Техника разведки Выбор и

Поперечный типовой разрез шурфа

1 — бадья; 2 — проводник; 3 — вентиляци­онная труба; 4, 5 — трубы для сжатого воздуха и воды; 6 — венец крепи; 7 — кабели; в — отшивка; 9 — лестничное отделение

Размеры прямоугольных сечений чаще принимают равными 1,25; 1,5; 2,0 м² и реже больше. Размеры: 1,25м² (1х1,25м); 1,5м² (1х1,5м); 2м² (1,25х1,60м); 4м² (1,6х2,5м). Максимальная глубина шурфов 40м.Шурфы сечением 1.25 и 1.5 м² проходятся на глубину до 20 м, шурфы сечением 2.0 м² проходятся на глубину до 30 м, 4.0 м² предусмотрено проходить на глубину до 40 м.

По заданию необходимо пройти 3 шурфа глубиной 25м. каждый:

0,0-5,0- наносы

5,0-20,0- песчаник

20,0-22,0- гранит-порфиры

22,0-24,0- кварц-гюбнеритовая руда

24,0-25,0- гранит-порфиры

Поперечные размеру шурфов при геологоразведочных работах выбираются в зависимости от глубины выработок, а также с учетом конструкции крепи.

Учитывая особенности петрографического состава и физические свойства по­род, а также технику и глубину проходки, принимаем прямоугольную форму попе­речного сечения шурфов с размерами 1,5 м (1,0x1,5).

1,5м

2.2.Выбор и обоснование способа проходки, основного оборудования

Способ проходки горной выработки в основном зависит от положения ее в пространстве (вертикальная, наклонная, горизонтальная), крепости, строения горной породы, их водоносности и имеющегося в наличии оборудования. В зависимости от устойчивости пересекаемых пород и грунтовых вод различают обычные и специальные способы проведения выработок. Обычный способ применяют при сравнительно небольшом потоке воды в крепких и устойчивых породах, допускающих обнажение забоя, кровли и боковых стенок выработок.

Способы проходки канав

Разведочные канавы проходят следующими способами:

1 .вручную

2 .с применением буровзрывных работ

1 .При проходке канав вручную проводят следующие подготовительные операции:

· Разметка канала

· Разрыхление породы при помощи койла или лома

· Выбрасывание породы вручную на поверхность

· Выравнивание стенок канала

Этот способ применим к породам 1-4 категориям по классификации буримости. Проходка канав может осуществляться механически (с помощью землеройных машин), однако, в таком случае сечение канав получится прямоугольным и необходимый наклон стенок отсутствует.

2. При проведении разведочных работ в крепких коренных породах (мерзлых) проходка осуществляется с применением буровзрывных работ. Проводят следующие подготовительные работы:

· Разметка линии канавы

· Разметка шпуров

· Бурение и очистка шпуров

· Закладка взрывчатого вещества и взрывание

· Уборка взорванной породы с выбросом ее на поверхность

· Выравнивание стенок и дна канавы

Способы проходки шурфов

1 .вручную

2 .с применением буровзрывных работ

1. При проходке шурфов ручным способом выполняются следующие операции:

· Подготовка площади для заложения шурфа

· Разметка контуров выработки

· Проветривание забоя

· Подъем отбитой породы на поверхность

· Крепление шурфа в случае необходимости

2 . При проходке шурфов буро-взрывным способом выполняются следующие операции:

· Бурение шпуров, их зарядка и взрывание

· Проветривание забоя после взрыва

· Монтаж воздухопровода

· Возведение крепий

Исходя из проектного геологического разреза, выбираются два способа проходки горных выработок: ручной способ и с применением буровзрывных работ. Буровзрывной способ представляет собой бурение в породе шпуров и закладывания в них взрывчатки с последующим взрыванием и выносом породы на поверхность.

Шпур – это слабоконическое округлое отверстие в горной породе. Диаметр шпура определяется диаметром патрона взрывчатого вещества.

Бурение шпуров осуществляется механическим способом и по характеру разрушения породы делится на 2 вида:

1. ударное бурение шпуров (бурятся шпуры в породах VI-X категории, f ≥ 3);

2. вращательное бурение шпуров (бурятся шпуры в породах от I до V категории,f от 9-10).

При вращательном бурении процесс выбуривания породы происходит непрерывно, в то время как при ударном бурении – только в момент удара. Поэтому вращательный способ более производителен, чем ударный.

По роду используемой энергии бурение может быть ручным и механическим. Механизмы, используемые при бурении шпуров, называются перфораторами.

По назначению перфораторы делятся на:

1. ручные (вес до 25 г, бурятся или с руки или с поддерживающей колонки. Частота ударов от 700 до 1100 уд/мин. Применяется для бурения пород средней крепости и крепких).

2. колонковые (вес до40 кг, большая мощность. Устанавливается либо на специальных буровых каретках или на колонках. Применяется для крепких и весьма крепких пород).

3. телескопные (для бурения шпуров вертикально вверх, т.к. все остальные не могут это делать. Представляют собой телескопическую колонку, на верху которой установлен перфоратор).

Проходка канав:

Проходка канав осуществляется ручным и буровзрывным способами. Проектируется проходка 20 канав длиной 25 м каждая.

Проходка канав сначала осуществляется вручную(0,0-2,5м): производится разметка канавы, разрыхление породы при помощи кайла или лома, выбрасывание породы лопатой на поверхность, выравнивание стенок канавы, отбор проб и геологическая документация.

Далее проходка канавы в интервале 2,5-3,0 м осуществляется с применением буровзрывных работ.

Бурение шпуров осуществляется при помощи перфоратора ПА-23к с армированными бурами диаметрами 43,41мм (шаг 2мм), при обязательной мокрой промывке шпуров.

Техническая характеристика перфоратора ПА-23к:

Проходка шурфов.

Проектируется проходка 3 шурфов сечением по 1,5 м² и глубиной 25м каждая.

Проходка ведется с применением ручных и буровзрывных работ.

Бурение шпуров осуществляется перфоратором ПА-23к армированными бурами диаметрами 43,41,39мм (шаг 2мм), при обязательной мокрой промывке шпуров.

Таблица №4

“Распределение пород по категориям буримости и выбор способа проходки“

2.3.Буровзрывные работы

Буровзрывной способ проходки является наиболее сложным. Он включает ряд последовательных операций, составляющих вместе проходческий цикл:

1) разметка шпуров на забое выработки;

2) бурение шпуров;

3) зарядка шпуров ВВ;

4) взрывание зарядов (опалка);

5) проветривание забоя;

6) уборка разрыхленной взрывом породы;

7) настил путей;

8) монтирование воздухопровода.

Все буровзрывные работы производятся в строгом соответствии с паспортом этих работ. Погрузка породы производится при помощи грейферных грузчиков ГШГ-1. Подъем породы производится при помощи лебедки ЛГПЛ-230 [12].

2.3.1.Расчет рациональной длины заходки и глубины шпуров

Условиями для определения рациональной длины заходки являются:

· сечение горной выработки (1,5 м² )

· средняя расчетная глубина шурфа (12,5 м)

· категории пород по буримости (I, V и XV)

· коэффициент крепости f:

песчаник f=3

гранит-порфир f=15

кварц-гюбнеритовая жила f=15

· тип перфоратора (ПА-23)

· крепление:

наносы - сплошная венцовая крепь,

скальные породы - сплошная венцовая крепь в разбежку

количество шпуров на забое:

N=2.7* ,

где f- крепость, а S- площадь забоя

1. f=3: N=2.7*=6

2. f=15: N=2.7*=13

- продолжительность рабочего дня =6 часов

- число проходчиков на забое=1 человек

- затраты труда в чел. и часах на 1 м горной породы (приведены в таблице №5)

Таблица №5

“Затраты труда в чел. и часах на 1 м горной породы”

L _зах =,

где L_зах – рациональная длина заходки

n – число проходчиков

m =6 (число часов в рабочей смене)

Q_пр – производительные затраты

L_{зах 5} =0,584м

L_{зах 15} =0,467м

L _шп = L _зах /0, 9, м,

где L_шп – глубина шпуров

V кат: L_шп = 0, 65м

XVкат: L_шп =0, 52м

Таблица №6

“Затраты труда для проходки гранит-порфиров и кварц-гюбнеритовой жилы”

2.3.2.Разметка и бурение шпуров

Условия расположения шпуров:

1. шпуры должны быть расположены таким образом, чтобы соблюдалась равномерная работа каждого шпура, исключая подрыв рядом расположенных зарядов

2. отбойка породы должна быть в контурах выработки

3. должно быть соблюдено равномерное дробление породы

Схема расположения шпуров:

1 гр.- врубы со шпурами, расположенные наклонно к оси выработки

2 гр.- врубы со шпурами, расположенные параллельно к оси выработки

3 гр.- комбинированная выработка

1 гр.

1. К врубам относятся центральный, пирамидальный грунт – при проходке горных выработок в породах средней и выше средней крепости массивной структуры и трещиноватой структуры. Количество врубовых шпуров- до 6 штук. В крепких и очень крепких вводится в центре холостой шпур.

2. Вертикальный и горизонтальный клиновый вруб - при проходке горизонтальных выработок в породах различной крепости. Условием для этого вруба является трещиноватость и слоистость пород. Количество не превышает 8 штук. Для усиления эффекта применяются дополнительные шпуры

3. Верхний, нижний и боковой врубы. Применяются при прохождении горизонтальной или слабо наклонной выработках.

2 гр.

1. Призматический вруб. Он применяется в породах любой крепости с различным сечением и геологической ситуацией. Число шпуров не превышает 4 штуки. Если очень крепкие породы, то в центре бурится холостой шпур. Этот тип применяется при быстрой проходке горных пород за счет большой эффективности

2. Щелевой вруб. Все шпуры вруба располагаются на одной прямой. Заряжаемые и холостые шпуры чередуются между собой через 1. Применяется по хрупким породам, в монолитных породах.

3. Спиральный вруб.

Количество заходок по проходке горных выработок равно отношению длины выработки к длине одной заходки.

Объем взорванной породы в массиве одной заходки равно произведению площади сечения горной выработки на длину заходки. За минимально допустимую глубину шпура принимаем 0,5м.

Расчет количества шпуров и разметка для канав:

количество шпуров на забое:

N =2.7* ,

где f- крепость, а S- площадь забоя

N=2, 7* = 41,

Длина шпуров L_шп =h/0.85=0.5/0.85=0.6

Расчет количества шпуров и разметка для шурфа:

Количество шпуров на забое (N): при f=3: N=6, при f=15: N=13

Схема расположения шпуров на забое выработок:

канава: шурф:

15 категория

2.3.3.Обоснование выбора и расчет требуемого количества ВВ

Выбор ВВ определяется характером выработки, степенью увлажненности на забое, насыщенностью выработок газами и пылью. Выбирается аммонит скальный №1 патронированный.

Свойства взрывчатого вещества:

- Работоспособность 450м³

- Коэффициент работоспособности 0,85

- Бризантность 18мм

Расход количества ВВ на 1 м² рассчитывается по формуле Покровского:

q = q ₁ · c · w · e ,

где q₁ – нормальный удельный расход заряда ВВ для образования воронки глубиной 1 м;

c – структурный коэффициент взрываемой породы;

w – коэффициент, учитывающий влияние степени зажима породы

e – коэффициент, учитывающий работоспособность ВВ.

Для канав:

Расход количества ВВ на 1 м²

q₁ = 0.34 кг/м³ ,

c = 1.0, w = 1, e = 0, 85

q=0, 29 кг/м³

Расчет количества ВВ на одну заходку:

Q _зах. = V * q , кг

где V – объем взорванной породы на 1 заходку.

V = S * l _зах , кг,

где S- площадь забоя горной породы (0,3м)

l_зах –длина заходки (20м)

V=6 м³ , Q_зах =6*,29=2,94кг

Расчет зарядов шпуров рассчитывается по формуле:

q _шп = Q _зах / N , кг,

где N- количество шпуров на забое

q_шп =0,08

Заменяем расчетное количество взрывчатого вещества на стандартные патроны. Применяем стандартный 100г патрон взрывчатого вещества. Перечисляем количество взрывчатого вещества на одну заходку:

Q_зах =0,1*41=4,1кг

Q_общ =41*20=82кг

Расчет длины забоя шпуров:

L_заб =l-L_зар +0,15м,

где l- глубина забоя горной выработки,

L_зар - глубина зарядки шпуров

L_заб =0,6-0,12+0,15=0,63м

Для шурфов:

Расход количества ВВ на 1 м²

q₁ = 0,49 кг/м³ ,

c = 1.0, w = 2, e = 1,05

q=1,03 кг/м³

Расчет количества ВВ на одну заходку:

Q _зах. = V * q , кг

где V – объем взорванной породы на 1 заходку.

V = S * l _зах , кг,

где S- площадь забоя горной породы

l_зах –длина заходки

V₅ =1,5*0,65=0,9м³ , V₁₅ =1,5*0,52=0,7м³

Q_{зах 5} =0,9*1,03=0,93кг, Q_{зах 15} =0,7*1,03=0,72кг

Расчет зарядов шпуров рассчитывается по формуле:

q _шп = Q _зах / N , кг,

где N- количество шпуров на забое

Заменяем расчетное количество взрывчатого вещества на стандартные патроны. Применяем стандартный 100г патрон взрывчатого вещества для врубовых шпуров и ½ 100г патрона для отбойных. Перечисляем количество взрывчатого вещества на одну заходку:

Q_{зах 5} =0,1*2+0,05*4=0,4кг

Q_{зах 15} =0,1*4+0,05*8=0,8кг

Q _зах = q _отб * n _отб +1,3 q _отб * n _вр,

где q_отб - заряд отбойных и вспомогательных шпуров

n_отб - количество отбойных и вспомогательных шпуров

q_вр - заряд врубового шпура. Он равен 1,3q_отб

n_вр - количество врубового шпура

5 кат: q_отб =0,05, q_вр =0.07

15 кат: q_отб =0,05, q_вр =0.07

Расчет длины забоя шпуров:

L_заб =l-L_зар ,

где l- глубина забоя горной выработки (20м),

L_зар - глубина зарядки шпуров (5 кат-0, 65м, 15 кат-0, 52м)

L_{заб 5} =20*0,65+0,15=13,15м

L_{заб 15} =20*0,52+0,15=10,55м

2.3.4.Обоснование способа и выбор средств взрывания

При выборе взрывания нужно учесть все способы взрывания и выбрать наиболее подходящий. Следует выделить следующие способы:

1. огневой

2. электрический

3. с применением детонирующего шпура.

В данном курсовом проекте предусматривается применение электрический способа взрывания для шурфа и огневой для канавы, т.к. для шурфа это обязательный способ, а для канавы наиболее простой и надежный.

Канавы

Взрывание шпуров огневым способом состоит из следующих последовательных операций:

- изготовление зажигательных трубок

- изготовление патронов-боевиков

- зарядка шпуров

- забойка шпуров

- зажигание шпуров

По соображениям «Правил техники безопасности» минимально допустимая длинна отрезка огнепроводного шнура, должна быть не короче 1 м. зажигательная трубка представляет собой капсель - детонатор с введенным внего отрезком огневого шнура. Патрон-боевик это патрон ВВ с зажигательной трубкой.

Длина шнура для шпура равна длине забойки, таким образом, она составляет 0,5 м на один шпур. Общее количество шпуров 41 шт. Длина канавы - 25 м, следовательно, количество огневого шнура на одну канаву составляет 25 м, да плюс еще 200 м шнура, рассчитанного на безопасную зону.

Для данного процесса требуетсяогневой шнур:

a) На одну канаву: 200+10+25=235м.

b) На 20 канав: 235*20=4700 м.

Применяется нормальный огневой шпур. Для поджигания всех отрезков основного шнура, во всей канаве одновременно.

Паспорт буровых работ (канавы):

- площадь сечения выработки- 15м²

- категория пород (кварц-гюбнеритовая руда) по ММ. Протодьякову- XlV

- длина выработки- 25м

- количество шпуров-41шт

- длина шпуров- 0,5 м

- глубина зарядки шпуров- 0,63м

- коэффициент использования шпуров- 0,85

- взрывчатое вещество- Аммонит №1

- способ взрывания - огневой

- средства взрывания - шнур

- количество ВВ на одну заходку: 2,94кг

- заряд шпуров: 0,08

- длина забойки- 0,24м

Шурфы

При проходке любых вертикальных выработок обязательным является элек­трический способ взрывания.

Электродетонаторы.

При электрическом способе взрывание патрона-боевика производится электродетонатором (ЭД). ЭД представляет собой капсюль-детонатор, соединенный с электровоспламенителем - константановым или нихромовым мостиком накалива­ния, покрытым воспламенительным составом из бертолетовой соли, роданистого свинца и столярного клея.

При прохождении электрического тока мостик накаливания зажигает воспламенительный состав, пламя которого через отверстие чашечки КП возбуждает взрыв первичного инициирующего взрывчатого вещества детонатора.

Для соблюдения необходимой очередности взрыва зарядов ВВ предполагается использование электродетонаторов мгновенного, замедленного и короткозамедленного действия.

В электродетонаторах замедленного действия между электровоспламените­лем и чашечкой помещена дистанционная трубочка с медленно горящим составом из перекиси бария, селитры и изотопа. Время замедления зависит от длины трубки и составляет 0,5-10 с. В электродетонаторах короткозамедленного действия применяют замедляющий состав из свинцового сурика, силикокальция, ферроси­лиция, время горения которого измеряется в тысячных долях секунды (15-1000 мс). ЭД замедленного и короткозамедленного действия изготовляют со степенью замедления, кратной 0,25 с (0,5 мс) и 25 с (50 мс). Электрическое сопротивление ЭД всех видов от 0,65 до 2 Ом.

Электродетонаторы мгновенного действия используются во врубовых шпурах (4 шт. на одну заходку), короткозамедленного действия - во вспомогательных шпурах (2 шт. на одну заходку), замедленного действия - в оконтуривающих шпу­рах (4 шт. на одну заходку) [12].

Характеристика ЭД

Количество детонаторов на1заходку равно количествушпуров на1 заходку + 10 % на отказы.

Расчет количества ЭД

Проводники электрического тока.

Для передачи электрического тока от источника тока к детонаторам применя­ют изолированные медные проводники.

В зависимости от назначения проводники называются детонаторными, соеди­нительными и магистральными. Соединительные проводники применяются для со­единения отдельных детонаторов или зарядов между собой, магистральные - для монтажа всей магистрали, то есть взрывной сети. В качестве детонаторных будут использованы проводники марки ЭР с резиновой изоляцией, в качестве магист­ральных и соединительных - проводники марки ПР-500.

Характеристика проводников

Расчет электропроводного шнура при электровзывании предполагает потерю 10 п.м. детонаторного шнура при каждом взрыве и 200 п.м. магистрального шнура, кото­рые при взрывах не теряются и необходимы взрывнику для обеспечения взрыва с со­блюдением всех мер безопасности, так как радиус опасной зоны при шнуровых взрывах должен быть не менее 200 м.

Схема соединения зарядов

R=R_m +R_с +r_э *n=400+10+10*13=540м

(R_m -радиус магистральных проводов, r_э -радиус электродетонаторов, n- количество шпуров)

Расчет количества проводников

Источник тока.

В качестве источника тока используется конденсаторная взрывная машинка ВМК 3/50.

Техническая характеристика источника тока

Паспорт буровзрывных работ (шурфы):

Площадь сечения выработки-1,5м

Длина выработки-25м

Категория пород по М.М.Протодьяконову:

- Песчаники- 5 кат.

- Гранит-порфиры и кварц-гюбнеритовая руда-15 кат.

Тип вруба - пирамидальный

Общее количество шпуров:

- 5 кат- 6 (из них 2 врубовых , 4 отбойных)

- 15 кат-13 (из них 4 врубовых, 8 отбойных)

Глубина шпуров:

5 кат: 0,65

15 кат: 0,52

5

Длина заходки:

5 кат: 0,584м

15 кат: 0,467м

Количество заходок на всю выработку: 40

Взрывчатое вещество: Аммонит №1

Средства взрывания:

-электродетонаторы:

о мгновенного действия ЭД№8М

о замедленного действия ЭД/М/-ЗД№8

о короткозамедленного действия ЭД /М/-КЗ № 8

- проводники

о


29-04-2015, 01:09