Расчет параметров и паспорта БВР

При проведении выработки рассчитывают удельный вес и общий расход ВВ, число и глубину шпуров комплекта величины заряда и другие показатели. Выбор ВВ производится по перечню рекомендуемых промышленных ВВ. Принимаем для зарядки шпуров гранулированное ВВ гранулит АС-8, который рекомендуется для парод средней крепости и крепких.

Для изготовления патронов боевиков принимаем патронированное ВВ типа аммонал.

Расчет количества шпуров.

Число шпуров на забой определяем по формуле:

N=1.27 *(q*Sпр/ A*d2*a).

Где q — удельный расход ВВ на 1 м³ взрываемой горной массы в массиве, (кг/м³⁾.

Где е — коэффициент работоспособности ВВ.

е= 525/Р Где Р — работоспособность применяемого ВВ (см³⁾. Работоспособность гранулита АС-8 находится в пределах 400 — 430 см³. Принимаем Р=410 см³, тогда:

е=525/410=1,28 см³.

f — коэффициент крепости пород по шкале профессора М. М. Протодьякона. По заданию f=12.

Snp — площадь поперечного сечения выработки в проходке Snp = 13,2, тогда:

кг/м3.

Удельный расход ВВ, необходимого для взрывания 1 м³ в массиве, зависит от физико-технических свойств, взрываемых пород (в первую очередь от крепости пород) степени залегания, глубины разработки, мощности взрываемых массивов, их однородности, трещиноватости, типа ВВ, взрываемости и ряда других факторов.

a — коэффициент заполнения шпура (отношение длины заряда к длине шпура). В условиях шахт неопасных по газу и пыли, и по рекомендации СНиП в зависимости от диаметра патрона ВВ и коэффициента крепости пород. Величину заполнения шпуров принимаем равной 0,5−0,75. Для расчетов принимаем а=0,65.

b — коэффициент относительной концентрации энергии в единицу объема ВВ, принимаем b=0,8−1,4.

? — плотность ВВ в шпуре или патроне (кг/м³), для гранулита А6=900−1100 кг/м³, принимаем ?=1000 кг/м³.

d — диаметр патрона ВВ или диаметр шпура при не патронированном ВВ, принимаем d=45 мм=0,045 м (Бумер Н-15).

На основании всего выше перечисленного определяем число шпуров на забой:

шп Полученное число шпуров на забой уточняем по формуле Покровского (нормы технологического проектирования рудников цветной металлургии с подземным способом разработки. М. 1986 г.).

Где S_пр — проектная площадь сечения забоя (м²);

Ю — величина КИШ от 0,85−0,99, принимаем 0,9;

? — весовое количество ВВ приходящееся на единицу длины шпура.

При диаметре шпура равном 45 мм и плотности заряжания 1 гр/см³ расчетная вместимость 1 м шпура для гранулированных ВВ ?=1,59 кг/м.

a — коэффициент заполнения шпура. В зависимости крепости пород следует принимать величину заполнения шпуров 0,7−0,85. Для расчетов принимаем а=0,8.

q — удельный расход ВВ определяем по формуле Покровского:

q=q1*kзп*kсп*e, кг/м3.

q=1*1,9*1,4*0,89=2,37 кг/м3.

Где q₁ — удельный заряд условного ВВ, при f=10−14, q₁=1,1−1 кг/м³;

K_зп — коэффициент зажима породы, определяется по формуле:

K_сп — коэффициент структуры пароды и определяется в зависимости от свойств массива. Для пород с неправильными залеганиями, мелкой трещиноватостью k_сп=1,4.

е — коэффициент относительной работоспособности ВВ, есть отношение эталонной работы взрыва аммонита № 6 ЖВ к работе применяемого ВВ. Для гранулита АС-8 е=0,89.

e=Aэт/Aвв=0,89.

Расчетные коэффициенты эквивалентных зарядов ВВ по идеальной работе взрыва (эталон — аммонит № 6ЖВ).

Глубина шпуров в забое с неустойчивыми пародами не должна превышать величину допустимого обнажения пород:

Lшп=(0,5/1)*B, м,.

Lшп=0,57*4,03=2,3 м Где L_шп — длина шпура (м),.

B — ширина выработки при В=4,03 м, Для самоходных бурильных установок наименьшая трудоемкость проведения выработки достигается при глубине шпуров 2,1−3,6 м.

В стесненных условиях, а так же при бурении бурильными установками чаще всего применяют прямые врубы. Выбираем тип вруба — прямой. Глубина всех шпуров принята равной 2,3 м, так как применяем компенсационные шпуры. Принимаем установку для бурения шпуров «Бумер» фирмы «Атлас Копка» (Швеция) (глубина бурения до 4,3 м, диаметр шпура 45 мм).

Все шпуры по назначению и последовательности взрывания подразделяются на: врубовые, вспомогательные и отбойные.

Врубовые шпуры чаще всего располагают в центральной части забоя и взрывают в первую очередь. Взрыванием этих шпуров создают дополнительную обнаженную плоскость, улучшающий показатели взрывов остальных шпуров.

Отбойные шпуры размещают по периметру выработки и взрывают в последнюю очередь. Между врубовыми и отбойными шпурами располагают вспомогательные шпуры. Число вспомогательных шпуров зависит от поперечного сечения выработки. Учитывая небольшое число и труд работу зарядов врубовых шпуров, принимаем увеличенную длину врубовых шпуров на 0,2 м, то есть:

Lвр=Lшп+0,2=2,3+0,2=2,5 м Линию наименьшего сопротивления (ЛНС) — это кратчайшее расстояние от центра заряда до ближайшей открытой поверхности и определяется по формуле:

Где m — коэффициент сближения зарядов (0,6−1,3), принимаем m=1,.

• ? — вместимость 1 метра шпура, определяется по формуле:
• ?=р*d2*?/4 кг/м,
• ?=3,14*0,0452*1000/4=1,59 кг/м,

На основании норм технологического проектирования рудников цветной металлургии с подземным способом разработки ЛНС для отбойки шпуров диаметром 45 мм W=0,75 м при f=12−14. При применении шпуров другого диаметра необходимо учитывать поправочный коэффициент:

к=(d/42)n,.

Где n=0,5−1. Меньшее значение n применяется для крепких монолитных пород при f более или равным 15. При n=1, k=45/42=1,07, тогда W=0,75*1,07=0,80 м.

На основании опыта проведения выработок в аналогичных условиях и характеристики пород принимаем прямой тип вруба.

Число компенсационных шпуров определяется по формуле:

N0=(Ю*Lшп/A)3/V0, шп,.

N0=(0,9*2,3/9,35)3/3656,1375=3 шп Где Ю — коэффициент использования шпура,.

L_шп — глубина шпура (см),.

А — масштабный коэффициент, А=9,35,.

V₀ — объем компенсационного и вычисляется по формуле:

V0=р*d2*Lшп/4, см3,.

V0=3,14*4,52*230/4=3656,1375.

Таким образом, выбираем прямой тип вруба с 8 врубовыми и 3 компенсационными шпурами.

Для обеспечения заданных размеров и формы поперечного сечения выработки, равномерного дробления породы, сосредоточенного отброса породы от забоя, высокого КИШ, уточняет требуемое число шпуров графически на схеме поперечного сечения выработки. Расстояние между шпурами принимаем равное:

a=m*W, м,.

a= 1*0,55=0,55 м, Где m — коэффициент сближения зарядов, равен 0,6−1,3, принимаем m=1.

Полученное расчетным и графическим путем необходимое число шпуров проверяем 3-мя опытными взрываниями. На их основании корректируем глубину и расположение шпуров, количество ВВ в шпурах добиваясь, что бы величина КИШ была в пределах 0,85−0,9 м.

Скорректированные параметры БВР на основании опытных взрываний и данных о проведении выработок в аналогичных условиях принимаем в качестве паспортных.

Количество врубовых шпуров: N_вр8шп.

Количество компенсационных шпуров: N_ком=3 шп.

Количество вспомогательных шпуров: N_всп=12 шп.

Количество отбойных шпуров: N_отб=17 шп.

Nобщ= Nвр+ Nком+Nвсп+ Nотб=40 шп.

Расход ВВ.

Расход ВВ на расчетную величину продвижения забоя за цикл определяем по формуле:

Qобщ=q*Sпр*Lшп, кг,.

Qобщ=2,37*13,2*2,3=71,95 кг.

Величина заряда на один шпур составит:

qср=Qобщ/ Nобщ, кг,.

qср=71,95/37=1,91 кг.

Величина заряда во вспомогательных и отбойных шпурах при их одинаковой длине равна:

qвсп=qотб=qср=1,91 кг.

Величина заряда во врубовых шпурах, но 20% больше, чем в остальных и составит:

qвр=1,2*qср, кг,.

qвр=1,2*1,91=2,29 кг.

Общий расход ВВ на цикл фактически составит:

Q_общ=N_вр*q_вр+N_всп*q_всп+N_отб*q_отб, кг,

Qобщ=8*2,29+12*1,91+17*1,91=73,71 кг.

Общий расход патронированного ВВ составит:

Qаммонала=0,2*(Nвр+Nвсп+Nотб), кг,.

Qаммонала=0,2*(8+12+17)=7,4 кг.

Уходка забоя за цикл при достигнутом значении КИШ=0,9 составит:

Lух=Ю*Lшп, м,.

Lух=0,9*2,3=2,07 м.

Объем горной массы отбиваемой за цикл будет равна:

V=(Sпр*Lшп)+Vв.к., м3,.

V=(13,2*2,3)+0,33=30,69 м³.

Где V_в.к. — объем горной массы водоотливной канавки (м³):

Vв.к.=0,4*0,4*Lух, м3,.

Vв.к.=0,4*0,4*2,07=0,33 м³.

Параметры патрона боевика.

• · Тип ВВ — аммонал.
• · Масса одного патрона ВВ — 0,2 кг,
• · Длина патрона — 0,2 м,
• · Диаметр патрона — 36 мм.

Величина зарядов каждого шпура аммоналом составит 0,2 кг (1 патрон-боевик).

Величина заряда гранулированного ВВ:

· В отбойных и вспомогательных шпурах:

qгр.отб.=qгр.всп.=qср.-qпатрон-боевик, кг,.

qгр.отб.=1,91−0,2=1,71 кг.

Для вспомогательных шпуров расчет тот же.

· Во врубовых шпурах:

qгр.вр.=qгр.вр.-qпатрон-боевик, кг,.

qгр.вр.=2,29−0,2=2,09 кг.

Длина заряда гранулированного ВВ:

· В отбойных и вспомогательных шпурах:

Lгр.всп.=qгр.всп./х, м,.

Lгр.всп.=1,71/1,59=1,07 м.

· Для врубовых шпуров:

Lгр.вр.=qгр.вр./х, м,.

Lгр.вр.=2,09/1,59=1,31 м.

Величина не до заряда ВВ в шпурах составит:

· В отбойных и вспомогательных шпурах:

L_{нед.всп.}=L_{нед.отб.}=L_шп.отб. — (L_{пат.боев.}+L_гр.отб.)=2,3 — (0,2+1,07)=1,03 м.

· Для врубовых шпуров:

Lнед.вр=Lшп, вр. — (Lпат.боев.+Lгр.вр)=2,5 — (0,2+1,31)=0,99 м.

Расход средств инициирования (СИ) на цикл:

• 1. Комплект EXEL — по количеству врубовых, отбойных и вспомогательных шпуров — 37 шп.
• 2. Длина волновода — 6 метров.
• 3. Д.Ш. — 15 метров.
• 4. Э.Д. — 2 штуки.
• 5. Магистральные провода — 200 метров.

Сумма шпурометров на забой составит:

L_общ=L_шп.вр.*N_вр+L_{шп.комп.}*N_комп.+L_всп*N_всп+L_отб*N_отб, шп. м,

Lобщ=2,5*8+2,3*3+2,3*12+2,3*17=93,6 м.

Количество шпурометров на 1 м³ горной массы составит:

Qшп.м=Lобщ/V, шп. м/м3,.

Q_шп.м=93,6/30,69=3,05 шп. м/м³.

Расход ВВ на 1 м³ горной массы составит:

Qвв=Qобщ/V, кг/м3,.

Qвв=73,71/30,69=2,4 кг/м3.

Расход комплектов ВВ неэлектрического способа взрывания:

N/Vобщ=37/30,69=1,21 шт./м3.

Расход волноводов:

6*N/V=6*37/30,69=222/30,69=7,23 м/м3.

Расход ДШ:

15/V=15/30,69=0,49 м/м3.

Расход магистральных проводов:

200/V=200/30,69=6,52 м/м3.

Паспорт БВР.

Паспорт БВР должен включать:

• а) схему расположения шпуров, наименование ВВ, данные о способе заряжания, число шпуров, их глубине и диаметре, массе и конструкции зарядов и боевиков, последовательности и количестве порядка взрывания зарядов, материале забойки и ее длине, схему монтажа взрывной (электровзрывной) сети с указанием длины (сопротивления), количество ступеней замедлений, схемы и времени проветривания забоев.
• б) величину радиуса опасной зоны.

Опасная для человека зона действия воздушной волны определяется по формуле:

• в) указания о местах укрытия взрывника (мастера-взрывания) и рабочих на время производства взрывных работ.
• г) указание о расстановке постов охраны или оцепления, расположения предохранительных устройств, предупредительных и запрещающих знаков, ограждающих доступ в опасную зону или к месту взрывных работ.

Параметры БВР.