Технология и механизация буровзрывных работ

Содержание

Исходные данные к проекту                                                                                                          1. Выбор взрывчатого вещества и средств инициирования 2. Выбор средств взрывания 3. Выбор буровой установки 4. Параметры бурения шпуров 5. Конструкция шпуровых зарядов 6. Расчет зарядов взрывчатых веществ 7.Обоснование способа, режима, средств и показателей взрывания 8.Расчет электровзрывной сети 9. Определение показателей буровзрывных работ 10. Требования Правил безопасности при выполнении  работ 10.1 Бурение шпуров 10.2  Взрывные работы и проветривание  забоя. Литература

3 4 5 7 9 14 15 17 18 20   23        24        27

 

 

 

                 Исходные данные к проекту.

 

 

Форма сечения выработки- арочная;

Основные размеры выработки  в проходки:

     радиус свода(R)-  1800мм,

Площадь поперечного  сечения выработки(S)-11,6м²;

Коэффициент крепости пород(f) -12;

Плотность породы-2,8т/м³;

Угол наклона выработки  к горизонту-3 градуса;

Категория шахты по газу – не опасная.

 

1. Выбор взрывчатого вещества и средств инициирования

Выбор взрывчатого вещества производится в зависимости от опасности шахты  по газу и взрывчатой пыли, крепости взрываемых пород и обводненности забоя.

В шахтах, опасных по газу и  пыли, следует применять предохранительные ВВ IV класса.

В шахтах опасных по газу, но не опасных  по пыли, следует применять предохранительные ВВ III класса.

В шахтах, не опасных по газу и пыли, следует применять непредохранительные  ВВ II класса.

По своим характеристикам непредохранительные ВВ более разнообразны, чем предохранительные, поэтому их выбор следует производить с учетом крепости породы. В мягких породах можно применять менее мощные ВВ. Они дешевле, а некоторое увеличение их расхода не оказывает существенного влияния на увеличение себестоимости проходки выработки. Увеличение количества шпуров также существенно не повышает стоимость проходки, так как бурение шпуров по мягким породам малозатратно.

В крепких и весьма крепких породах  бурение шпуров требует больших затрат. Число шпуров при этом можно сократить за счет применения мощных ВВ, хотя их стоимость выше, чем у обычных ВВ.

В данном случае принимаем  непредохранительное взрывчатое вещество (ВВ) II класса, а именно аммонал скальный №3. По своим свойствам он пригоден для взрывания пород выше средней крепости. Его выпускают в патронах 36 мм.

 

Таблица 1.1 - Технические показатели аммонала скального №3

Показатели	Данные
Плотность патронов, г/см3	1
Работоспособность, см3	450
Диаметр патронов, мм	36
Масса одного патрона, кг	0,25
Длина одного патрона, м	0,25

 

 

2. Выбор средств взрывания

В настоящее время наиболее распространенным является электрический способ взрывания, который обеспечивает возможность:

-  взрывать любое количество  зарядов с любого расстояния;

-  взрывать заряды в любой  последовательности и с любыми интервалами между взрывами;

-  вести взрывные работы в  шахтах опасных по газу и  пыли;

-  осуществлять перед взрывом  проверку правильности монтажа взрывной сети.

Кроме того, при этом способе отсутствуют ядовитые газы, выделяющиеся при горении огнепроводного шнура.

К средствам электрического взрывания  относятся электродетонаторы (ЭД) (Таблица 2.1), проводники тока, контрольно измерительные приборы и источники тока. Электродетонаторы короткозамедленного и замедленного действия отличаются от ЭД мгновенного действия тем, что у них между зарядом капсюля-детонатора (КД) и электровоспламенителем помещен замедляющий состав, горящий в течение определенного времени. Время замедления зависит от длины такого заряда и его состава.

При взрывании в шахтах, опасных  по газу или пыли, можно применять  только предохранительные электродетонаторы  марки ЭДКЗ-ПМ с интервалом замедления 15 и 20 мс, ЭД-КЗ-П с интервалом замедления 20 и 25 мс, ЭД-КЗ-ПКМ с интервалом замедления 20 и 25 мс, ЭД-КЗ-OII и ЭД-8-ПМ с нулевым интервалом замедления (мгновенного действия).

В шахтах, не опасных по газу и пыли, применяются непредохранительные  элсктродетонаторы мгновенного  действия ЭД-8-Ж и короткозамедленного  действия ЭД-3Н.

 

Таблица 2.1 – Техническая характеристика электродетонатора ЭД-3Н

Тип электродетонатора	Сопротивление одного электродетонатора, Ом	Количество серий замедления	Интервалы замедления
ЭД-3Н	2,5	1-10	20-200 (через 20 мс)

 

 

В качестве источника  тока принимаем взрывной прибор ПИВ-100М.

 

Таблица 2.2 - Техническая характеристика ПИВ-100М

Параметры	Данные
Исполнение	РВ
Напряжение на конденсаторе-накопителе, В	600
Емкость конденсатора-накопителя, мкФ	10
Максимально допустимое сопротивление  последовательной взрывной сети, Ом	320
Длительность подключения конденсатора к сети, с	2-4
Первичный источник тока	Три сухих элемента
Масса, кг	2,7

 

 

 

3. Выбор буровой установки

Для бурения шпуров крепостью менее 6 (f < 6) применяется вращательное бурение. В качестве бурильных машин для вращательного бурения используются ручные или колонковые электрические или пневматические сверла.

Ручные пневмосверла применяют  в шахтах, особо опасных по взрыву метана или пыли, для бурения шпуров по породам с f < 4. Буровым инструментом при вращательном бурении шпуров являются бурильные штанги и съемные резцы.

В породах средней крепости и  крепких применяется ударно-поворотное бурение шпуров. Бурильные машины ударно-поворотного действия называют перфораторами. По виду потребляемой энергии перфораторы подразделяют на пневматические, гидравлические, электрические и перфораторы с двигателем внутреннего сгорания.

По назначению и массе пневматические перфораторы подразделяют на переносные, колонковые и телескопные.

Переносные перфораторы предназначены для бурения шпуров с пневматических поддержек или других установочно-подающих устройств.

Колонковые перфораторы имеют  большую массу, поэтому устанавливаются для бурения шпуров на манипуляторах бурильных установок или распорных колонках.

Исходя из горнотехнических условий  задания (коэффициент крепости по шкале  профессора Протодьяконова f =14), мы будем применять переносной перфоратор.

Бурение шпуров будем производить  пневматическими переносными перфораторами  типа ПП-63П с пневмоподдержкой П-1. Переключение подачи воздуха автоматическое, золотниковым устройством. Пуск перфоратора в работу производится рукояткой воздушного крана. Для снижения воздействия вибрации, работающий перфоратор снабжён виброгасящим устройством и глушителем шума.

 

Таблица 3.1 - Техническая характеристика переносного перфоратора ПП63П

Показатели	Данные
Энергия удара, Дж	63,74
Частота ударов, об/мин	30
Крутящий момент, Н·м	26,93
Удельный расход воздуха, м3/(с·кВт)	0,029
Номинальное давление воздуха, МПа	0,5
Размеры хвостовика буровой штанги, мм	25×108
Масса, кг	33

 

 

Пневматическая поддержка 1 типа П-1 предназначена для создания усилия подачи при бурении шпуров ручными  пневматическими перфораторами  и поддержки их на определённой высоте.

Таблица 3.2 - Основные параметры и размеры пневмоподдержки П-1

Показатели	Данные
Ход подачи, мм	800
Длина в сжатом состоянии, мм	1200
Раздвижное усилие, Н	1500
Номинальное давление воздуха, МПа	50
Масса поддержки, кг	15

 

 

4. Параметры бурения шпуров

Бурение шпуров в забое осуществляется с помощью переносного перфоратора типа ПП63П. В качестве установочных приспособлений для переносных перфораторов используются пневмоподдержки П-1. Так как диаметр патронов аммонала скального №3 составляет 36 мм, поэтому применяем в качестве породоразрушающего инструмента съёмные коронки КДП-40-25. Марка твёрдого сплава ВК – 15 или ВК – 11В.

 

Таблица 4.1 - Основные параметры буровой коронки

Показатели	Данные
Типоразмер коронки	КДП-40-25
Диаметр, мм	40
Размеры посадочного конуса, мм	25
Высота коронки, мм	77
Масса коронки, кг	0,5

 

Буровые коронки КДП-40-25 предназначены  для бурения шпуров перфораторами  ПП63П в горных породах с коэффициентом  крепости f=6-20 по шкале проф. Протодъяконова. Тип соединения со штангой – конусное. Рекомендуемая область применения: бурение вязких, трещиноватых и абразивных пород.

Буровые штанги предназначены для  передачи буровой коронке энергию  удара, крутящего момента и осевого  усилия подачи. Буровая штанга для  перфораторов с боковой промывкой  отличается тем, что её хвостовик удлинён для монтажа муфты боковой промывки.

Буровую штангу для перфораторов изготавливают  из шестигранной стали с конусным соединением с коронкой.

Диаметр вписанной в шестигранник окружности составляет 25 мм. Буровые  штанги с боковой промывкой имеют длину 1,5-5 м с интервалом 0,5 м.

Максимальная длина штанги в  комплекте должна быть не менее, максимальной глубины шпуров. По таблице 4.2 .

 

Таблица 4.2 - Глубина шпуров в зависимости  от крепости пород и сечения выработок

Коэффициент крепости	Глубина шпуров для выработок сечением
		S < 12	S> 12
3-6	2,0-2,5	2,5-3,0
Более 6	1,5-2,0	2,0-2,5

          Принимаем глубину комплекта шпуров равной 1,8 м.

Все шпуры в забое выработки  подразделяются на врубовые, отбойные и оконтуривающие. Глубину и коэффициент заполнения врубовых шпуров ВВ принимают на 10-15% больше, а коэффициент заполнения оконтуривающих шпуров на 15-20 % меньше, чем отбойных шпуров. Отсюда рассчитаем глубину врубовых и оконтуривающих шпуров:

l_вр = 1,1·1,8 = 2,0 м;

 

Для переносных перфораторов применяются шестигранные штанги с осевым отверстием для промывки. Буровой комплект состоит из 2-4 штанг. Мы выбираем буровой комплект, состоящий из 3-х штанг БШ25-700, БШ25-1600, БШ25-2500, длиной 700,1600, 2500 мм, массой соответственно 2,8; 6,3; 9,9 кг.

Врубовые шпуры в забое взрываются первыми. Они предназначены для создания дополнительной обнаженной поверхности, что облегчает работу отбойных (основных) шпуров. Совокупность врубовых шпуров называют врубом.

Тип вруба и число  вспомогательных шпуров для образования врубовой полости зависят от площади забоя, длины заходки, крепости и текстуры пород.

Врубы для образования  врубовой полости подразделяются на три типа:

- с наклонными шпурами  к плоскости забоя (воронкообразные, пирамидальные, клиновые, веерные);

-с перпендикулярно направленными  шпурами (прямые врубы);

- комбинированные.

Врубы с наклонными шпурами  применяют в породах любой крепости.

Вертикальный клиновой вруб применяют в породах однородного строения, а также при вертикальных трещинах и напластованиях. Горизонтальный клиновой вруб применяют в выработках большого сечения, а также при горизонтальных трещинах и напластованиях.