Проект проведения подземной горной выработки

h_min = h_м + h_к + h_вр.р. = 2,35 + 0,2 + 0,1 = 2,65м

где h_м – максимальная высота машины с поднятым ковшом;

h_к – зазор между кровлей и ковшом в верхнем его положении;

h_{вр.р .} – высота временного рельсового пути, оборудуемого для работы машины у забоя; принимается равным 0,1м.

Рассчитанное ранее значение высоты выработки h должно быть не менее h_min . В противном случае высота h принимается равной h_min .

Сечение выработки в свету

S_св = b( h_б + 0,175 b) = 3,25(2,0 + 0,175*3,25) = 8,32м²

Принимаем ближайшее из стандартных сечений ПС-8,3

Ширина – 3450мм

Полная высота – 2650мм

Высота по боку – 1800мм

Радиус осевой дуги – 3120мм

Радиус боковой дуги – 590мм

Сечение выработки в свету – 8,3м²

Площадь поперечного сечения вчерне – это площадь по наружному контуру крепи и почве выработки.

Ширина выработки вчерне:

b_вч = b_св = 3,45м, где

Высота выработки вчерне:

h_вч = h_св + h_к = 2,65 + 0,05 = 2,7м

где h_к – толщина анкерной крепи по кровле, 0,05м

Площадь сечения вчерне:

м²

Расчет прочных размеров крепи

С учетом горно-геологических условий и имеющихся материалов применяем металлическую распорную анкерную крепь АР-1. Анкерная крепь АР-1 состоит из штанги со вставленным в прорезь и заваренным в ней клином , двух полумуфт, опорной плиты и натяжной гайки. Применяется в породах с крепостью более f=12.

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» 1981г.

где,

ц – угол трения пород, 30град

D – диаметр распорной муфты, 32см

h – высота распорной муфты, 30см

у_сж – предел прочности породы на сжатие

б – 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 =0,1+0,35+0,05=0,5м;

м

где L₂ – величина заглубления анкеров за контур возможного вывала пород (принимается равной 0,35м); L₃ - длина анкера, выступающего за контур выработки, L_к = 0,05м; 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); ц^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; г – 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 Табл.12.1

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

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

Площадь кровли, поддерживаемая одним анкером,

м²

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; б – угол наклона выработки, градус 0⁰

Расстояние между анкерами в ряду: м

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

L_у – расстояние между рядами анкеров, м, принимается 1,5м

Число анкеров в ряду:

где L_b =1,33×b=1,33×3,25=4,32м – часть периметра выработки, которая подлежит анкерованию по кровле, м. Где b – ширина выработки вчерне.

Принимается 3 анкера в ряду.

На основании полученных данных составляется паспорт крепления разведочной выработки, который наряду с другими важнейшими документами, является документом в соответствии с которым осуществляется проходка выработки. Он содержит все необходимые сведения о конструкции крепи и материалах, из которых она изготавливается, способе её возведения и оборудовании, которое при этом применяется.

Составление паспорта крепления

I. Характеристика выработки

1. Форма поперечного сечения – прямоугольно-сводчатая

2. Сечение выработки S_вч = 8,5м² ; S_св =8,3м²

3. Размеры сечения вчерне: ширина – 3450мм, высота – 2700мм, радиус осевой дуги – 3120мм, радиус боковой дуги – 590мм

4. Протяженность выработки – 380м

5. Периметр поперечного сечения вчерне P=2h_б +1,33×b = 2×1,85 + 1,33×3,45 = 8,3м

II. Характеристика горных пород

1. Категория по буримости – XVIII

2. Коэффициент крепости – 15

3. Характеристика устойчивости – устойчивые

III. Характеристика крепи

1. Крепление – анкерная крепь по кровле

2. Конструкция – распорная анкерная крепь АР-1

3. Материал крепи – металл

4. Расстояние между анкерами в ряду –1,45м

5. Расстояние между рядами анкеров – 1,5м

6. Диаметр анкера – 32мм, диаметр шпура – 40мм

7. Длина анкера – 0,5м, глубина шпура – 0,5м

8. Расход крепи на 1пм – 2шт

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.

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 пород ХV-ХХ категорий – 0,75-0,9. При реализации паспорта БВР, совершенствуя схему расположения шпуров и некоторые другие параметры, добиваются, чтобы фактическое значение КИШ было бы не ниже принятого при проектировании.

Современный ассортимент выпускаемых взрывчатых веществ по своей номенклатуре и качеству соответствуют самым разнообразным горнотехническим условиям при проведении горноразведочных выработок. На выбор ВВ особое влияние оказывают крепость пород и их обводненность, способ заряжания шпуров. Выбор средств инициирования зависит от принятого способа взрывания зарядов. Для нашего случая мы выбираем взрывчатые вещества Nobelit 216Z, который производится Навоийским горно-металлургическим комбинатом

Nobelit 216Z – предназначен для ведения взрывных работ на земной поверхности, а также на подземных работах, кроме шахт опасных по взрыву угольной пыли или горному удару.

Состав Nobelit 216Z:

Техническая характеристика Nobelit 216Z

Определим глубину шпуров исходя из заданной скорости проходки:

l = L /( T *к* m *з) =380/(61*1*3*0,85) » 2,45м, где

L=380м- проектная длина штрека;

T= 2мес = 61дней- время, отводимое на проходку выработки;
m = 3 - число рабочих смен в сутки;

- число циклов в каждой смене;

з - коэффициент использования шпуров.

Для патронов диаметром 36мм следует применять в качестве породоразрушающего инструмента съёмные коронки КДП-40-25. Марка твёрдого сплава ВК – 15 или ВК – 11В.

Основные параметры буровой коронки КДП 40-25

Типоразмер коронки КДП-40-25

Диаметр, мм 40

Размеры посадочного конуса, мм 25

Высота коронки, мм 75

Масса коронки, кг 0,45

Буровые коронки КДП-40-25 предназначены для бурения шпуров в горных породах с коэффициентом крепости f=6ч20 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 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. Буровой комплект состоит из 2-4 штанг. Мы выбираем буровой комплект, состоящий из 4-х штанг БШ25-700, БШ25-1600, БШ25-2500, БШ25-3400 длиной 700, 1600, 2500, 3400мм массой соответственно 2,8; 6,3; 9,9; 13,1кг.

Рассчитаем продвигания забоя за цикл (длина уходки):

Проверочный расчёт: l = l _ух *к*Т * m = 2,1*1*61*3 = 384,3м

Длина наклонных шпуров в комплекте:

Длина врубовых шпуров длинее остальных на 20%:

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

f ^Б = f /3 + = 12,0

Рассчитаем коэффициенты относительной работоспособности ВВ

определим влияние зажима пород

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

q₀ = 1,6 e = 2,0 кг/куб.м

e - коэффициент работоспособности ВВ.

Определяется удельный расчётный расход ВВ:

, где

f¹ - коэффициент структуры породы

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

, где

- диаметр патрона;

- плотность ВВ в патроне;

- коэффициент заполнения шпура взрывчатым веществом.

принимаем 46 шпуров.

В связи с большой шириной выработки (двухпутка) один ряд клинового вруба увеличит выход негабаритов, а при увеличении массы зарядов во врубах про-изойдет большой разлет породы. В связи с тем, что бурение шпуров осуществ-ляется в крепких породах и согласно рекомендациям, эффективнее всего применить двойной клиновой вруб который состоит из 10 шпуров [4. стр292]. При этом длина первого ряда врубовых шпуров короче второго ряда на 1м. Итак, первый ряд врубов состоит из 4-х шпуров длиной по 2,0м, второй – из 6 шпуров по 3,0м. Принимаем следующее число шпуров в комплекте: врубовых – 10; отбойных – 8; оконтуривающих – 28. У почвы выработки расстояние между шпурами несколько уменьшаем. Один оконтуривающий шпур пробуривается под углом 70⁰ для проходки канавы.

Расход ВВ Nobelit 216 Z на один цикл:

Средняя масса одного шпурового заряда будет равна:

Расчётная масса заряда врубового шпура должна быть не менее:

Масса зарядов всех врубовых шпуров:

Общая масса зарядов отбойных и оконтуривающих шпуров:

Средняя масса отбойного и оконтуривающего шпуров:

Из условия размещения в шпуре целого числа патронов, количество патронов в каждом шпуре принимаем:

Во врубовом шпуре: длиной 3м

Во врубовом шпуре: длиной 2,0м принимаем 3патрона

В отбойном шпуре:

В оконтуривающем:

Фактическая масса заряда каждого шпура будет равна:

Длина шпурового заряда:

врубовых l _з.вр = к* l _п = 4*0,5 = 2,0м; l _з.вр = к* l _п = 3*0,5 = 1,5м

отбойных и оконтур. l _з.от = l _з.ок = к* l _п = 3*0,5 = 1,5м

Найдём фактический коэффициент заполнения шпуров взрывчатым веществом:

Для врубовых шпуров: ;

Для отбойных шпуров:

Для оконтуривающих:

Длина забойки в каждом шпуре составит:

;

Фактический расход ВВ на цикл составит:

Объём отбиваемой породы за взрыв составит:

Фактический удельный расход ВВ будет равен:

Расход ВВ на 1 п.м. выработки:

Объём бурения в цикле составит:

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

Чем крепче порода, тем ближе друг к другу должны быть расположены врубовые шпуры и тем меньше относительный объём врубовой полости. Расстояние между парами врубовых шпуров при диаметре патрона 36мм и работоспособности 360 см³ 40ч45 см.

Расстояние между отбойными шпурами, оконтуривающими и врубовыми, должны быть, не более, преодолеваемой взрывом ЛНС (линии наименьшего сопротивления W – кратчайшего расстояния от заряда до свободной поверхности, образованной


29-04-2015, 00:53