Практические. Определение физикомеханических свойств горных пород и горнотехнических условий изучаемого объекта
 Скачать 2.12 Mb.
|
|
Тема: Изучение контрольно-измерительных приборов. Правила безопасного обращения с ВВ и СВ. Ознакомление с паспортом буровзрывных работ Цель работы: Научиться выбирать тип ВВ согласно горно-геологических условий проведения выработки. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • проходить выработки буровзрывным способом; Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы Для ведения взрывных работ в горной промышленности применяют различные промышленные ВВ. Многообразие условий применения и высокие технические требования к промышленным ВВ вызвали необходимость иметь их широкий ассортимент, насчитывающий десятки наименований. Инициирующие ВВ – способные даже в малых количествах взрываться под действием начального импульса любого вида и вызвать при этом детонацию промышленных ВВ. Тип ВВ выбирают прежде всего в зависимости от физических свойств разрабатываемых горных пород, учитывая скорость детонации, работоспособность, бризантность, кислородный баланс ВВ. Крепкие породы и весьма крепкие – используют ВВ со скоростью детонации 5,0-6,5 км/с; средние – требуют скорости детонации до 4 км/с. При проходке в слабых породах применяют низкобризантные ВВ. Следует отметить, что окончательно ВВ выбирают после проведения опытных взрывов. Таблица № 53.1 Условия разме- щения заря- дов ВВ Породы крепкие и весьма крепкие Породы средней крепости Породы слабые Шпуры в сухих проходческих и очистных забоях Аммонит скальный №1 Аммонал скальный №3 Аммонал водоустойчивый Аммонит № 6ЖВ Граммонал А-8 * Гранулит АС-8 * Гранулит АС-4 * Детонит М Динафтолит Игданит * Аммонит скальный №1 Аммонал скальный №3 Аммонал водоустойчивый Аммонит № 6ЖВ Граммонал А-8 * Гранулит АС-8 * Гранулит АС-4 * Детонит Игданит * Аммонал водоустойчивый Аммонал скальный №3 Аммонит № 6ЖВ Граммонал А-8 * Гранулиты М,АС-4,АС-8 * Детонит М Динафтолит Игданит Шпуры в обводненных проходческих и очистных забоях Аммонит скальный №1 Аммонал водоустойчивый Аммонит № 6ЖВ Детонит М Аммонит скальный №1 Аммонал водоустойчивый Аммонит № 6ЖВ Детонит М Динафтолит Аммонал водоустойчивый Аммонит № 6ЖВ Динафтолит Шпуры при проходке стволов шахт Аммонит скальный №1 Аммонал водоустойчивый Аммонит № 6ЖВ Детонит М Аммонит скальный №1 Аммонал водоустойчивый Аммонит № 6ЖВ Детонит М Динафтолит Аммонал водоустойчивый Аммонит № 6ЖВ Динафтолит * ВВ выпускаются россыпью для механизированного заряжания. Таблица 53.2 АБВ ГДЕ ЖЗИКЛ МНОРСТ прочие горная горизонтальная горизонтальная вертикальная вертикальная обводненная сухая обводненная крепкие средние мягкие крепкие средние Задание для практической работы: 1. Ознакомиться по литературе и сделать конспект ПБ при обращении с ВВ [Ткачев В.А., Кочетов Е.В.. Проведение и крепление горных выработок.] с. 88 2. Согласно варианта (таблица 2) выбрать тип ВВ при проходке горноразведочной выработки. При выборе ВВ необходимо воспользоваться рекомендациями таблицы 1. 3. Ответить на контрольные вопросы. Инструкция по выполнению практической работы 1. Конспект по ПБ при обращении с ВВ. 2. Выбрать ВВ согласно таблицы № 2 и написать его техническую характеристику из [Волков А.С.. Вращательное бурение разведочных скважин] с. 50. 3. Письменно ответить на контрольные вопросы Контрольные вопросы: 1. Приведите пример промышленных ВВ. 2. Назовите известные инициирующие ВВ. 3. По каким параметрам выбирается ВВ? 4. Что представляют из себя аммиачно-селитренные ВВ? 5. Чем отличаются нитроглицериновые ВВ? Содержание отчета по практической работе 1. Наименование работы 2. Цель работы 3. Оборудование (оснащение) работы 4. Задания для практической (лабораторной) работы и их выполнение 5. Письменные ответы на контрольные вопросы 6. Вывод ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3.22* Тема: Составление паспорта крепления горной выработки согласно заданным горно-геологическим условиям Цель работы: Научиться составлять один из документов на горную выработку – паспорт крепления. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • производить расчет конструкций крепи; • материалы горной крепи, их конструкции и расчет. Краткие теоретические и учебно-методические материалы Крепление горных выработок производится по разработанному паспорту, который состоит из чертежей и таблиц. Графическая часть паспорта представляет собой чертежи поперечного и продольного разрезов закрепленной выработки в М 1: 20 с узлами – конструкции крепи, устройство рельсовых путей и крепление водоотливной канавки. В таблицах паспорта приводятся данные о расходе крепежного материала, сведения о выработке и применяемом оборудовании (смотреть [Волков А.С.. Вращательное бурение разведочных скважин] с. 361 – 362). Паспорт крепления состоит: а) Выбора крепежного материала; б) Расчета величины горного давления; в) Расчета прочностных размеров крепи; г) Определения расхода крепежного материала; Пункт « а » смотреть [Волков А.С.. Вращательное бурение разведочных скважин] с. 139 Определение прочностных размеров крепи при проведении горизонтальной горной выработки: 1. Верхняк крепежной рамы работает как балка, лежащая на двух опорах при симметрично распределенной параболической нагрузке. Изгибающий момент нашей балки посредине будет: М изг = а Р 16 5 , кг · см где: Р – величина горного давления, кг; а – полупролет свода естественного равновесия, см. 2. Момент сопротивления верхняка: W = изгиба М изг , см 3 где: [σ] изг – допускаемое напряжение на изгиб материала крепи, [Волков А.С.. Вращательное бурение разведочных скважин] с. 140. 3. Диаметр верхняка: d = 3 154 , 2 W , см Полученный диаметр округляют до ближайшего большего [Башлык С.М., Загибайло Г.Т. Бурение скважин) с. 225, если он чрезвычайно велик, то уменьшают шаг крепи и делают пересчет диаметра крепи. Во избежании путаницы леса, диаметр стоек принимается равным диаметру верхняка. Тогда: Длина верхняка: ℓ в = ℓ св + 2 · d стоек , м. где: ℓ св – размеры выработки в свету, м; d стоек – диаметр стоек в м. Длина стойки: К ст = К + К 1 + К 2 + К 3 , где: К – наклонная длина стойки в свету: К = sin св h , где: α – угол наклона стоек (принимается 83º – 85º); h св – высота выработки в свету, м; К 1 – высота замка, принимается равная 1/3 d верхняка,м; К 2 – глубина лунки, принимается от 10 до 25 см, м; К 3 – высота податливости стойки: К 3 = b; b = f а Размеры крепи в наклонной горной выработке определяются аналогично, но с учетом угла наклона горной выработки. Определение прочностных размеров крепи при проведении вертикальной горной выработки: Выработки с деревянной крепью, как правило, делаются прямоугольной формы. Расчет толщины венца ведется по короткой стороне венца. При креплении на стойках: d = 3 1 2 max 08 , 1 изг L l Р , см. При креплении в сплошную: d = изг P L max 1 12 , 1 , см где: d – диаметр круглого леса венцовой крепи, см; Р max – максимальное горное давление, принятое из расчета величины давления на крепь, кг/см 2 ; l – расстояние между венцами, см; L 1 – пролет короткой стороны венца, см. При расчете крепи в шурфах берется длинная сторона; [σ] изг – допускаемое напряжение на изгиб материала крепи, кг/см 2 Задание для практической работы 1. По заданию преподавателя рассчитать величину горного давления и прочностные размеры крепи. 2. Ответить на контрольные вопросы. Инструкция по выполнению практической работы 1. Оформить расчетную часть паспорта крепления горной выработки согласно полученного задания. 2. Письменно ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы: 1. Что необходимо знать для определения диаметра крепи в горизонтальной горной выработке? 2. Какие виды материалов крепи вы знаете? 3. Достоинства и недостатки материалов крепи. 4. Какие конструкции крепления из дерева вам известны? 5. Охарактеризуйте крепление вертикальных горных выработок на стойках и всплошную. 6. Назначение забутовки при креплении. 7. Назначение обшивки при креплении. 8. Охарактеризуйте наилучший крепежный материал, применяемый при проведении в геологоразведочных выработок. Содержание отчета по практической работе 1. Наименование работы 2. Цель работы 3. Оборудование (оснащение) работы 4. Задания для практической (лабораторной) работы и их выполнение 5. Письменные ответы на контрольные вопросы 6. Вывод ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3.23* Тема: Составление паспорта вентиляции горной выработки Цель работы: Научиться составлять один из документов на проведение горной выработки – паспорт вентиляции. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • контролировать вентиляцию, освещение и водоотлив при проведении горных выработок; Обеспеченность занятия: Краткие теоретические и учебно-методические материалы Различают три схемы проветривания горной выработки: а) нагнетательную (рис. А) б) всасывающую (рис. Б) в) комбинированную (рис. В) Нагнетательный способ обеспечивает хорошую вентиляцию призабойного пространства и рекомендуется для проветривания шурфов, стволов разведочных шахт и горизонтальных выработок протяженностью до 250 м. Кроме того он обязателен независимо от длины выработки, если она опасна по выделению газа метана или водорода. Его можно рекомендовать также и при большей протяженности выработки, если в забое применяются водяные завесы для подавления пыли – газового облака после взрывных работ. Всасывающий способ не обеспечивает своевременного проветривания призабойного пространства после взрывных работ и вынос пыли от забоя при бурении шпуров и механической уборки горной массы. Чем больше сечение вырабортки, тем эти недостатки в большей степени проявляются. Поэтому этот способ проветривания не рекомендуется. Однако и его можно применять в том случае, если выработка имеет большую протяженность и осуществляется турбулизация воздуха призабойного пространства с помощью вентилятора или эжектора. Комбинированный способ как наиболее эффективный рекомендуется для проветривания выработок протяженностью более 300 м одновременной проходкеи2-х и более забоев, а так же при скоростной их проходке, когда проветривание выработок после взрывных работ совмещаются с другими технологическими операциями. Расчет паспорта вентиляции. Дается обоснование принятой схемы проветривания, производится расчет необходимого количества воздуха по следующим факторам: по расходу ВВ, по людям, по газовыделению, по пылевому фактору, по минимальной скорости вентиляционной струи. Определяется депрессия по максимальному количеству воздуха. Выбирается тип вентилятора, двигателя. а) по скорости течения вентиляционной струи Q 1 =0,35 S, м 3 /с Q 1 - количество воздуха, необходимое для проветривания забоя выработки, м 3 /с; S - поперечное сечение выработки (в свету), м 2 0,35 - минимальная скорость воздуха, необходимая для выноса пыли, м/с б) по расходу ВВ на заходку: для нагнетательного способа проветривания: Q 2 = L S A t 4 , 21 , м 3 /мин для всасывающего способа проветривания: Q 2 = Ш l S t A 7 , 12 , м 3 /мин где: А - количество ВВ, взрываемое в забое за цикл, кг; S - площадь поперечного сечения выработки в свету, м 2 ; γ- плотность взрываемых пород, т/м 3 ; l Ш - средняя глубина шпура, м; t - время проветривания забоя, в течение которого достигнуто ПДК вредных газов, мин. Для комбинированного способа проветривания: n 2 L S A t 6 , 15 Q = , м 3 /мин где: L n - расстояние от забоя до перемычек или место у становки нагнетательного вентилятора, м. L n - принимается не более 50м. Во всех выше приведенных формулах количество вредных газов, выделяемых 1 кг. ВВ при взрыве принимается равным 40 л. В тех случаях, когда выработка опасна по газу метану или углекислоте количество воздуха, определенное по одной из формул, приведенных выше, проверяется еще и по газообильности по следующей формуле: Q 3 = К q Д, м 3 /мин где: К - коэффициент неравномерности добычи; принимается в пределах 1,15 1,25 q - норма подачи воздуха, м 3 /мин на 1 т или 1 м 3 суточной добычи; Д- суточная добыча из забоя соответственно в т или м 3 Нормы подачи воздуха в м /мин можно брать из табл. 56. 1. Таблица № 56. 1 Категория шахт Относительная газообильность СН 4 иСО 2 Нормы подачи воздуха м 3 /мин угольные шахты,м 3 /т рудники, м 3 / м 3 на 1 т суточной добычи угля на 1 м 3 суточной добычи рудники I ДО 5 до 7 1,0 1,40 II от 5 до 10 от 7 до 14 1,25 1,75 III от 1 0 до 1 5 от 14 до 21 1,50 2,10 Сверхкате- горийность свыше 1 5 свыше 2 1 а также шахты и рудники, разрабатывающие месторождения, опасные по выбросам и суфлетам не менее 1,5 м 3 /мин на 1т среднесуточной добычи не менее 2,1 м 3 /мин на 1 м 3 суточной добычи Для дальнейших расчетов принимается небольшое значение потребного количества воздуха для проветривания выработки. Диаметр вентиляционных труб выбирается в зависимости от подаваемого по ним количества воздуха, а также в зависимости от длины воздухопровода и величины утечек воздуха (см. табл.56. 2) Диаметр трубопроводов, мм Таблица № 56.2 Сечение вы- работки в свету, м 2 Длина выработки, м 20 30 50 100 150 200 300 400 500 600 800 1000 1200 1,8 200 250 300 2,7 250 300 300 3,6 300 300 300 300 4,0 300 300 300 400 400 4,5 300 400 400 400 5,1 400 400 400 400 500 500 500 600 600 600 5,8 500 500 500 500 500 500 500 600 600 600 6,4 500 500 500 500 500 500 600 600 600 600 Коэффициент потерь (подсоса) воздуха в трубопроводе определяется по формуле: + = 1 3 1 R m L k d 2 где: d – диаметр трубопровода, м k – удельный стыковой коэффициент воздухопроницаемости [Волков А.С.. Вращательное бурение разведочных скважин c. 92 т. 80] L – длина трубопровода, м L = L выр + L 1 – L 2 ,м где: L выр – длина выработки, м L 2 – отставание трубопровода от забоя (8 м или 5 м), м L 1 – длина трубопровода от устья выработки до вентилятора (10 м), м m – длина одного звена трубопровода, м R – вентиляционное сопротивление всего трубопровода 5 5 , 6 d L R = ; где: α – коэффициент вентиляционного сопротивления [Волков А.С.. Вращательное бурение разведочных скважин, с 87 табл. 16] Производительность вентилятора и его напор (депрессия) определяются с учетом потерь воздуха в воздухопроводах по формулам: max Q p Q B = и h в = p h , мм вод. ст где: h – депрессия, которую необходимо создать для подачи в забои воздуха без учета потерь его, мм вод. ст. Q R h = 2 max Q max – значение максимального расхода воздуха по факторам представленным выше. По полученным величинам Q В и h В подбирается вентилятор [Волков А.С.. Вращательное бурение разведочных скважин] с. 95. При этом, если вентилятор требуемой производительности или напора отсутствует, то устанавливают два вентилятора на параллельную или последовательную работу. Таблица № 56. 3 АБВГД ЕЖЗИК ЛМНОПР СТУФХ и прочие Сечение выработки, м 2 6,4 4 5,8 2 Длина и тип выработки 600 м горизонтальная 45 м вертикальная 250 м горизонтальная 18 м вертикальная Категория по метану Не опасная Не опасная Опасная II категории Опасная I категории А, кг 13,6 8,2 19,2 6,8 l ШП , м 1,1 1,2 1,6 0,8 Задание для практической работы 1. Выбрать свой вариант выполнения практической работы из табл. № 3. 2. Рассчитать по выше приведенным формулам паспорт вентиляции. 3. Ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы: 1. Дать понятие о способах проветривания. 2. Какого типа вентиляторы применяются при проветривании тупиковых выработок? 3. По каким факторам рассчитывается необходимое количество воздуха для проветривания горной выработки? 4. Как подобрать вентилятор для проветривания? Содержание отчета по практической работе 1. Наименование работы 2. Цель работы 3. Оборудование (оснащение) работы 4. Задания для практической (лабораторной) работы и их выполнение 5. Письменные ответы на контрольные вопросы 6. Вывод Практическое занятие № 3.24. Тема: Определение поперечного сечения канав и траншей Цель занятия: Научиться строить поперечное сечение разведочных канав с крепью. Образовательные результаты, заявленные во ФГОС СПО: Студент должен уметь: • составлять документацию результатов горных выработок; • вести документацию горных выработок и скважин при гидрогеологических и инженерно-геологических работах; Обеспеченность занятия: 1. Учебно-методическая литература: • Методические указания к выполнению практических занятий, 2019 г. • Шехурдин В.К. и др. Горное дело. М.: Недра 1987 2. Справочная литература: - Справочник горного мастера геологоразведочных партий, М.: Недра 1973 3. Рабочая тетрадь – обычная, в клетку 4. Калькулятор 5. Ручка 6. Карандаш простой 7. Чертежные принадлежности Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы Конструкция крепи разведочных канав. Значительное количество разведочных канав проводят без крепления; крепят в основном глубокие канавы, проводимые в неустойчивых породах. Крепят канавы деревом; в качестве основных несущих элементов используют бревна диаметром 12 см и более, а также подтоварник; вспомогательными элементами крепи являются доски и обаполы. Конструкция крепи весьма просты; наиболее распространенная крепь представляет собой ряды горизонтальных распорок, устанавливаемых вверху и внизу выработки между досками, укладываемыми на боковых стенках канавы. В весьма неустойчивых породах бока выработки ограждают затяжками из обапол. Расчет элементов крепи на прочность не производят; расстояние между распорками принимают в пределах от 1 до 1,5 м. При длительном сроке службы канав, пройденных в сравнительно устойчивых породах, применяют простую распорную крепь. Таблица 1 АБВГДЕ ЖЗИКЛМ НОПРСТ УФХЦ,Ш,Щ и прочие Форма сечения трапециевидная трапециевидная трапециевидная трапециевидная размеры верхнего основания, м 1,2 1,5 1,8 1,6 Размеры нижнего основания, м 0,9 1,2 1,5 1,3 Высота, м 1,6 1,8 2,0 1,2 Конструкция крепи В разбежку В сплошную В разбежку распорная Задание для практической работы 1. Согласно варианта (табл. 1) в масштабе М1:20 построить поперечное сечение выработки с креплением [12] с. 222-223. 2. Ответить на контрольные вопросы. Инструкция по выполнению практической работы 1. На двойном листке из обычной тетради изобразить крепление разведочной канавы в М1:20. 2. Изобразить в том же масштабе продольный разрез выработки. 3. Письменно ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы 1. Какие формы сечения разведочных канав Вам известны и от чего они зависят? 2. Как проводятся разведочные канавы относительно линии простирания месторождения? 3. Какой глубины проводятся канавы на месторождении? 4. Какой сортамент леса используют для крепления разведочных канав? Содержание отчета по практической работе 1. Наименование работы 2. Цель работы 3. Оборудование (оснащение) работы 4. Задания для практической (лабораторной) работы и их выполнение 5. Письменные ответы на контрольные вопросы |