горный стройка. бвр. Расчет паспорта буровзрывных работ при проходке горизонтальной горной выработки

• Название: Расчет паспорта буровзрывных работ при проходке горизонтальной горной выработки
• Анкор: горный стройка
• Дата: 14.03.2023
• Размер: 82.57 Kb.
• Имя файла: бвр.docx
• Тип: Документы; #988838

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ


МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра строительства горных предприятий и подземных сооружений

Расчётно-графическая работа №2

Вариант 8

По дисциплине: Основы строительства горных предприятий

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Расчет паспорта буровзрывных работ

при проходке горизонтальной горной выработки

Выполнил: студент гр. То-21 Леус А.Ю.

^{(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)}
Дата:

Проверил: Беляков Н.А

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург
2022 год

Содержание пояснительной записки

1. Вариант задания 5

2. Расчет длины шпуров 6

Из условия напряжённо-деформированного состояния массива пород впереди забоя выработки 6

= (0,4÷0,6)*4,66 = 1,864÷2,796 м (2) 6

Принимаем к расчёту среднюю глубину шпуров 2,2 м. Глубину врубовых шпуров увеличиваем на 20 %, т. е. 1,2*2,2 = 2,64 м. 6

Нормальный удельный расход ВВ по формуле (3) 6

(3) 6

Коэффициент зажима породы для горизонтальной выработки по формуле (4) 6

(4) 6

Удельный расход ВВ по формуле (5) 6

3. Расчет количества шпуров 6

Количество шпуров по формуле (6): 6

4. Расчет линии наименьшего сопротивления 7

По формуле (8) определяем линию наименьшего сопротивления для врубовых и отбойных шпуров соответственно; n = 1 – для врубовых шпуровых зарядов, n = 2 – для отбойных и оконтуривающих шпуровых зарядов. 7

Относительная энергия взрыва ВВ: 7

(8) 7

5. Расчет расстояния между шпурами в линиях шпуров 7

Принятый тип вруба – прямой, отбойные шпуры бурят перпендикулярно плоскости сечения [2,10]. Расстояние между врубовыми шпурами a_вр = 0,6 [4]. 7

6. Проектирование конструкции шпуровых зарядов 8

7.Определение расчетной массы ВВ 8

Определяем расчётную требуемую массу ВВ на заходку: 9

q ∙ Sп_р ∙ ℓш ₍12) 9

Масса заряда отбойного шпура: 9

M_отб = (13) 9

M_отб= 23,30/35 = 0,67 кг; 9

Масса заряда врубового шпура: 9

M_вр = (1,1 ÷1,2) ∙ M_отб (14) 9

M_вр = (1,1 ÷1,2) ∙ 0,67 0,77 кг 9

Масса заряда оконтуривающего шпура: 9

M_ок = (0,8 ÷0,9) ∙ M_отб (15) 9

M_ок = (0,8 ÷0,9) ∙ 0,67 0,57 кг. 9

Определим длину забойки (песчано-глиняная смесь, две гидроампулы длиной по 300 мм, длина патрона ВВ 250 мм) и коэффициенты заряжания шпуров. 10

8.Расчет электровзрывной сети 11

9.Расчет величины разброса породы вдоль горной выработки 12

10. Список литературы 12

1. Вариант задания

Задание: Составить паспорт буровзрывных работ для проведения горной выработки с параметрами сечения в проходке, представленными в задании.

Таблица 1. Исходные данные.

Вид крепи	Площадь сечения в проходке, м2	Коэффициент крепости вмещающих пород	Отставание постоянной крепи от забоя, м	Категория шахты
КПМ-А3	16,8	3	8	неопасная

Дополнительные исходные данные:

Площадь поперечного сечения в свету после осадки 13,8 м² [1,48]. Проходка выработки по монолитным, однородным породам, поэтому коэффициент, учитывающий структуру породы, (K_c) равен 1,0 [2,4]. Скорость проведения выработки ( ) 70 м/мес. Режим работы: четыре 6-часовые проходческие смены в сутки, 25 рабочих суток в месяц (n_р). Продолжительность проходческого цикла Т_ц = 12 ч. Коэффициент заряжания шпуров ⁽K_з) 0,40 [2,3].

Плотность ВВ в патронах (γ) 1,1 г/см3, работоспособность ВВ (A) 370 см3 [3,28]. Колонковая сплошная конструкция заряда, инициирование – прямое, забойка – песчано-глиняная смесь и гидроампулы.

2. Расчет длины шпуров

С учётом газового режима шахты и прочности породы применяем ВВ аммонит 6ЖВ в патронах диаметром d_п = 32 мм. Коэффициент, учитывающий диаметр патрона (K_d = 1,0) [4] K_у - коэффициент уплотнения ВВ в шпуре при заряжании, (K_y = 1,2) [2,5] – для патронов с разрезанной вдоль образующей оболочкой (только в шахтах, не опасных по газу и пыли).

(1)

Определяем по формуле (1) глубину шпуров, обеспечивающую при К.И.Ш., принятом равным 0,95 (прямой вруб), заданную скорость проведения выработки:

1,965 м

Из условия напряжённо-деформированного состояния массива пород впереди забоя выработки

= (0,4÷0,6)*4,66 = 1,864÷2,796 м (2)

где: 4,66 м[1,48].

Принимаем к расчёту среднюю глубину шпуров 2,2 м. Глубину врубовых шпуров увеличиваем на 20 %, т. е. 1,2*2,2 = 2,64 м.

Нормальный удельный расход ВВ по формуле (3)

(3)

0,416

Коэффициент зажима породы для горизонтальной выработки по формуле (4)

(4)

= 1,758

Удельный расход ВВ по формуле (5)

, (5)

где:

3. Расчет количества шпуров

Количество шпуров по формуле (6):

(6)

шпуров

Учитывая дополнительный шпур для водоотливной канавки общее кол-во шпуров N = 36.

4. Расчет линии наименьшего сопротивления

По формуле (8) определяем линию наименьшего сопротивления для врубовых и отбойных шпуров соответственно; n = 1 – для врубовых шпуровых зарядов, n = 2 – для отбойных и оконтуривающих шпуровых зарядов.

Относительная энергия взрыва ВВ:

(7)

здесь: Q - энергия (теплота) взрыва, МДж/кг;

e

(8)

5. Расчет расстояния между шпурами в линиях шпуров

Принятый тип вруба – прямой, отбойные шпуры бурят перпендикулярно плоскости сечения [2,10]. Расстояние между врубовыми шпурами a_вр = 0,6 [4].

Расстояние между отбойными шпурами в ряду определяется по формуле (9) с учетом коэффициента сближения шпуровых зарядов, равного 0,8–1,0 [2,10]:

(9)

Тогда расстояние между отбойными шпурами должно быть в диапазоне:



Расстояние между оконтуриваюищими шпурами в ряду верхнего свода определяется по формуле (10) в зависимости от ЛНС между предконтурными и оконутриваюищими рядами и коэффициента сближения шпуровых зарядов равного 0,7–0,9 [2,10]:

(10)

Тогда расстояние между оконтуриваюищими шпурами в ряду должно быть в диапазоне:



Расстояние между оконтуриваюищими шпурами по почве выработки уменьшается до 0,6-0,7 ЛНС [2,10]:

(11)

Тогда расстояние между оконтуриваюищими шпурами по почве выработки согласно формуле (11) должно быть в диапазоне:



Положение оконтуривающих шпуров определено графоаналитическим методом (рис. 1): исходя из того, что крепость пород и КИШ η = 0,95, принято бурить оконтуривающие шпуры вкрест проектного контура выработки, при выбранном угле наклона шпура к плоскости забоя равным . При проведении выработки используется временная металлическая крепь с отставанием от забоя 2 метра.



Рисунок 1. Положение оконтуривающих шпуров.

В результате было определено расстояние от устья шпура до проектного контура, угол наклона шпура и допустимое приближение оси буровой штанги к крепи.

Тогда для бурения шпуров принимаем бурильную установку БУЭ-3, следовательно, необходимо отступить минимум 12 см от оси расположения оконтуривающих шпуров до крепи [2,6].

6. Проектирование конструкции шпуровых зарядов

Составляем схему расположения шпуров. Окончательно принимаем для:

врубовых шпуров №1–6, , , шпуров;

отбойных шпуров №7–12, , , шпуров;

обойных шпуров №13–19, , , шпуров;

оконтуривающих шпуров №21–29 верхнего свода , , ;

почвенных оконтуривающих шпуров №20, 30–35, , мм, ;

Всего 35 шпуров. Под водоотливную канавку дополнительно бурится шпур №36.

7.Определение расчетной массы ВВ

Определяем расчётную требуемую массу ВВ на заходку:

q ∙ S_пр ∙ ℓ_ш (12)
∙ 16,8 ∙ 2,2 23,30 кг

Масса заряда отбойного шпура:

M_отб = (13)

M_отб = 23,30/35 = 0,67 кг;

Масса заряда врубового шпура:

M_вр = (1,1 ÷1,2) ∙ M_отб (14)

M_вр = (1,1 ÷1,2) ∙ 0,67 0,77 кг

Масса заряда оконтуривающего шпура:

M_ок = (0,8 ÷0,9) ∙ M_отб (15)

M_ок = (0,8 ÷0,9) ∙ 0,67 0,57 кг.

Расчет массы заряда под водоотливную канавку производится исходя из ее высоты и ширины и вычисляется по формуле (16) [5]:

(16)

Тогда при принятых высоте и ширине [1,451] канавки, масса заряда ВВ будет равна [3]:



Масса шпура 31 с учётом разработки водоотливной канавки равна:



Для ВВ аммонит 6ЖВ при диаметре патрона 32 мм масса патрона , длина патрона [6,113].

На основе этих данных произведен расчет числа патронов ВВ в заряде, исходя из фактической массы заряда и массы одного патрона по формуле (17):

(17)

Фактическая масса ВВ на заходку по формуле (18):

(18)

Количество патронов по формуле (19):

(19)

На основе этих формул заполнена таблица 2:

Таблица 2. Расчетные данные шпуровых зарядов

Номер шпура	Расчетная масса заряда, кг	Фактическая масса заряда, кг	Число патронов ВВ в заряде	Фактическая масса ВВ на заходку, кг	Количество патронов ВВ на заходку
1-6	0,77	0,8	4	4,8	24
7-19	0,67	0,6	3	7,8	39
20-30	0,57	0,6	3	6,6	33
31	0,91	1,0	5	1,0	5
32-35	0,57	0,6	3	2,4	12
36	0,24	0,2	1	0,2	1
				22,8	114

Определим длину забойки (песчано-глиняная смесь, две гидроампулы длиной по 300 мм, длина патрона ВВ 250 мм) и коэффициенты заряжания шпуров.

Объем песчано-глиняной забойки вычисляется исходя из числа шпуров и длины песчано-глиняной забойки одного шпура, диаметра шпура м, по формуле (20) [5]:

(20)

Объем песчано-глиняной забойки для шпуров при м,  равен:



Таблица 3. Расчетные данные шпуровых зарядов

Номер шпура	Количество патронов ВВ в заряде	Длина шпурового заряда, м	Длина забойки, м	Коэффициент заряжания шпура
1-6	4	1	1,0	0,38
7-19	3	0,75	1,0	10,4
20-30	3	0,75	1,0	6,6
31	5	1,25	1,0	1,0
32-35	3	0,75	1,0	2,4
36	1	0,25	1,0	0,2

Удельный расход ВВ на 1м³ выработки вычисляется исходя из фактического расхода ВВ на заходку , площади выработки в свету , величины заходки [5]:

(21)

Тогда при величине заходки расход ВВ на 1м³ выработки равен:



Объём буровых работ вычисляется исходя из количества и длины шпура [5]:

(22)

Тогда объем буровых работ составит:



Тогда удельный объём буровых работ равен:



Объём породы в целике вычисляется по формуле (23) [5]:

(23)

Тогда объем породы от заходки (в целике) равен:

8.Расчет электровзрывной сети

Расчёт электровзрывной сети при последовательном соединении электродетонаторов, применении взрывного прибора ПИВ-100М, длине соединительных проводов ВП-0,5 - 20 м, магистральных проводов ВП-0,8 - 330 м. Их технические характеристики приведены в таблицах 4, 5 и 6 [7, приложение 2].

Таблица 4. Характеристика средства взрывания

ПИВ-100М
Напряжение на конденсаторе, В	610/670
Основные размеры, мм	195х126х95
Масса, кг	2,7
Максимальное сопротивление последовательной взрывной цепи, Ом	320
Число одновременно взрываемых ЭД	100

Таблица 5. Характеристика магистральных проводов

ВП- 0,8
Число жил	1
Диаметр жилы, мм	0,8
Площадь сечения жилы, мм2	0,4
Сопротивление жилы, Ом/км	37
Наружный диаметр провода, мм	2,3

Таблица 6. Характеристика соединительных проводов

ВП- 0,7x2
Число жил	2
Диаметр жилы, мм	0,7
Площадь сечения жилы, мм2	0,38
Сопротивление жилы, Ом/км	50
Наружный диаметр провода, мм	4,4

Сопротивление взрывной сети при последовательном соединении ЭД вычисляется по формуле (24) [7,38]:

, (24)

где R_м – сопротивление магистрального провода на участке от взрывного прибора до выводов взрывной цепи в забое выработки, Ом;

, (25)

где ρ_м – сопротивление жилы магистрального (см. табл. 5)



R_с – сопротивление соединительных проводов, Ом.

, (26)

где ρ_с – сопротивление жилы соединительного провода (см. табл. 6)



n – количество последовательно соединённых ЭД, n = 36 шт; R_э – сопротивление одного ЭД с концевыми проводами, Ом,R_э = 4,2 Ом.



Сила тока, протекающего через ЭД, при последовательном соединении

, (27)

где U – напряжение источника тока, В (см. табл. 4); [I] – гарантийный ток взрывания, при количестве электродетонаторов до 100, [I] = 1,0 А [7,37].

9.Расчет величины разброса породы вдоль горной выработки

Развал породы при числе ступеней замедления более 4 определяется формулой:

(28)

где σ_сж – предел прочности породы на одноосное сжатие, МПа.

При σ_сж=30 Мпа:

10. Список литературы

1. 
   Типовые сечения горных выработок: Альбом для инженеров, вузов и техникумов: В 7 т. – Ленинград, ГОСГОРТЕХИЗДАТ. Ленинград 1960. – Т. 6. 339 с.
   
2. 
   Методические указания по выполнению расчетного задания на тему «проектирование паспорта буровзрывных работ».
   
3. 
   Перечень рекомендуемых промышленных материалов, приборов взрывания и контроля/ Межведомственный совет по взрывному делу при Госгортехнадзоре СССР. — 3-е изд., перераб. и доп. – М., Недра, 1987. 60 с.
   
4. 
   Презентация по теме «Расчет паспорта БВР при проходке горизонтальной горной выработки».
   
5. 
   Файловый архив. [Электронный ресурс]. URL: https://clck.ru/332Vvw (дата обращения: 19.12.2022).
   
6. 
   Магруш С.К. Взрывные работы при проведении подземных горных выработок: Учебное пособие. – 2-е изд., стер. – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2005. – 120 с.
   
7. 
   Буровзрывная технология проведения горизонтальных выработок. Буровзрывные работы: Учебное пособие /В. И. Очкуров; СПГУ. СПб, 2008. 163 с.