Организация работ проходки рассечки

Радиус боковой дуги свода, мм - r = 410 мм

Площадь сечения выработки в свету, м² - S_св = 2,7 м² .

Для выработок с анкерной крепью в кровле :

где – высота выработки по боку с учетом выхода анкеров по кровле в выработку на величину δ=0,05м.

Расчет прочных размеров крепи, составление паспорта крепления

Вследствие малого сечения выработки, незначительного срока службы, горно-геологических условий и имеющихся материалов применяем металлическую распорную анкерную крепь АР-1

Все расчеты прочности закрепления в шпуре анкерной крепи произведены по формулам из справочника «Теория и практика применения анкерной крепи» Автор А.П. Широков. Москва «Недра» 1981 г.

где,

φ – угол трения пород, 30град

D – диаметр распорной муфты, 32см

h – высота распорной муфты, 30см

σ_сж – предел прочности породы на сжатие

α – половина угла симметричного клина, 2град

р₁ – угол трения стали по стали,0,2град

Необходимая длина анкер L_а в кровле и высота возможного вывала пород выработки находится из выражений:

L_а = b+ L₂ + L₃ =0,04+0,35+0,05=0,44м;

.

где L₂ – величина заглубления анкеров за контур возможного вывала пород (принимается равной 0,35 м); L₃ - длина анкера, выступающего за контур выработки, L_к = 0,05 м; а_n = полупролет выработки в проходке, м; h – высота выработки в проходке, м.

- коэффициент, характеризующий устойчивость боков выработки;

- коэффициент, характеризующий наклон призмы сползания в боках выработки (принимается по Таблице 12.1. Теория и практика применения анкерной крепи. Автор А.П. Широков. Москва «Недра» 1981 г);

φ^б – угол внутреннего трения (сопротивления) пород в боках выработки; К^к – коэффициент, учитывающий уменьшение прочности пород в кровле выработки (принимается по Таблице 13.1);

f^к – коэффициент крепости пород в кровле выработок;

К_сж – коэффициент концентрации сжимающих напряжений на контуре выработки, значение которого принимается по табл. 12.2;

γ – средний удельный вес толщ пород, залегающих над выработкой до поверхности, МН/м³ ; Н – глубина выработки от поверхности, м;

К^б – коэффициент, учитывающий уменьшение прочности пород в боках выработки, значение которого принимается по Таблице 12.1;

f^б – коэффициент крепости пород по М.М. Протодъяконову в боках выработки.

Принимаем длину анкера в кровле L_к = 0,5м.

В связи с тем, что ψ<0, анкерование боков выработки не производится.

Площадь кровли, поддерживаемая одним анкером,

где F_к – площадь кровли, поддерживаемая одним анкером, м² ;

Р_к – прочность закрепления анкера в шпуре, пробуренном в кровле;

– коэффициент запаса, учитывающий неравномерность распределения загрузки на анкер и возможность пригрузки со стороны вышележащих слоев, принимается равным 4,5;

α – угол наклона выработки, градус 0⁰

Расстояние между анкером в ряду:

где L_n – шаг установки анкеров по ширине выработки, м;

L_у – расстояние между рядами анкеров, м, принимается 1,4 м

Число анкеров в ряду

,

где L_b =1,33×b=1,33×1,55=2,06м – часть периметра выработки, которая подлежит анкерованию по кровле, м. Где b – ширина выработки вчерне.

Принимается 2 анкера в ряду.

Составление паспорта крепления.

Ширина рассечки в свету:

B = В + 2×m = 950 + 300×2 = 1550мм.

Высота свода рассечки

h_о = b/3 = 1550/3 = 520мм.

Высота рассечки вчерне

h₂ = h + h_o + t = 1320 + 520 + 50 = 1890мм.

Высота стенки рассечки вчерне

h₃ = h + t = 1320 + 50 = 1370мм.

Радиус осевой дуги свода рассечки

R =0,692b× = 0,692×1550≈1070мм.

Радиус боковой дуги свода рассечки

r = 0,69×2×b = 0,692×1550≈410мм.

Площадь поперечного сечения рассечки в свету:

S_св = b(h + 0,26×b) = 1,55×(1,32 + 0,26×1,55)≈2,7м²

Периметр поперечного сечения рассечки в свету:

Р = 2×h + 1,33×b = 2×1,32 + 1,33×1,55=4,7м.

Площадь поперечного сечения рассечки вчерне:

S_вч = b× (h₃ + 0,26×b) = 1,55× (1,37 + 0,26×1,55)=2,75м² .

Периметр поперечного сечения рассечки вчерне:

P = 2h× + 1,33×b = 2×1,37 + 1,33×1,55 = 4,8м

Расстояние между анкерами в ряду: b₁ = 1200мм.

Расстояние между рядами анкеров: L = 1,4 м

Глубина шпуров для анкеров: l = 500мм.

Диаметр шпуров под анкеры: Æ= 43мм.

Максимальное отставание анкерной крепи от груди забоя принимается 3 м.

Схема к расчету размеров поперечного сечения при использовании скреперного оборудования в выработке прямоугольно-сводчатой формы сечения.

4. РАЗРАБОТКА ПАСПОРТА БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ

Взрывчатыми веществами (ВВ) называются взрывчатые химические соединения или механические смеси ряда химических компонентов, которые в своём составе содержат все необходимые химические элементы для реакции взрывного окисления без притока кислорода извне.

Рекомендуемый способ отбойки пород по СНиП при коэффициенте крепости по шкале М.М. Протодьяконова – взрывание.

Взрывание – процесс детонирования зарядов ВВ в заданной последовательности и в заданный момент времени способами, обеспечивающими безопасность взрыва. Для этой цели используют средства взрывания, с помощью которых начальный импульс передаётся заряду ВВ и, таким образом, возбуждается его детонация.

Взрывные работы при проведении горных выработок выполняются в соответствии с паспортом буровзрывных работ, который состоит из схемы расположения шпуров в забое, табличных показателей по шпурам, технико-экономических показателей взрыва и мероприятий по технике безопасности.

Исходными параметрами для составления паспорта БВР является площадь поперечного сечения выработки и глубина шпуров в комплекте.

Одним из критериев эффективности БВР является величина коэффициента использования шпуров (КИШ). Удовлетворительными значениями КИШ можно считать для монолитных скальных пород ХVI-ХХ категорий – 0,75-0,8. При реализации паспорта БВР, совершенствуя схему расположения шпуров и некоторые другие параметры, добиваются, чтобы фактическое значение КИШ было бы не ниже принятого при проектировании.

Исходным параметром при составлении паспорта БВР является глубина шпуров в комплекте. Определим глубину шпуров исходя из заданной скорости проходки:

l= L/(T*к*m*η) =50/(9*1*4*0,85) = 1,6м

где, L=50м- проектная длина рассечки;

T=0,3мес = 9 дней- время, отводимое на проходку выработки;

- число рабочих смен в сутки;

- число циклов в каждой смене;

η - Коэффициент использования шпуров.

В связи с малой площадью поперечного сечения выработки бурение шпуров в забои осуществляется с помощью переносного перфоратора типа ПП-54. В качестве установочных приспособлений для переносных перфораторов используем колонки ЛКР-У. Для патронов диаметром 32 мм следует применять в качестве породоразрушающего инструмента съёмные коронки ККП-40-25.

Основные параметры буровой коронки ККП 40-25

Типоразмер коронки ККП-40-25

Диаметр, мм 40

Размеры посадочного конуса, мм 25

Высота коронки, мм 75

Масса коронки, кг 0,43

Буровые коронки ККП-40-25 предназначены для бурения шпуров перфораторами ПП-54В1 в крепких средне- и сильнотрещиноватых породах любой абразивности. Тип соединения со штангой – конусное.

Буровые штанги предназначены для передачи буровой коронке энергию удара, крутящего момента и осевого усилия подачи. Буровую штангу для перфораторов изготавливают из шестигранной стали марки 55С2 по ТУ 14-1-681-73 с конусным соединением с коронкой.

Диаметр вписанной в шестигранник окружности составляет 25мм.

Максимальная длина штанги в комплекте должна быть не менее, максимальной глубины шпуров. Для переносных перфораторов применяются шестигранные штанги с осевым отверстием для промывки. Мы выбираем буровые штанги БШ25-1000 длиной 1000мм, и БШ25-2000 длиной 2000мм

Рассчитаем подвигание забоя за цикл (длина уходки):

Длина врубовых шпуров принимается на 15% больше остальных l_вр = 1,8м

Проверочный расчёт:

l = l_ух *к*Т*n = 1,4*1*9*4 = 50,4м

Определим коэффициент крепости горных пород с поправкой проф. Л.И. Барона на их разрушаемость взрывом

f^Б = = 13,7

Рассчитаем коэффициенты относительной работоспособности ВВ и учитывающий влияние зажима пород, учитывая, что работоспособность принятого ВВ (Детонит М) :

;

Определяется удельный расход эталонного ВВ на разрушение породы в контурах воронки нормального выброса:

Удельный расход эталонного ВВ по формуле М.М. Протодьяконова:

e - коэффициент работоспособности ВВ.

По формуле Н.М. Покровского определяется количество шпуров в забое:

где

d - диаметр патрона, 0,032м;

- плотность ВВ в патроне;

К_з - коэффициент заполнения шпура взрывчатым веществом.

Принимаем 15 шпуров. В связи с тем, что бурение шпуров осуществляется переносными перфораторами в выработке с малой площадью поперечного сечения и в крепких породах, наиболее эффективнее всего применить щелевой вруб, который состоит из 5 шпуров.

В связи с этим принимаем следующее число шпуров в комплекте: врубовых – 5; отбойных – 2, оконтуривающих – 8.

Расход ВВ за цикл

В оконтуривающих и вспомогательных шпурах массу заряда принимаем одинаковой, во врубовых шпурах – на 20% больше.

Число патронов в шпуре

Из условия размещения в шпуре целого числа патронов и с учетом коэффициента заполнения шпура, количество патронов в каждом шпуре принимаем:

Во врубовом шпуре: К_вр =6 патронов

В вспомогательном шпуре: К_вс =5 патронов

В оконтуривающем: К_ок =5 патронов

Масса заряда каждого шпура будет равна:

Q_вр = К_вр *m=6*0,2=1,2кг

Q_ок =Q_вс = К_от *m=5*0,2=1,0кг

Длина заряда каждого шпура:

L_з.вр = К_вр *l_з = 6*230 = 1380мм

L_з.ок = L_з.вс = К_ок *l_з = 5*230 = 1150мм

Фактический расход ВВ на цикл составит:

Q_цикл = n_вр *Q_вр + n_ок *Q_ок +n_вс *Q_вс =5*1,2+8*1,0+2*1,0=16кг

Фактический удельный расход ВВ будет равен:

Объём бурения в цикле составит:

Объём отбиваемой породы за взрыв составит:

V=S*l_ух =2,75*1,4=3,85м³

Расход ВВ на 1 п.м. выработки:

При выборе схемы расположения шпуров необходимо придерживаться следующих основных положений. В забоях с одной плоскостью обнажения должны предусматриваться врубовые, отбойные и оконтуривающие шпуры.

Врубовые шпуры располагаются под прямым углом к плоскости забоя, отбойные под углом 80⁰ -90⁰ и оконтуривающие – под углом 85⁰ -87⁰ с наклоном в сторону проектного контура поперечного сечения выработки.

Площадь, на которой в забое размещаются устья врубовых шпуров, можно принимать равной 5-15% площади поперечного сечения выработки, причём чем крепче порода, тем ближе друг к другу должны быть расположены врубовые шпуры и тем меньше относительный объём врубовой полости.

У почвы выработки расстояние между шпурами может быть несколько уменьшено, а у кровли, соответственно, несколько увеличено.

Расстояние от контура выработки до устьев оконтуривающих шпуров принимается равным 15÷20 см.

Забои оконтуривающих шпуров, пробуренных вдоль боковых стенок и кровли выработки, должны выступать за контур проектного сечения на 5÷10 см, так как коэффициент крепости по М.М. Протодъяконову f=18.

Расчёт взрывной сети

Для производства взрывных работ принимаем электрический способ взрывания с последовательным соединением электродетонаторов с четырьмя степенями замедления. Принятый способ взрывания максимально безопасен для взрывного персонала, а принятая схема взрывания не только проста, но и надёжна т.к. легко позволяет проверить правильность коммутации взрывной сети. В качестве средств взрывания будем применять электродетонаторы марки ЭД-8-Э с жёстким креплением мостика, нормальной мощности, предназначенные для мгновенного взрывания врубовых шпуров, и электродетонаторы короткозамедленного действия марки ЭДКЗ для отбойных и оконтуривающих шпуров.

Техническая характеристика электродетонаторов

В качестве источника тока для инициирования электродетонатора применяем конденсаторный взрывной прибор КВП-1/100М, который предназначен для инициирования до 100 последовательно соединённых и одиночных электродетонаторов с нихромовым мостиком накаливания нормальной чувствительности при внешнем сопротивлении взрывной сети до 320 Ом. После производства взрыва ключ из прибора извлекают и гнездо для него закрывают заглушкой.

Техническая характеристика КВП-1/100м [4 табл.37]

Расчет электровзрывной сети

Шпуры в комплекте взрываются в определённой последовательности (врубовые, отбойные, оконтуривающие). Минимальное число ступеней замедления – 4.

Независимо от способа соединения электродетонаторов в цепь (последовательное, параллельное и параллельно-последовательное) для безотказного взрывания необходимо, чтобы в каждый из них поступал ток величиной не менее гарантийного, значение которого приводятся в характеристике электродетонатора. Сечение жилы магистральных проводов должно быть не менее 0,75мм² , а участковых и соединительных проводов–0,5мм² .

В качестве соединительных проводов применяем провод ВМП. В качестве магистральных проводов применяем провод марки ВМВЖ:

Длину магистрального провода (с учётом запаса на катушке) принимаем равной 0,15 км. Сопротивление магистрального провода мы можем найти по следующей формуле:

Длину соединительных проводов принимаем равной 20 метров. Сопротивление соединительного провода мы можем найти по следующей формуле:

Принимая последовательное соединение 15 электродетонаторов, определим ток, проходящий через каждый электродетонатор:

где

- число электродетонаторов;

- сопротивление одного электродетонатора;

- напряжение источника тока.

По правилам безопасности, при последовательном соединении до 300 электродетонаторов, гарантийный ток должен быть не менее 1,3 А.

Условие безотказности взрыва:

где

- сопротивление последовательно соединённой взрывной сети, Ом;

- сопротивление взрывного прибора.

, где

- число электродетонаторов;

- сопротивление одного электродетонатора;

- длина соединительных проводов;

- длина магистральных проводов;

, - сопротивление проводов соединительных и магистральных соответственно.

следовательно, условие безотказности взрыва соблюдено.

Из расчёта видно,


29-04-2015, 00:53