Процессы очистных работ

Общая масса ВВ на взрыв Q рассчитывается по формуле для сосредоточенного заряда:

, кг,

где q – удельный расход ВВ (масса ВВ на разрушение 1 м³ породы), кг/м³;

V – объем разрушаемого массива, м³;

 l_ух. – длина уходки (или подвигания забоя) за взрыв, м;

l_ш. – длина шпуров, м;

h – коэффициент использования шпура (КИШ).

Удельный расход ВВ ориентировочно определяется по таблице рекомендованных расходов ВВ из [2]:

q=3,73   кг/м³  при S=10-15 м² и f=10-14

Зададим КИШ h=0,9

S=11,03 м²

l_ш=2,1 м.

Q=3,73× 11,03 ×0,9 ×2,1=78,53 кг.

Средняя масса шпурового  заряда:

Q'= Q/N  , кг.

Q'=78,53/35 = 2,244 кг.

7

    Среднюю величину заряда в шпуре примем 2,4 кг. Это 8 патронов по 0,3 кг. Заряд врубовых шпуров увеличим на 25% и примем 10 патронов по 0,3 кг. А заряд оконтуривающих  уменьшим на один патрон и примем по 7 патронов в шпуре. Но, исходя из размеров патрона(250 мм), указанное количество шпуров не поместится в шпурах длиной 2,1 м. так, чтобы обеспечить минимальную длину забойки(0,5 м. на опасных по газу шахтах). Исходя из вместимости шпура пересчитаем количество шпуров.

      Максимально с учетом минимальной длины забойки мы можем зарядить шпур на длину 2,1-0,5=1,6 м. А это значит, что мы можем зарядить в шпур либо 6 патронов по300 гр(длина 250 мм. ), либо 8 патронов по 250 гр.(длина180 мм.).

    В первом случае масса заряда в шпуре равна 0,3×6= 1,8 кг.

    Во втором случае масса заряда в шпуре равна 0,25×8=2,0 кг.

    Принимаем Q'=2,0 кг., l_з=1,44 м., l_заб=2,3-1,44=0,86 м.- удовлетворяет Правилам Безопасности.

   Т.к. мы рассчитали максимальное количество ВВ, которое может быть размещено в шпуре, то это количество ВВ будет размещено во врубовых шпурах. Рассчитаем количество ВВ в отбойных и оконтуривающих шпурах. Рекомендуется, чтобы во врубовых шпурах было на 20-25% больше ВВ чем в отбойных, значит:

(Q')_отб×1,25=( Q')_вруб

(Q')_отб= ( Q')_вруб/1,25=2,0/1,25=1,6 кг

Принимаем 7 патронов по 0,25 кг., в этом случае: (Q')_отб=0,25×7=1,75 кг.,     l_з=7×0,18=1,26 м., l_заб=2,1-1,26=0,84 м. Массу ВВ в отбойных шпурах принимают за среднюю.

Количество ВВ в оконтуривающих шпурах должно быть меньше еще на 15-20%,значит:

 (Q')_окон=1,75/1,2=1,46 кг.

Принимаем 6 патронов по 0,25 кг. В этом случае:

(Q')_окон=0,25×6=1,5 кг., l_з=6×0,18=1,08 м., l_заб=2,1-1,08=1,02 м.

 

Общее количество шпуров в  этом случае будет равно:

N=Q/(Q')_отб=78,53/1,75= 44,87 округляем до 45.

   Расчетное количество шпуров должно быть скорректировано, исходя из требования  равномерного дробления массива и качественного оконтуривания выработки. С этой целью проводится графическое построение схемы размещения шпуров в забое выработки.

8

     После построения  схемы расположения шпуров  мы  корректируем расчетное количество  шпуров до 49.

 

Способ взрывания  и замедление

      Способ взрывания - электрический. Тип электродетонаторов – коротко-замедленные. Взрывание производим в 4 ступени. Сначала врубовые шпуры, затем вспомогательные, далее отбойные и наконец оконтуривающие. Детонаторы принимаем ЭДКЗ-П.

Очередность взрывания	Степень замедления, мс	Номера шпуров	Заряд в шпуре,кг	Расход ВВ, кг
1	0	1-4	2,0	8
2	25	5-12	2,0	16
3	50	13-24	1,75	17,5
4	75	38-49	1,5	18
5	100	25-37	1,5	19,5
ВСЕГО				77,5

 

Проветривание

    После взрыва зарядов в шпурах из забоя должны быть удалены образовавшиеся газообразные продукты, часть из которых является ядовитыми. В забой разрешается входить только после его проветривания. Проветривание выработок при их проведении может осуществляться при помощи вентиляторов местного проветривания или общешахтной струи воздуха.

    Проветривание  тупиковых выработок осуществляется  в основном вентиляторами местного  проветривания. Применяют нагнетающий,  всасывающий и комбинированный  способы проветривания.

9

 

     В нашем случае до длины квершлага 250 м. используем нагнетательный способ проветривания. При нагнетательном способе вентилятор засасывает воздух и нагнетает его по трубам в призабойное пространство проводимой выработки. Этот способ имеет наибольшее применение, т.к. достигается интенсивное проветривание забоя мощной струей свежего воздуха. При таком проветривании направление струи воздуха совпадает с направлением движения вредных газов, отбрасываемых силой взрыва.

    После 250 м. применяем  комбинированный способ проветривания.

 

   Вентиляционные трубопроводы монтируют из различных материалов. Я выбираю матерчатые трубы, которые изготавливают из прорезиненной ткани. Диаметр труб 500-600 мм, длина от 5 до 30 м. Соединение труб между собой осуществляется с помощью пружинных колец, заделанных в их концы. Трубы подвешиваются к натянутому по выработке тросу. Отставание вентиляционных труб от забоя на шахтах, опасных по газу и пыли, допускается не более 8 м.

   Расчет количества воздуха подаваемого на забой буду расчитывать по книге [5].

   Необходимый объем воздуха для проветривания забоя рассчитывается по расходу взрывчатых веществ, наибольшему количеству человек, минимально допустимой скорости движения воздуха по выработке, по тепловому фактору.

   Необходимый объем воздуха для проветривания проходческого забоя по расходу взрывчатых веществ определяется по формуле:

××××××

S – площадь сечения выработки, м². S=11,03 м².

Т – время проветривания выработки, как правило, принимается равным 30 мин.

10

B – количество одновременно взрываемых взрывчатых веществ , кг. В=77,5 кг

J_вв – газовость взрывчатого вещества, л/кг. При взрывании по породе J_вв=40 л/кг.

L – длина выработки, м. L=500 м.

K_о – коэффициент обводненности выработки. При притоке воды до 1 м³/ч, коэффициент обводненности K_о=0,8.

K_ут – коэффициент утечек воздуха в трубопроводе. При длине выработки L=500 м, коэффициент утечек воздуха K_ут=1,23.

    Определяем необходимый объем воздуха для проветривания забоя по расходу взрывчатых веществ:

××××××

    Необходимый объем воздуха для проветривания проходческого забоя по наибольшему числу людей, занятых в смене, определяется по формуле:

Q_зп=6×N, м³/мин.

N – наибольшее число людей в смене. N=3.

Q_зп=6×3=18 м³/мин.

    Необходимый объем воздуха, который должен быть подан в забой исходя из условия минимально допустимой скорости его движения по выработке, определяется по формуле:

Q_зп=15×S, м³/мин.

                Q_зп=15×11,03=165,6 м³/мин.

    Необходимый объем воздуха по тепловому фактору определяется по формуле:

Q_зп=20×S×U, м³/мин.

U – минимально допустимая скорость движения воздуха в призабойном пространстве в сечении тупиковой части выработки, м/с. Определяется по табл. 8.4 [5]. U=0,5 м/с.

                   Q_зп=20×11,03×0,5=110,4 м³/мин.

 

 

     Из полученных значений Q_зп выбирается наибольшее: для подачи принимаем объем воздуха, который должен быть подан в забой исходя из условия минимально допустимой скорости его движения по выработке Q_зп=165,6 м³/мин.

Т.к. один вентилятор проветривает выработку максимум до расстояния 250 м и, исходя из сечения выработки, я выбираю вентилятор ВМ5 из табл. 20.1 [4].

   Длину трубы я выбираю 5,7 м, для того чтобы через каждые 3 подвигания забоя за взрыв (l_ух.=l_ш×h=2,1×0,9≈1,9 м), рабочие навешивали одну трубу. В таком случае отставание вентиляционной трубы от забоя будет всегда одинаковым.

  Диаметр трубы выбираю равным диаметру выходного патрубка вентилятора 500 мм.

11

Уборка отбитой горной массы.

     При проведении выработок буровзрывным способом возникает необходимость погрузки отбитой горной массы в транспортные средства. Это один из наиболее трудоемких и продолжительных процессов проходческого цикла. Этот процесс механизирован различными погрузочными машинами и скреперными комплексами.

     На выбор  типа погрузочной машины оказывают  влияние характеристика подлежащей  погрузке горной массы, размеры  поперечного сечения выработки,  угол наклона выработки, газовая  ситуация на шахте и другие  факторы. По всем этим показателям для нашей выработки выбираем по справочнику [4] погрузочную машину 1ППН5П.

      Технические характеристики выбранной погрузочной машины:

• Минимальная площадь поперечного сечения выработки в свету: 7,5 м
• Минимальные габариты выработки: ширина- 2,3 м; высота-2,35 м
• Коэффициент крепости пород: менее 16
• Максимальный угол наклона выработки при работе

                                                                      По восстанию:  3

                                                                      По падению:     18

• Характеристика машины: ковшовая циклического действия с двухстадийной погрузкой
• Техническая производительность: 1,25 м³/мин
• Объем ковша: 0,32 м³
• Максимальный размер куска: 400 м

 

12

• Фронт погрузки: 4,0 м
• Механизм передвижки: колесно-рельсовый
• Ширина колеи:750 мм
• Скорость передвижения

                                         Вперед: 47 м/мин

                                         Назад: 34 м/мин

• Тип перегружателя: ленточный конвейер
• Ширина ленты: 650 мм
• Скорость движения ленты: 1,30 м/с
• Максимальная высота погрузки: 1,45 м
• Вид энергии: пневматическая
• Суммарная мощность установленных двигателей: 23,5 кВт
• Габариты машины:

                                  Длина       7,535 м

                                  Ширина    1,700 м

                                  Высота      2,250 м

• Габариты машины в транспортном положении:

                                   Длина        7,00 м

                                   Ширина     1,40 м

                                   Высота       1,75 м

• Масса машины: 9,0 т

    По всем показателям  данная погрузочная машина подходит  для нашей выработки.

Производительность погрузки породы в значительной степени зависит  от способа замены груженых вагонеток  порожними, который выбирается в  зависимости от способа организации  работ в забое, механизации погрузки, ширины выработки и способа транспортировки  породы. Вагонетки можно менять по одной и партиями.

      При двухпутевой выработке и при работе одной погрузочной машины в забое удобней всего применить врезную маневровую плиту.

Крепление выработки.

     Расчет анкерной  крепи сводится к определению  размеров области деформирования(разрушения) массива вокруг выработки, величины  нагрузки на крепь, несущей  способности составных элементов  крепи, длины и плотности установки  анкеров.

     Для определения  параметров анкерной крепи я  взял справочник [7]. Для полного расчета анкерной крепи необходимо задаться множеством показателей и различных коэффициентов, которые не даны в задании на курсовой проект. Выдумать самому эти показатели равносильно тому, что я выдумаю длину штанг и расстояние между ними. Поэтому я возьму эти показатели исходя из усредненных их величин, а расстояния между штангами еще и исходя из пропорциональности подвиганию забоя за цикл.  В среднем принимается длина штанг от 1,0 до 1,8 м. Размещают штанги чаще всего по квадратной сетке с размерами квадрата от 1,0×1,0 до 1,5×1,5 м. Эти данные взяты из учебного пособия [8]. Учитывая довольно большую крепость(f=13) и исходя из необходимости кратности расстояния между рядами штанг и подвиганием забоя за цикл, примем длину штанги 1,4 м., расстояние между рядами штанг 1,89, а расстояние между штангами в ряду 1,1 м. Получается, что в цикл устанавливается 1 ряд штанг. С учетом ширины выработки по верху В_в=3,81 м. получается 4 анкера в ряд с расстоянием от стенок выработки 0,25 м. В породах, не склонных к отслаиванию, под нижнюю часть штанги ставится шайба(200×200 мм.)

 

 

Расчет времени  цикла и составление планограммы  работ.

Для оптимизации работ в шахте  нужно составить график организации  работ. Время цикла будет складываться из времени затраченного на процессы: