Расчёт основных параметров и составление паспорта БВР на проведение горной выработки

Министерство науки и образования  Российской федерации

ФГАОУ ВПО Северо – восточный  федеральный университет им. М. К. Аммосова

Горный факультет

Кафедра Подземной разработки месторождений полезных ископаемых

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Разрушение горных пород под взрывом»

Тема: «Расчёт основных параметров и составление паспорта БВР на проведение горной выработки»

 

 

 

 

 

     Выполнил:

     ст. IV курса группы ШПС – 08

      Игнатьев Иван Евгеньевич

     Проверил: доцент

      Сорокин Владимир Степанович

 

 

 

 

 

 

 

Якутск 2011

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

 

1. Условия производства БВР………………………..………………..4 стр.
2. Выбор способа бурения, типа буровой машины и бурового инструмента……………………………………………………………………….4 стр.
3. Выбор типа ВВ……………………………………………………….5 стр.
4. Определение удельного расхода ВВ………….…………………....6 стр.
5. Расчет общего количества ВВ на цикл и количество шпуров в забое……………………………………………………………………...7 стр.
6. Выбор типа вруба…………..………………………………………..8 стр.
7. Выбор схемы расположения шпуров в забое………….....................8 стр.
8. Выбор конструкции и расчет массы шпуровых зарядов…………...8 стр.
9. Выбор способа и средств инициирования шпуровых зарядов…….9 стр.
10. Выбор схемы соединения электровзрывной сети и ее расчет……12стр.
11. Механизированное заряжание шпуров…………………………..13стр.
12. Основные правила безопасности при ведении взрывных работ при проходке горной выработки…………………………………………….15 стр.

Список использованной литературы.....................................................27 стр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Условия производства буровзрывных работ

 

Буровзрывные работы ведутся на проведение горной выработки. Тип горной выработки – штрек. Горная порода или руда при проходке  - сланцы. Коэффициент крепости по М. М. Протодьяконову 6. Характеристика структуры породы: массивные,хрупкие. Сечение выработки в проходке 18,8 . Форма поперечного сечения выработки – сводчатая. Ширина выработки 4 м. Угол наклона выработки к горизонту – горизонтальная. Приток воды в выработку 1,5 .

Штрек – горизонтальная горная выработка, не имеющая выхода на поверхность, проведенная по простиранию пласта с углом наклона не более 0-3̊  или в любом направлении при горизонтальном его залегании. Штрек, проведенный по полезному ископаемому, называется - пластовым, а по породе – полевым. В зависимости от назначения штреки бывают откаточные, вентиляционные, главные, этажные и промежуточные.

2. Выбор способа бурения. Типа буровой машины. Бурового инструмента

 

         Проведением горной выработки  называют комплекс работ, включающий разрушение массива, погрузку  и транспортирование горной породы, возведение крепи, наращивание транспортных устройств и коммуникаций, обеспечивающих определенную скорость подвигания забоя выработки.

Существующие способы  бурения: ударно – вращательное, ударно – поворотное, перфораторное, вращательное бурение.

Пневматические перфораторы  по сравнению с другими буровыми машинами обладают наиболее высокими эксплуатационными качествами. Они имеют наименьшую относительную массу, невелики по габаритам, легко и просто обслуживаются и работают на безопасной энергии – энергии сжатого воздуха. Пневматические перфораторы успешно бурят породы любой крепости и применяются при подземной разработке месторождений, а также на буровзрывных работах в любых горно-технических условиях. Предназначены для бурения шпуров с пневматических поддержек или с рук при проведении горизонтальных и слабонаклонных горных выработок, а также при проходке стволов  шахт. Параметры бурения: диаметр – 32-46 мм; глубина бурения до 5 м, коэффициент крепости пород – 6-20.

                          Переносной перфоратор ПП-63В

Диаметр шпура, мм	40-46
Глубина шпура, м	5
Ударная мощность, кВт	2,2
Энергия удара, Дж	63,74
Частота ударов,	30
Расход сжатого воздуха,	3,85
Крутящий момент, Нм	26,93
Осевое усилие подачи, Н	910
Масса, кг	33
Тип бурового инструмента	долото

 

 

3. Выбор типа взрывчатых веществ и оценка эффективности их применения.

Выбор ВВ производят с  учетом газового режима, прочности  и водообильности пород.

Проанализировав данные приходим к выводу, что в наших условиях будет использоваться ВВ типа Гранулит АС-4, так как имеет наименьший коэффициент работоспособности, более высокую теплоту взрыва и наибольшую насыпную плотность, безопасен в обращении, состоящее из АС и ДТ, плюс алюминиевой пудры (4%). Применяется в подземных условиях рудников и шахт, не опасных по газу и пыли, при ручном и механизированном способе заряжения сухих и мокрых (обезвоженных) шпуров, скважин и камер.

 

Расчёт параметров буровзрывных работ:

Гранулит-АС4

Удельная теплота взрыва (Ст), кДж/кг	4522
Плотность Δ, кг/м3	1100
Коэффициент  относительной работоспособности	1,05
Работоспособность  ВВ,	360

 

4. Определение  удельного расхода ВВ:

 , кг/м³

Где - коэффициент взрываемой породы;

;

- коэффициент структуры породы;

 изменяется от 0,8 до 2. Меньшие  значение характерны для мелкослоистых  и мягких пород, большие – для наиболее вязких и упругих. В нашем случае мы возьмем ;

- коэффициент зажима, учитывающий глубины шпуров и сечение выработки.

; ;

, -работоспособность применяемого взрывчатого вещества;

;

 кг/м³

 

5. Расчет общего количества ВВ на цикл и количество шпуров в забое:

;

ширина горной выработки;

 Определение количества  ВВ на цикл (на одно взрывание):

 

объем взрываемой породы в массиве  на одну заходку, м³

 

Масса заряда в шпуре:

,кг

          ;

;

Общее количество шпуров на забой:

 Количество патронов на заряд  шпура: 

;

где Q_п = 0,2 кг. – вес патрона.

 

 

6. Выбор типа вруба

 

Клиновой вруб. Используют при проведении выработок в породах различной крепости. Врубовую полость создают взрыванием двух-четырех пар шпуров, наклоненных один к одному. В зависимости от расположения и направления врубовой полости различают вертикальные и горизонтальные клиновые врубы. Вертикальные одинарные клиновые врубы  и двойные  получили широкое распространение при проведении полевых горизонтальных и наклонных выработок в шахтах как неопасных, так и опасных по газу или пыли. Клиновые врубы хорошо вписываются в общую схему расположения шпуров, для них требуется небольшое число серий замедления электродетонаторов, отличаются простотой разметки шпуров отрываемая взрывом порода легко выбрасывается из клинообразной формы врубовой полости, достигается высокое значение КИШ.

 

7. Выбор схемы расположения шпуров в забое

Схема расположения шпуров зависит от крепости, трещиноватости и напластования породы, размеров поперечного сечения выработки, глубины и числа шпуров, конструкции заряда шпура и типа ВВ.

 

 

8. Выбор конструкции  шпуровых зарядов

Конструкция заряда определяется расположением патронов ВВ в шпуре, местом нахождения инициатора в заряде (боевого патрона), длиной и типом забойки. При строительстве горных выработок применяют в основном колонковую (удлиненную) конструкцию заряда, при которой длина заряда значительно превышает его диаметр, а патроны взрывчатых веществ располагаются один за другим вплотную друг к другу. В выработках, не опасных по газу и пыли, применяют сплошную — колонковую конструкцию, при которой во время заряжания шпура на патроне ВВ делают продольный разрез. Такой надрезанный патрон помещают в шпур и придавливают (уплотняют) деревянным забойником. Патрон ВВ раздавливается, и ВВ заполняет весь объем шпура. Отсутствие воздушного зазора между патронами ВВ и стенками шпура повышает эффективность взрыва.

Боевой патрон (патрон ВВ с электродетонатором) располагают  первым от устья шпура (прямое инициирование) или первым от забоя шпура (обратное инициирование).

9. Выбор способа и средств инициирования

 

ЭЛЕКТРОДЕТОНАТОР, ЭД  — устройство, предназначенное для возбуждения детонации заряда взрывчатых веществ, промежуточного детонатора или детонирующего шнура. Начальным импульсом в электродетонаторе служит электрический ток. Электродетонаторы применяют при электрическом взрывании при всех методах взрывных работ на горнодобывающих предприятиях, объектах гражданского, промышленного, мелиоративного и энергетического строительства. По конструкции электродетонатор представляет собой капсюль-детонатор (КД) с металлической или пластмассовой гильзой и размещённым в ней электровоспламенителем, состоящим из головки, пластмассовой пробки и проводов. Для увеличения времени срабатывания электродетонатора в капсюль-детонатор размещают замедляющий состав, время горения которого регулируют рецептурой состава, его плотностью и линейными размерами столбика. Электродетонаторы различают по назначению (общего применения и специальные — сейсмические, термостойкие, высоковольтные), по инициирующей способности (нормальной и повышенной), по времени срабатывания (мгновенного действия — 2-6 мс, короткозамедленного — 25-250 мс и замедленного — 0,5-10 с), по чувствительности к току (нормальной, пониженной и весьма низкой), по степени предохранительности (непредохранительные и предохранительные), а также по защите от зарядов статического электричества и блуждающих токов (незащищённые и защищённые). Предохранительные свойства электродетонаторов обеспечивают нанесением пламегасящего состава на наружную поверхность гильзы.  
На взрывных работах электродетонаторы применяют как для одиночного, так и группового взрывания. В электровзрывных цепях при групповом взрывании используют 3 типа соединений электродетонаторов: последовательное, параллельное и смешанное. Проверку электродетонаторов на сопротивление перед работой проводят линейным мостиком, включение электродетонаторов осуществляется приборами взрывания и источниками тока.

Для данных условий существует несколько способов взрывания. Близкое к нашим условиям, это взрывание с применением электродетонатора (ЭД) и детонирующего шнура (ДШ). Выбираем этот способ взрывания, так как менее трудоемкий, не требует многих расчетов, безопасен от блуждающих токов в массиве (включая электровозную откатку) и наиболее быстрый по подготовке блока к взрыву. Для улучшения дробления руды и снижения сейсмического эффекта при взрывании применяем детонационное реле (короткозамедленное взрывание). Взрывная сеть дублируется.

Средство взрывания  осуществляется при помощи 2-х электродетонаторов короткозамедленного действия, соединенных последовательно для дополнительной гарантии, пониженной чувствительности типа ЭД-1-8-Т (рис. 2).

 

Рис. 2 ЭД-1-8-Т

Предназначенного для  ведения взрывных работ в шахтах, не опасных по газу или разрабатывающих  пласты, не опасных по пыли. Время  срабатывания 20 – 120 мс; сопротивление  электрическому току: от 1,8 до 3 Ом; гарантийный безотказный ток 1 А; вероятность отказов не более 2 на 10000 шт.

Для обеспечения миллисекундных замедлений при взрывании ДШ применяем пиротехнические реле (детонационное реле) РП-Д повышенной стойкости к механическим воздействиям, при введении взрывных работ в шахтах не опасных по газу и пыли. Имеют 6 серий замедления, выбираем по расчетам 30 мс (а ∙ W = 5 ∙ 5,87 = 29,35 ~ 30, где, а = 2 – 6). Идентификация серий замедления, выполненных путем отличительной окраски (маркировки) соединителей. РП-Д-30 (желтый). Параметры РП-Д:

- время замедления: от 20 до 100 мс.

- прочность конструкции:

нагрузка – 50 Н;

время действия – 3 мин;

- прочность соединения  с ДШ:

нагрузка – 50 Н;

время действия – 3 мин;

- водостойкость: 0,002 МПа, 3 часа;

- влагостойкость: 95

- относительная влажность время действия: 10 сут.;

- температура: от - 25 до +10ºС;

- масса ВВ: 2,4 г.;

- стойкость к механическим воздействиям (скользящий удар): 500 Дж;

- температурный диапазон эксплуатации: - 40 до + 50 ºС;

- гарантийный срок хранения, 3года.

Взрывной электропровод принимаем марки СПП-1. Так как этот провод обладает наилучшими электрохарактеристиками для производства взрывных работ.

Магистральный провод ВМВ, сечением 0,75 мм² и сопротивлением 25 Ом на 1 км.

Для возбуждения взрыва ЭД применяются  специальные подрывные машинки, сухие батареи и элементы, аккумуляторные батареи, передвижные электростанции, осветительные и силовые местные электросети. Выбрали конденсаторную подрывную машинку КПЗ-У.