;

Длина соединительных проводов

Сопротивление магистральных проводов:

Сопротивление соединительных проводов:

Общее сопротивление электровзрывной цепи:

U=600 B

Условие безотказности взрыва При постоянном токе =1А, а следовательно условие соблюдено и данную схему соединения можно применить, т.к. .

Параметры БВР

. Расчетные показатели взрыва:

1. КИШ- 0, 85;

2. продвигание забоя за один взрыв – 1, 61 м;

3. объем отбиваемой горной массы – 13.56 м³

4. Расход взрывчатых материалов:

Расход ВВ на 1 цикл – 29.8кг

расход ЭД – 25 шт

5. Общий объем буровых работ –48, 7 шп× м

6. Удельный расход ВВ - 2, 2 кг/м³

7. Удельный расход ЭД –1.85 шт/м³

8. Удельный расход шпурометров - 3.6 шп× м/м³

9. Тип вруба: вертикальный клиновый

Меры безопасности

1. Место укрытия взрывника: 150 м в смежной выработке

2. Перед опасной зоной выставляются аншлаги с надписью запрещающей вход в опасную зону.

3. Взрывание производится согласно графика производства горных работ

4. Сигналы: первый сигнал «предупредительный» - один продолжительный;

второй сигнал «боевой» - два продолжительных;

третий сигнал «отбой» - три коротких.

запрещается:

· производить какие-либо работы при наличии в забое невзорвавшихся шпуров (отказов);

· извлекать из шпуров ВВ, выдергивать боевики или шнур;

· разбуривать «стаканы»;

· производить какие-либо работы во время заряжания шпуров;

В забой люди допускаются после его проветривания и осмотра взрывником и лицом технического надзора участка.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Выполнение взрывных работ на территории РФ регламентируется утвержденными 30.01.2001 г. Госгортехнадзором России.

Все горные предприятия, ведущие взрывные работы, обязаны иметь:

1. разрешение на право производства взрывных работ;

2. паспорта (проекты) буровзрывных работ;

3. склады для хранения ВМ;

4. специально оборудованный транспорт для перевозки ВМ;

5. персонал для руководства взрывными работами;

6. персонал для производства взрывных работ.

При производстве взрывных работ необходимо проводить мероприятия по обеспечению безопасности персонала взрывных работ, предупреждению отравления людей пылью взрывчатых веществ и ядовитыми продуктами взрывов, а также осуществлять комплекс мер, исключающих возможность взрыва пыли взрывчатых веществ и взрываемой массы. Эти меры утверждаются руководителем организации (рудника).

Взрывные работы должны выполняться взрывниками под руководством лица технического надзора по письменным нарядам с ознакомлением под роспись и соответствующим нарядам-путевкам и проводиться только в местах, отвечающим требованиям правил и инструкций по безопасности работ.

При одновременной работе нескольких взрывников в пределах общей опасной зоны одного из них назначают старшим. Свои распоряжения он подает голосом или заранее обусловленными и известными взрывникам сигналами.

Взрывник во время работы обязан быть в соответствующей спецодежде, иметь при себе выданные организацией часы, необходимые приборы и принадлежности для взрывных работ. При взрывании несколькими взрывниками часы могут быть только у старшего взрывника.

Взрывание зарядов взрывчатых веществ проводиться по оформленной в установленном порядке технической документации (проектам, паспортам). С такими документами персонал, осуществляющий буровзрывные работы, должен быть ознакомлен под роспись.

Лица, имеющие право руководства взрывными работами, могут быть допущены к производству работ только после сдачи соответствующих экзаменов и получения «Единой книжки взрывника». Повторно проверку знаний взрывника проводят не реже одного раза в 2 года, инженерно-технического работника – в 3 года.

Использование взрывников, имеющих при себе ВМ, на работах, непосредственно не связанных с подготовкой и проведением взрыва, запрещено.

Взрывник несет ответственность за обеспечение постоянного надзора за полученными ВМ, не допуская передачи их другим лицам, потери, самовольного уничтожения или оставления в выработках или на поверхности, а также использования не по назначению; за выполнение взрывных работ в соответствии с проектом или паспортом, неукоснительно соблюдая величины установленных зарядов и забойки; за производство работ только при наличии постов охраны и соблюдения других требований правил безопасности, в том числе по концентрации газов и пыли в забое. Взрывник обязан остатки неиспользованных ВМ своевременно сдавать на склад в конце работы и правильно показывать и подтверждать в наряд-путевке расход ВМ. После взрывания тщательно осмотреть забой. При обнаружении отказа и невозможности своевременной ликвидации обязан установить устройство, предупреждающее об отказе и известить лицо технического надзора о числе и местонахождении отказов.

Взрывник также несет ответственность в порядке, установленном правилами внутреннего распорядка на предприятии и уголовным кодексом РФ за нарушение правил ведения взрывных работ и правил безопасности.

За нарушение правил безопасности, приведшее к аварии или несчастному случаю с тяжелым травмированием людей, взрывник несет уголовную ответственность.

Переносят ВМ к месту работ при небольших ежедневных взрывах в заводской упаковке или в исправных сумках или кассетах, причем ВВ и СИ переносят в отдельных сумках.

При совместной переноске ВВ и СИ взрывник может переносить не более 12 кг ВВ. Эта норма может быть увеличена до 20 кг, если переносят только ВВ.

Доставленные ВМ находятся в сумках или кассетах в безопасном месте у забоя под наблюдением взрывника или подносчика.

Перед началом взрывных работ люди непосредственно не связанные с зарядкой выводятся из забоя на безопасное расстояние. Перед опасной зоной выставляется аншлаг с надписью, запрещающей вход в опасную зону. Подается предупредительный звуковой сигнал (один продолжительный) перед заряжания забоя. По его окончании все лица, связанные с заряжанием, удаляются за пределы опасной зоны, а взрывник приступает к монтажу взрывной сети.

Электровзрывную цепь монтируют двухпроводной, монтаж ведется от забоя в направлении источника тока. Соединение выводных и магистральных проводов между собой и присоединение их к магистральному проводу производится только после окончания заряжания и удаления на безопасное расстояние людей не связанных с монтажом сети. Соединения проводов тщательно зачищают, плотно сращивают и изолируют. Магистральные провода проверяют и замыкают накоротко. Размыкают их только перед присоединением к соединительным проводам и к источнику тока.

Затем подается второй сигнал – боевой (два продолжительных). По этому сигналу производится взрыв.

Третий сигнал – отбой (три коротких). Он означает окончание взрывных работ. Сигналы подаются взрывником, выполняющим взрывные работы.

До начала работы рабочий обязан ознакомится с заданием, получить инструктаж по ТБ и расписаться в книге наряд-заданий.

После установления руководителем смены (бригадиром, звеньевым) совместно с взрывником, что работа в месте взрыва безопасна, рабочий допускается в забой.

Придя на место работы в забое, тщательно осмотреть выработку и принять меры для создания безопасных условий. В случае обнаружения неисправности вентиляционных устройств, рабочий обязан принять необходимые меры по их устранению или сообщить лицу горного надзора о невозможности их устранения собственными силами.

После допуска в штрек рабочий приступает к осмотру состояния освещения, крепления забоя. Проверяет состояние кровли и бортов путем визуального осмотра. При обнаружении закола никаких работ в забое производить нельзя, кроме тех, которые связаны с их ликвидацией. Ликвидация заколов производится в соответствие с утвержденной инструкцией в присутствии лица горнадзора.

Осматривая забой, необходимо тщательно проверить, нет ли отказов в забое или остатков невзорвавшихся патронов ВВ в шпурах, в случае обнаружения отказов, все работы не связанные с их ликвидацией прекращаются, лицо, обнаружившее отказ, обязано сообщить о наличии отказов лицу горного надзора. В местах отказов запрещаются любые работы, не связанные с их ликвидацией.

Работы по ликвидации отказа проводятся под руководством лица технического надзора в соответствии с инструкцией, которая утверждается руководителем рудника по согласованию с органом Госгортехнадзора.

Литература

1. Единые правила безопасности при взрывных работах ПБ 13-407-01 Федеральный горный и промышленный надзор России Постановление от 30 января 2001 г. №3 Зарегистрированы Министерством юстиции Российской Федерации 7 июня 2001 г. Регистрационный № 2743.

2. М.М. Вяльцев «Технология строительства горных предприятий в примерах и задачах», М., «Недра», 1989 г.

3. Матвейчук В.В., Чурсалов В.П. «Взрывные работы: Учебное пособие» М., Академический Проспект, 2002 г.

4. Проектирование взрывных работ в промышленности, Под общей редакцией Б.Н. Кутузова М., Недра, 1983 г.

5. Справочник по горнорудному делу Под редакцией В.А. Гребенюка, Я.С. Пыжьянова, И.Е. Ерофеева, М., Недра, 1983 г.

6. Справочник взрывника, Под общей редакцией Б.Н.Кутузова, М., Недра, 1988 г.

7. Проведение горно-разведочных выработок Справочник Под общ.ред.В.А.Хорева, М.Недра 1991 г.

8. Н.М. Покровский Технология строительства подземных сооружений и шахт. Часть 1 Технология сооружения горизонтальных выработок и тоннелей. М., Недра, 1977 г.

9. Нормы технологического проектирования рудников цветной металлургии с подземным способом разработки ВНТП 37 86. Минцветмет СССР. М., 1986 г.

10. Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине «Технология и безопасность взрывных работ» для студентов спец. 00.09.02

11. Основы горного дела. Борисов С.С. Москва, недра 1986г.

Задачи проектирования

Характеристика горных пород и проходимой выработки

12 3 4 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2017-05-05; Просмотров: 822; Нарушение авторского права страницы