Сооружение штольни в горной местности

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

Расчет электровзрывной сети.

Шпуры в комплекте взрываются в определённой последовательности (врубовые, отбойные, оконтуривающие вдоль боковых стенок и кровли выработки и нижние оконтуривающие. Минимальное число ступеней замедления – 4, оптимальное – 6.

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 34 электродетонаторов (n=18), 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, что принятая схема электровзрывания удовлетворяет всем требованиям безотказности взрывания.

Параметры буровзрывных работ.

Основные показатели буровзрывных работ .

5. Разработка паспорта проветривания

Выбор схемы проветривания:

Основной задачей проветривания тупиковых выработок является поддерживание установленных Правилами безопасности параметров рудничной атмосферы. Исходя из горнотехнических и горно-геологических условий данной выработки, наиболее приемлемым будет является комбинированный способ проветривания (выработка не опасна по газу и пыли). Комбинированный способ проветривания рекомендуется Правилами безопасности как основной. Его используют в выработках протяжённостью более 300 м. Комбинированный способ проветривания тупиковых выработок представляет собой сочетание нагнетательного и всасывающего способов. Он позволяет до максимума сократить время удаления газов и особенно целесообразен для проветривания протяжённых выработок большой площадью сечения, а также при скоростных проходках.

Основным недостатком этого способа в обычных условиях является наличие двух вентиляторных установок. Необходимость регулирования режимов их работы и увеличение эксплуатационных затрат.

Учитывая то, что заданная горная выработка имеет большую протяжённость 700м, площадь поперечного сечения – 6,8 м² , и неопасна по газу и пыли, принимаем комбинированный способ проветривания. При его использовании по всей длине трубопровода прокладывается только всасывающий трубопровод, а в призабойной части выработки – трубопровод, по которому в рабочую зону подается воздух из незагрязненной части выработки.

Нагнетательный вентилятор устанавливаемый в выработке должен располагаться от забоя выработки на расстоянии не менее длины зоны отброса газов L _{з.о .} .

Найдём длину зоны отброса газов по формуле: , где

- количество одновременно взрываемого ВВ, кг (78,5 кг);

- площадь поперечного сечения выработки в свету, м² (6,8 м² );

- подвигание забоя за один цикл, м (2,0 м);

- плотность горной породы, кг/м³ (2720 кг/м³ ).

L _з.о. = 110м

По Правилам безопасности отставание трубопровода от забоя допускается в горизонтальной выработке не более чем на 10 м. Исходя из этого, длина нагнетательного трубопровода будет равна. L _Т = 110 – 10 = 100м

Принимаем длину всасывающего трубопровода 700 м, так как всасывающий трубопровод устанавливается на расстоянии не менее 18÷20 м от забоя, а всасывающий вентилятор должен располагаться не ближе чем в 20 м от устья штольни во избежание подсасывания загрязнённого воздуха.

Расчёт подачи свежего воздуха для разжижения вредных газов от взрывных работ при комбинированном способе проветривания:

Количество воздуха необходимого для проветривания (подаваемое в забой), исходя из разбавления газов после взрывных работ по сухим породам, по формуле В.И. Воронина для нагнетательного вентилятора:

Q_З = 2,3*(А*S² * L² _з.о. *b_ф )^1/3 /t =

= 2.3*(78.5*6.8² * 110² * 40)^1/3 /1800 = 1.54 м³ /сек = 92,4 м³ /мин

- длина зоны отброса газов при взрыве, равная 110 м;

- фактическая величина газовости ВВ, т.е. объём условной окиси углерода, выделяемой при взрыве 1 кг ВВ, л/кг (40 л/кг);

- продолжительность проветривания, мин (в соответствии с ПБ , ).

- масса ВВ, взрываемого в одном цикле проходки;

- площадь поперечного сечения выработки в свету.

Количество воздуха, удаляемого из забоя всасывающим вентилятором при отсутствие перемычки на границе зоны отброса газов:

Q_З.ВС = 1,3* Q_З = 1,3*1,54 = 2,002 м³ /сек = 120,12 м³ /мин

Проверяем полученное значение на допустимую скорость движения воздушной струи по выработке:

V_d = Q_З.ВС /S = 2,002/6.8 = 0,3м/сек

Для эффективного выноса пыли из проектируемой выработки, скорость движения воздушной струи по штольне лежит в допустимых пределах

Определим количество воздуха исходя из минимальной скорости движения воздуха.

Количество воздуха по числу людей одновременно работающих в забое.

Если в выработке не ведутся работы, связанные с пылеобразованием и отсутствуют другие вредные вещества, подача воздуха должна составлять не менее 6 м³ /мин на каждого человека, считая по наибольшему числу людей в выработке:

,

- количество людей в забое.

Таким образом, для дальнейших расчётов принимаем количество воздуха на забой, исходя из условия минимальной скорости движения воздуха

Количество воздуха, удаляемого из забоя всасывающим вентилятором, при отсутствии перемычки на границе зоны отброса газов (во избежание рециркуляции воздуха):

Выбор типа и диаметра вентиляционного трубопровода.

Тип вентиляционных труб должен соответствовать площади поперечного сечения и длине выработки. Диаметр вентиляционных труб выбирается из расчёта, чтобы скорость движения воздушной струи по трубопроводу не превышала 20 м/с. Для нагнетательного вентилятора принимаем текстовинитовые гибкие вентиляционные трубы. Их главное достоинство – небольшая масса и невысокое аэродинамическое сопротивление.

Принимаем для нагнетательного вентилятора трубы из прорезиненной ткани (тип МУ) диаметром 0,4 м. У гибкого трубопровода в один из швов вмонтированы специальные крючки, с помощью которых он подвешивается к протянутому вдоль выработки тросу.

Скорость движения воздуха по трубопроводам удовлетворяет требованиям безопасности

Техническая характеристика гибких труб

Для всасывающего вентилятора принимаем металлические вентиляционные трубы. Учитывая длину всасывающего трубопровода, для приведения аэродинамического сопротивления в оптимальный предел значений принимаем диаметр всасывающего трубопровода равным 0,6 м.

Скорость движения воздуха по трубопроводам удовлетворяет требованиям безопасности

Расстояние от конца нагнетательного трубопровода до забоя должно быть не более:

Расстояние от конца всасывающего трубопровода принимаем:

Техническая характеристика металлических труб

Для стыковки гибких труб друг с другом в их концы вмонтированы стальные разрезные пружинящие кольца. Для соединения соседних звеньев пружинное кольцо одного звена сжимают и вводят внутрь другого. При включении вентилятора стык самоуплотняется.

Расчёт аэродинамических параметров трубопроводов.

Проветривание проектируемой горной выработки при её проведении осуществляется с помощью вентиляторов местного проветривания.

Аэродинамическими параметрами трубопровода являются аэродинамическое сопротивление, воздухопроницаемость и депрессия. По трубам воздух движется за счет разности давлений у их концов, которая затрачивается на преодоление сопротивлений, оказываемых ими. Аэродинамическое сопротивление трубопровода при любой форме его сечения определяется по формуле:

, где

- коэффициент аэродинамического сопротивления,;

- длина трубопровода, м;

- диаметр трубопровода, м.

Найдём аэродинамическое сопротивление трубопровода:

- для всасывающего вентилятора:

R_{T 1} = (6.48*a*L_T )/d_T ⁵ = (6.48*0.003*700)/0,6⁵ = 175 H*c² /м² , где

- коэффициент аэродинамического сопротивления;

- диаметр вентиляционной трубы для всасывающего вентилятора.

- для нагнетательного вентилятора:

R_{T 2} = (6.48*a*L_T )/d_T ⁵ = (6.48*0.0025*100)/0,4⁵ = 158 H*c² /м² , где

- коэффициент аэродинамического сопротивления;

- диаметр вентиляционной трубы для нагнетательного вентилятора.

Найдём воздухопроницаемость трубопроводов:

- коэффициент подсосов для всасывающего трубопровода:

к _у = (0,1* к _п *d_т *[L_Т *R^1/2 ]/l + 1)² = (0,1*0,002*0,6*[700*175^1/2 ]/4 + 1)² = 1,63

- коэффициент, характеризующий плотность соединения звеньев трубопровода (при хорошем качестве сборки).

- длина одной трубы, м;

L_Т =700м- длина всасывающего трубопровода, м;

- диаметр труб, м;

R_{T 1} =175 - аэродинамическое сопротивление всасывающего трубопровода ;

- коэффициент утечек для нагнетательного трубопровода:

к _у = (0,1* к _п *d_т *[L_Т *R^1/2 ]/l + 1)² = (0,1*0,0016*0,4*[100*158^1/2 ]/10 + 1)² = 1,016

- коэффициент, характеризующий плотность соединения звеньев трубопровода.

- длина одной трубы, м;

L_Т =100м- длина нагнетательного трубопровода, м;

- диаметр труб, м;

R_{T 2} =158 - аэродинамическое сопротивление нагнетательного трубопровода ;

Депрессия вентиляционных трубопроводов:

Общая депрессия, которую должен преодолеть вентилятор:

, где

- статическая депрессия, Па;

- депрессия за счёт местных сопротивлений (уменьшение диаметра, повороты трубопровода), Па;

- динамическая депрессия, Па.

Под депрессией вентиляционного трубопровода понимаются потери напора.

Статическая депрессия трубопровода (статистический напор вентиляторов):

, где

- коэффициент воздухопроницаемости трубопровода;

- необходимая подача свежего воздуха, м³ /с.

- аэродинамическое сопротивление трубопровода.

Депрессия вентилятора, необходимая для преодоления сопротивления трубопровода определяется по формуле:

- для всасывающего трубопровода

h_вс ^ст = 1,63*2,65² *175 = 2003 Па

- для нагнетательного трубопровода

h_Н ^ст = 1,016*2,0² *158 = 642 Па

В действительности, в трубопроводе из-за утечек расход воздуха по длине трубопровода непостоянен, поэтому при расчёте мы пользовались среднегеометрическим значением.

Депрессия на преодоление местных сопротивлений в гибком трубопроводе – зависит


29-04-2015, 00:54