Виконання підривних робіт

• 1. Характеристика геологічних і гірничотехнічних умов підрівних робіт
• 2. Вибір методу ведення підривних робіт
• 3. Вибір бурових машин і бурового інструмента
• 4. Вибір довжини заходки lзах
• 5. Визначення витрат вибухових речовин
• 6. Визначення кількості шпурів, вибір врубу
• 7. Розрахунок параметрів зарядів
• 8. Вибір матеріалу і конструкції забійки, розрахунок її довжини. Конструкція заряду
• 9. Вибір та розрахунок водорозпушувальних завіс
• 10. Розрахунок параметрів електропідривної мережі, вибір контрольно-вимірювальних та підривних приладів
• 11. Організація робіт з підготовки, заряджання та підривання зарядів
• 12. Вартість робіт буропідривного комплексу
• Висновок
• Джерела інформації

1. Характеристика геологічних і гірничотехнічних умов підрівних робіт

Характеристика геологічних та гірничотехнічних умов виконання підривних робіт — вихідні данні по проведенню підземної гірничої виробки представлені в таблиці 1.1

Таблица 1.1

2. Вибір методу ведення підривних робіт

У залежності від гірничо-геологічних умов проведення виробки обґрунтовуються та обираються: метод виконання підривних робіт — контурне, тому що воно дає, можливість відділяти від масиву породу по необхідному нам перерізу. Також воно дає незначні перебори порід та мінімальний вплив на за контурний масив. Спосіб електричного підривання — уповільнене. Найчастіше зараз в умовах вугільних шахт небезпечних за вибухами пилу та газу використовується запобіжні потужні електродетонатори уповільненої та короткоуповільненої дії зниженої чутливості до дії зарядів статичної електрики і блукаючих струмів.

Режим підривання — звичайний.

Я обрав цей спосіб, тому що струсне підривання використовують при проведенні виробок небезпечних по викидам пилу, вугілля та газу. А за моїми умовами категорія шахти за газом — ІV. А для струсного підривання необхідною умовою є V категорія за викидами газу. Виходячи з геологічних умов, для виконання підривних робіт можна використовувати вибухові речовини ІV запобіжного типу, таких як:

Аммоніт ПЖВ-20 чи Аммоніт Т-19.

Характеристика обраної вибухової речовини — Амоніту Т-19

Дієздатність: 270−280 см³

Теплота вибуху: 3400 кДЖ/кг

Щільність ВВ: 1,05 — 1,20 г/см3

Діаметр патрона: 36−37 мм

Довжина патрону у см при його масі у г: 17/16

k1: 1

3. Вибір бурових машин і бурового інструмента

Найраціональнішім способом проведення буріння шпурів є використання буронавантажувальних установок, які одночасно можуть проводити буріння шпурів та навантаження породи, що дуже скорочує терміни виконання даних робіт, а слідом, збільшує продуктивність праці.

Для даних умов прийнятним вибором є буронавантажувальна машина 2ПНБ2Б, що призначена для буріння шпурів і навантаження підірваної гірничої маси при буропідривному способі ведення гірничих робіт у горизонтальних і похилих (до ± 10°) виробках. Машина комплектується двома змінними бурильними машинами: електричної - при бурінні порід міцністю від 6 до 8 од. по Протодьяконова, пневматичної - при бурінні порід міцністю від 8 до 12 од. по Протодьяконова. Частина, що нагортає, з поворотним конвеєром забезпечує ефективне навантаження гірничої маси в будь-які транспортні засоби.

Рис 1. — Буронавантажувальна машина типу 2ПНБ2 призначена для використання в горизонтальних і похилих (до ±10°) виробках і в очисних камерах.

4. Вибір довжини заходки lзах

Проведемо вибір довжини заходки (lзах), планованого коефіцієнта використання шпурів (КВШ) (з), визначення глибини шпурів (lшп) і об'єму гірської маси, що підривається. Довжина заходки повинна забезпечувати нормативну (або потрібну) швидкість проведення виробки

м

де V_міс — місячна швидкість проведення виробки (вихідні дані = 190 м/міс)

T_ц — тривалість прохідницького циклу при проведенні виробки буропідривним способом (6 годин);

n_дн — кількість робочих днів прохідницької бригади в місяць (25 днів);

T_доб — кількість годин роботи прохідницької бригади за добу при проведенні гірничої виробки (24 години).

lзах = 190*6/25*24 = 1,9 м

Значення коефіцієнта використання шпурів (з) приймаємо залежно від коефіцієнта тривкості породи f за шкалою проф.М. М. Протодьяконова і площі поперечного перетину виробки в проходці Sпр. Так як при даних мені умовах дві відкриті поверхні, КВШ приймають з = 0,9…0,95

Глибину шпурів визначаю за формулою

м, lшп =1,9/0,95 = 2 м

Об'єм гірської маси, що підривається, визначаємо за формулою

м³

V_зах = 1,9 * 12,8 = 24,32 м³

5. Визначення витрат вибухових речовин

Розрахункова витрата вибухових речовин на заходку Q_розр визначаємо за формулою

кг

де q — питома витрата вибухової речовини, кг/м³. Питому витрату вибухової речовини (кількість вибухової речовини на 1 м³ породи, що підривається) визначають за формулами проф. М. М. Протодьяконова і Н. М. Покровського. Для вибоїв виробки з двома відкритими поверхнями: за формулою проф. М. М. Протодьяконова:

кг/м³

де В — ширина породної підривки (4,35 м).

е^-1 = 525/Р (ВР) — коефіцієнт, що враховує працездатність прийнятої вибухової речовини;

Р (ВР) — працездатність прийнятої вибухової речовини, (275 см³);

k — коефіцієнт збільшення витрати вибухової речовини при машинному завантаженні для кращого дроблення породи, k=1,2−1,3;

525 — працездатність 93% динаміту, прийнятого проф.М. М. Протодьяконовим за еталонну вибухову речовину.

q_покр = 0,15 * * (+ ¼, 35) * (525/275) * 1,25 = 1,16 кг/м³

q_вуг = 0,15 * * (+ ¼, 35) * (525/275) * 1,25 = 0,36 кг/м³

q_під = 0,15 * * (+ ¼, 35) * (525/275) * 1,25 = 0,63 кг/м³

за формулою професора Н.М. Покровського:

кг/м³

де q_1п=0,1f_п — нормальна питома витрата вибухової речовини,

f_п — коефіцієнт тривкості порід підривки;

S_1n — коефіцієнт текстури породи, приймають S₁=2 для пружних в’язких порід, S₁=1,4 для порід з дрібною тріщинуватістю і для вугілля, S₁=1,3 для порід із сланцевим заляганням і напластуванням, перпендикулярним напрямку шпурів;

V_1п — коефіцієнт зажиму породи, (для порід підошви V_1п=1,2 та V_1п=1,4 — для бічних порід на пластах крутого падіння).

е₁=380/Р (ВР) — коефіцієнт, що враховує працездатність прийнятої вибухової речовини

q`_під = 0,1* 3 * 1,3 * 1,2 * (380/275) = 0,65 кг/м³

q`_вуг = 0,1*1,6 * 1,4 * 1,2 * (380/275) =0,37 кг/м³

q`_покр = 0,1* 6 * 1,4 * 1,4* (380/275) = 1,63 кг/м³

За рекомендацією краще обрати показники питомих витрат вибухової речовини, що розраховані за формулами професора Н. М. Покровського.

q_{ср = (q`під + q`вуг + q`покр) /3 = (0,65 + 0,37 + 1,63) / 3 = 0,88 кг/м³}

Q_розр = 0,88 кг/м³ * 24,32 м³ = 21,5 кг

6. Визначення кількості шпурів, вибір врубу

Кількість шпурів на заходку визначають за формулою:

де d_п — діаметр патрону вибухової речовини, м;

k_зап — коефіцієнт заповнення шпурів (приймають 0,35−0,4 для порід з f<5, 0,45 — для порід з f=5…8, 0,5-, 06 для порід з f>8);

— щільність патронування прийнятої вибухової речовини, (1050 кг/м³)

N = 1,27 * q * Sпр * з / k_зап* * =

= 1,27*0,88 * 12,8*0,95/0,35*1050*0,036 ² = 28,53 = 29 шт

підривна робота заряд шпур

Вибір типу врубу

Ураховуючи умови проведення виробки та характеристики вміщуючих порід, я прийшов до висновку у виборі вертикального клинового врубу, який приймають при умовах: lшп ? 1,7 м, f порід ? 7−8

Вруб проводимо по вугіллю f =1,6, lшп = 2 м

Кількість пар врубових шпурів: 2

Кут нахилу шпурів до поверхні забою: 75

Відстань між парами шпурів: 0,5 м

7. Розрахунок параметрів зарядів

Масу шпурового заряду визначають за формулою:

кг

q_ш = 21,5/29 = 0,741 кг ? 0,752 кг

Отриману величину округлюємо так, щоб прийнята величина була б кратна масі одного патрона. Після цього уточнюють розрахункову витрату вибухової речовини на заходку.

Q'_розр = 0,752 кг * 29 шт = 21,8 кг

8. Вибір матеріалу і конструкції забійки, розрахунок її довжини. Конструкція заряду

Довжину забійки визначають за формулою:

м

де l_п — довжина одного патрона вибухової речовини, м;

n_п — кількість патронів в шпуровому заряді, шт.

l_заб = 1,9 - 0,17*5 = 1,05 м

Величина забійки має бути не менше 0,5 м при довжині шпуру більше 1 м і не менше половини довжини шпуру при його довжині від 0,6 до 1 м.

Раціональним методом забійки у даних умовах, тобто у шахті, небезпечної за газом і пилом, є гідрозабійка у вигляді водонаповнених поліетиленових ампул із зворотним клапаном. Для запобігання розсуненню патронів цю забійку застосовують у поєднанні із запираючою забійкою з водопроникних матеріалів (піску, граншлака, суміші глини з піском) завдовжки не менше 15 см.

Конструкцію шпурового заряду з розташуванням патрона-бойовика та відображенням кількості патронів представлено у графічній частині курсового проекту.

9. Вибір та розрахунок водорозпушувальних завіс

Водорозпушувальні завіси створюють шляхом того, що розпушують воду з розміщених певним чином у привибійній ділянці виробки поліетиленових судин підриванням спеціального заряду вибухової речовини.

Для створення завіси застосовувати стандартні поліетиленові судини з корисною місткістю 20 і 30 л. Перші підвішують у виробці, а другі укладають на підошві. Для розпушення води застосовують патрон вугленіту Е-6 або вибухову речовину типа 12ЦБ масою 0,2 кг.

Введення вибухової речовини в судину, заповнену водою, повинне здійснюватися лише майстром-підривником після закінчення всіх операцій по заряджанню шпурів перед початком монтажу електропідривної мережі.

Питома кількість води в кожному ряду завіси повинна прийматися рівною 4 л на 1 м² площі поперечного перетину виробки в місці розташування судини.

N = qв*S_пр/Qв = 4 * 12,8/20 = 2,56

Приймаємо 3 шт,

де N — кількість сосудів з водою

qв — кількість води на 1 м перерізу виробки (4л)

Qв — кількість води в одному сосуді (20л)

При розпушуванні води відбувається зволоження і зв’язування відкладеного пилу, який перебуває у відбитої гірської маси, а також уловлювання та осадження зваженого пилу водяними краплями. Ефективність водорозпушувальних завіс залежить від питомої витрати рідини, дисперсності крапель, умов захоплення краплями пилинок (швидкості відносного руху частинок і крапель, електрозарядженості крапель), змочуваності пилу і рівномірності зрошення.

10. Розрахунок параметрів електропідривної мережі, вибір контрольно-вимірювальних та підривних приладів

Оптимальний час уповільнення:

tопт = (31,5*W/ () — 6* () +9,6) * K

де W — лінія найменшого опору; W = P_k / N_k * m

P_{k -} лінія розташування оконтурю вальних шпурів? периметру виробки;

N_{k -} кількість шпурів;

m — коефіцієнт зближення шпурів? 0,8−1 W = 12,6/29 * 0,9 = 0,48

_під? 1,3 fпід = 1,3 * 3 = 3,9

_вуг? 1,3 fвуг = 1,3 * 1,6 = 2,08

_покр? 1,3 fпокр = 1,3 * 6 = 7,8

К =2 — коефіцієнт Петрова;

tопт під = ((31,5*0,48/1,4 — 6*1,4 + 9,6) *2 = 24 мс = 30 мс

tопт вуг = ((31,5*0,48/1,2 — 6*1,2 + 9,6) *2 = 30 мс

tопт покр = ((31,5*0,48/1,67 — 6*1,67 + 9,6) *2 = 17,26 мс = 20 мс

Таким чином, я роблю висновок, що слід використовувати наступний тип електродетонаторів:

Для шпурів по породам підошви: «ЭДКЗ-2ПМ» — електродетонатор коротко уповільненої дії.

Для шпурів по вугіллю: «ЭДКЗ-2ПМ» — електродетонатор коротко уповільненої дії.

Для шпурів по породам покрівлі: «ЭДКЗ-1ПК» — електродетонатор коротко уповільненої дії.

Розрахунок електровибухової мережі:

Виходячи з того, що ми застосовуємо достатньо невелику кількість електродетонаторів можна використовувати послідовну схему з'єднання електродетонаторів.

Ця схема характеризується з'єднанням крайнього проводу першого та останнього ЕД з магістральним чи з`єднальним проводами, які йдуть до джерела току. Достоїнствами є: простота монтажу, легкості контролю справності мережі та простоті розрахунку. До недоліків схеми відносять неможливість одночасного підривання великої кількості зарядів, необхідність ретельного добору ЕД за опором, масовий відказ за несправності одного електродетонатору та вірогідність відказу при використанні ЕД з великим розкидом за імпульсом займання.

Визначення типів проводів, які використовуються при підриванні

З оглядом на умови проведення буропідривних робіт я прийшов до висновку, що типи проводів повинні бути наступними та мати такі характеристики:

Магістральні: ВП-0,8

0,8 (перетин жили) — 0,037 Ом (питомий опір однієї жили)

З`єднальні та проводів ЕД: ВП-0,5

0,5 (перетин жили) — 0,093 Ом (питомий опір однієї жили)

Розрахунок загального опору та величини постійного току в електровибуховій мережі

Rобщ = 2*lм*см+ Lс*сс+rд*N

де lм — довжина магістральних проводів, м (від місця вибуху до місця укриття підривника) = 600 + 110 + 20 = 730 м

см — питомий опір магістральних проводів, Ом/м (таблична величина)

Lс — довжина з`єднальних проводів, м (обирається графічно)

сс — питомий опір з`єднальних проводів, Ом/м (таблична величина)

rд — середній опір електродетонаторів, Ом

rд = с/S = 0,0175/0,5 = 0,35

де с — питомий опір матеріалу провода, (таблична величина)

S — переріз провода. (виходячи з обраних проводів)

N — кількість електродетонаторів

Rобщ = 2*730*0,037 + 29*0,48*0,093+0,35*29 = 65,5 Ом

Iг = 1,25А; =" U = Rобщ*Iг = 1,25 * 65,5 = 82 В

Визначення типу підривного прибору, що використовується при підриванні.

Головними факторами при виборі електропідривного прибору є можливість застосування у даних умовах, відповідність характеристик прибору розрахованим параметрам, серійне виробництво прибору.

Усім цим параметрам відповідає вибуховий прибор типу ВПА-60 з наступними характеристиками:

Кількість ініційованих ЕД нормальної чутливості: 60

Граничний опір вибухової мережі: 200 Ом

Амплітуда напруги вибухового імпульсу: 290 В

Час заряду конденсатора — накопичувача: 10 с

Кількість циклів роботи без підзарядки: 300

Габарити: 218×135×54,2 Маса: 1,9 кг

11. Організація робіт з підготовки, заряджання та підривання зарядів

Доставка вибухових речовин безпосередньо до місця проведення буропідривних робіт:

Доставка вибухових речовин вручну дозволяється без охорони, але при обов’язковій присутності майстра-підривника з залученням стажерів і помічників.

ВР повинна переноситися в заводській упаковці або ж в спеціальних сумках, які виключають можливість випадання ВМ, при цьому засоби ініціювання переносяться в окремій сумці.

Майстер-підривник може переносити одночасно не більше 12 кг ВР і не більше 150 електродетонаторів в різних сумках. Електродетонатори можна переносити тільки мастрові-підривнику.

Якщо майстер підривник переносить щось одне, то ВР допускається до 24 кг, а засобів ініціювання — до 500 електродетонаторів. Помічникам дозволяється переносити до 20 кг ВВ.

Охорона небезпечної зони та сигналізація при підривних роботах.

Існують правила ведення вибухових робіт, що забезпечують повну безпечність виконання цих робіт персоналом.

Безпечність усіх працівників забезпечується шляхом оточення небезпечної зони перед початком заряджання, з якої видаляються усі люди та не повертаються до закінчення вибухових робіт. Кордони небезпечної зони встановлюються виходячи з розрахунків безпечних відстаней за декількома факторами (по дії ударної повітряній хвилі; по розліту кусків підриваємого об'єкта; по розповсюдженню хмар ядовитих газів)

Границі небезпечної зони позначаються попереджувальними написами у вигляді переносних таблиць, число і місце установки яких визначається керівником ВР.

До охорони небезпечної зони залучаються робітники, після проведення попереднього інструктажу та забезпечення навчання правил безпеки.

При вибухових роботах обов’язково застосовуються звукові або світлові сигнали. Як правило, сигнали подаються в такій послідовності:

1. Попереджувальний: 1 тривалий звук

При подачі даного сигналу усі люди не задіяні в заряджанні і підриванні повинні покинути межі основної зони, а біля місць можлиих входів в небезпечну зону повинні бути виставлені пости охорони.

Підривники та їх помічники починають виробляти заряджання. Після заряджання на місці вибуху залишаються тільки підривники, які проводять монтаж електропідривної мережі. Після з'єднання електропідривної мережі, майстер-підривник віддаляється до безпечного місця. Після перевірки підривної мережі майстер-підривник подає 2 сигнал:

2. Бойовий: 2 тривалих звуки

Подача даного сигналу каже, що в лічені секунди станеться вибух.

Майстер-підривник, подавши бойової сигнал, подає до електровибухової мережі електричний струм. Після вибуху відводиться час на провітрювання, щоб утворюються при вибуху небезпечні гази розбавили до безпечних концентрацій.

Після закінчення часу на провітрювання на місце вибуху повертається майстер-підривник з керівником вибухових робіт. Вони оглядають місце вибуху на предмет зарядів, що відказали. Якщо такі є, майстер-підривник займається їх ліквідацією. Якщо їх не виявляється або вони ліквідовані, подається 3 сигнал:

3. Сигнал відбою: 3 коротких звуки

Після подачі цього сигналу всі люди повертаються в небезпечну зону і займаються своєю роботою.

Незалежно від специфіки вибухових робіт з послідовністю сигналів повинні бути ознайомлені всі працівники підприємства.

12. Вартість робіт буропідривного комплексу

Ціни на матеріали приймаємо за діючими прейскурантами:

Таблиця 12.1 — Витрати на матеріали при підривних роботах

Але зважаючи на необхідні найменші відстані від місця вибуху до розташування людей (200 м) та до механізмів (150 м) — приймає найменшу відстань від місця вибуху до розташування майстра-підривника — 200 м Визначивши необхідні параметри, розраховують остаточну вартість буропідривних робіт, ураховуючи вартість людського труда, вартість роботи техніки та ціни на необхідні матеріали.

Висновок

При виконанні даного курсового проекту, який підсумовує отриманні знання з курсу руйнування гірських порід, було оброблено багато джерел інформації, з яких ми отримали необхідні нам знання по проведенню робіт по руйнуванню порід вибухом, зокрема при ведені буропідривних робіт в умовах вугільної шахти; набули практичних навичок з оформлення та розробки паспорту буропідривних робіт.

У даному курсовому проекті розкриті наступні питання:

Характеристика геологічних і гірничотехнічних умов виконання підривних робіт;

Вибір методу ведення підривних робіт;

Вибір бурових машин та бурового інструменту;

Вибір довжини заходки;

Визначення витрат вибухової речовини;

Визначення кількості шпурів, врубу;

Визначення матеріалу і конструкції забійки, розрахунок її довжини;

Розрахунок параметрів зарядів;

Складення схеми розташування шпурів;

Розрахунок параметрів електропідривної мережі;

Вибір контрольно-вимірювальних та підривних приладів.

Таким чином, виконання даного курсового проекту дає нам змогу самостійно проводити розрахунок необхідних даних та вивчати особливості проведення підривних робіт та оформлення паспорту буропідривних робіт.

Джерела інформації

1. Методичні вказівки з оформлення і захисту студентських робіт (для студентів усіх спеціальностей і форм навчання) / Укл.О. О. Ісаєнков, Я. О. Ляшок. — Красноармійськ: КФ ДонНТУ, 2003. — 54 с.

2. Учбове-методичне видання // Проектування паспортів буровзривних робіт при проходці гірничих виробок / Укл. А. В. Меркулов, Ю. А. Сильченко, В. А. Скориков. — Новочеркаск: Шахтинський інститут ЮРГТУ, 2002. — 70с.

3. Єдині правила безпеки при вибухових роботах // Безпека при підривних роботах. Сб. документів. — Вип.1. Сер.13. — М.: НТЦ з безпеки в промисловості, 2001.

4. Суханов А. Ф., Кутузов Б. М. Руйнування гірських порід вибухом. М. Надра, 1983. УДК 622.233: 622.235.02 (075.8).

5. Довідник підривника. Под ред. проф., д. т. н. Б. Н. Кутузова. М. Надра, 1988. УДК 622.235−05 (035).

6. Довідник з гірничорудної справи. Под. ред. В. А. Гребенюка, Я. С. Пыжьянова, И. Е. Ерофеева. М. Надра, 1983. УДК 622.272.06: 622.34 (035).