что такое коэффициент использования шпура

Расчет параметров БВР при шпуровой отбойке

МЕТОДИКА РАСЧЕТА

ПАРАМЕТРОВ БВР

ПРИ ШПУРОВОЙ ОТБОЙКЕ

Выбор типа ВВ и рационального диаметра шпура

Вначале выбирают тип ВВ для конкретных горно-геологических условий. Для этого определяют необходимое детонационное давление (Р_н ),

затем скорость детонации

После этого по полученным значениям D выбирают марку взрывчатого вещества по перечню рекомендуемых взрывчатых материалов (Приложение 1).

Расчет параметров БВР при шпуровой отбойке

Основными параметрами отбойки являются диаметр шпура (d_ш ), линия наименьшего сопротивления (л.н.с., W) и расстояние между соседними шпурами (а). Глубина шпуров и схема их расположения ограничивается техническими возможностями бурильных машин, горно-техническими условиями разработки и характеристиками массива. Некоторые схемы расположения шпуров изображены на рисунках.

Расчет параметров БВР начинают с определения конструкции вруба, а затем переходят к отбойным и контурным шпурам (отбойка на две обнаженные поверхности).

Величину л.н.с. для отбойных и контурных шпуров определяют по выражению

Значения теоретического удельного расхода ВВ при различных коэффициентах крепости руды ( f )

Расстояние между шпурами в ряду (a ) определяют по формуле

Объем отбойки в забое (V_отб) находят по выражению

Рис.1 Схемы расположения шпуров: а – восходящих (при крутом падении

залежи); б – слабонаклонных (при крутом падении залежи);

б – слабонаклонных (при пологом залегании)

Рис.2 Конструкции шпуровых зарядов

Число шпуров в ряду (N_ш ) определяют, округляя до ближайшего целого, по формуле

Общую глубину шпуров (L_ш ) можно найти по выражениям:

а) в случае, если шпуры восходящие (рис. 1, а)

б) в случае уступной отбойки горизонтальными шпурами (рис.1, б)

Глубина шпуров на 1 м 3 отбойки руды ( l_б )

Выход руды с одного метра шпура

Общий расход ВВ на отбойку

Приближенно масса заряда ВВ, приходящаяся на 1 м шпура при различных его диаметрах составит

В случае применения патронированных ВВ определяют (округляя до целого) потребное число патронов ВВ

Массу и размеры патронов ВВ для заряжания шпуров и скважин рекомендуется определять по табл. 1.1.

Количество патронов ВВ, размещаемых в шпуре (n_ш)

Уточненный общий расход ВВ (с учетом бурения дополнительного шпура в ряду врубовых шпуров и добавления в каждый из врубовых шпуров по дополнительному патрону ВВ)

Таблица 1.1. Размеры и масса патронов ВВ

Фактический удельный расход ВВ на отбойку (q_ф) определяют по формуле

Замедление взрывания шпуровых зарядов принимают исходя из Приложений 2 и 3.

Расчетные показатели БВР заносят в табл.1.2

Таблица 1.2 Расчетные показатели БВР

Характеристика промышленных ВВ, допущенных к постоянному применению

в подземных выработках шахт (рудников), не опасных по газу или пыли

Водосодержащие ВВ раздельного заряжания
Акванал АРЗ-8Н	1,2 – 1,25	– 2,7	2500-3500	420-440	то-же	260/80	то-же
Порошкообразные патронированные ВВ
Аммонит 6ЖВ, d п = 32 мм	1,0-1,2	– 0,53	3600-4800	360-380	Ручной	03/57	Сухие и осушенные шпуры и скважины
Аммонал М10, d п = 36 мм	0,85-0,95	– 4,82	4200-4800	430-450	312/84
Аммонал скальный №3, d п = 45, 60 и 90 мм	0,85-0,95	– 0,79	4200-4600	460-480	284/83
Аммонит 6ЖВ в п/э оболочке, d п = 60 и 90 мм	1,0-1,2	– 0,53	3600-4800	360-380	408/90	Сухие и обвод- ненные шпуры и скважины
Аммонал, d п = 32 мм	0,95-1,1	+ 0,18	4000-4500	410-420	04/59
Аммонал М10 в п/э оболочке, d п = 45, 60 и 90 мм	0,85-0,95	– 4,82	4200-4800	430-450	05-1-40/128 1990 г.
Детонит М, d п = 28, 32 и 36 мм	0,95-1,3	+ 0,18	4200-5000	460-500	35/68

рекомендуемых к использованию в курсовой работе

Источник

Технология работ с буровзрывной выемкой угля

Технология очистных работ с отбойкой угля буровзрывным способом применяется в условиях, где механизация очистных работ трудно осуществима: при отработке крутых пластов щитовой системой или камерным способом, под гибким перекрытием, наклонными слоями, а также при отработке нарушенных пластов и пластов с труднообрушаемой кровлей.

Разрушения угольного массива взрывным способом происходит за счет энергии расширяющихся газов, освобождающихся в результате разложения (взрыва) специальных взрывчатых веществ (ВВ) под влиянием внешнего воздействия.

Основные понятия

Глубина шпура – проекция длины шпура на горизонтальную ось выработки. При взрывании зарядов порода разрушается не на всю глубину шпура l, остается неиспользованная часть шпуров («стаканы»). Подвигание забоя выработки в результате взрыва называется величиной заходки или полезной глубиной шпура lз. Коэффициент использования шпура – киш – отношение величины заходки к глубине шпура.

Пример: при глубине шпура 2,5 м забой подвинулся на 2м, киш = 2/2,5 = 0,8.
W- линия наименьшего сопротивления – кратчайшее расстояние от центра заряда до открытой поверхности (обнажения). Линия наименьшего сопротивления по углю не менее 50см, и не менее 30см по породе.

Правильное расположение шпуров в забое выработки должно обеспечить отрыв горной массы по проектному контуру выработки с наибольшим коэффициентом использования шпуров, равномерное дробление угля, исключить возможность подрыва соседних шпуров и выброс невзорвавшихся патронов ВВ. При проведении выработок шпуры разделяют на врубовые, отбойные, вспомогательные и оконтуривающие.

Схема расположения шпуров в забое с одним обнажением

Врубовые шпуры (1-4), предназначены для предварительного образования врубовой полости и создания дополнительных плоскостей обнажения в массиве породы в пределах контура выработки. Врубовые шпуры бурят обычно на 0,2-0,3 м глубже остальных и взрывают заряды во врубовых шпурах первыми.
Вспомогательные шпуры (5-12) взрывают вслед за врубовыми, они расширяют первоначальный вруб и облегчают работу зарядов оконтуривающих шпуров.
Оконтуривающие шпуры (13-25) взрывают вслед за вспомогательными шпурами, они придают выработки необходимую форму и размеры.
Для повышения эффективности взрыва и уменьшения отброс а угля от забоя врубовые и вспомогательные шпуры могут взрываться в несколько очередей с применением электродетонаторов короткозамедленного действия. Нужно правильно выбрать интервалы замедлений между очередями взрываний. Число шпуров в каждой группе определяется паспортом буровзрывных работ.

Врубовые шпуры (1,2,3,4)— взрывают первыми.
Отбойные (5,6,7,8)— взрывают вслед за врубовыми.
Отбойные (9,10,11,12)— взрывают вслед за 5,6,7,8. и т.д.

Способы бурения шпуров.

Различают следующие виды бурения шпуров: вращательное, ударно – поворотное, ударно – вращательное и вращательно – ударное.

Сущность вращательного способа состоит в том, что резец под действием усилия внедряется в породу и скалывает её. При увеличении крепости пород, увеличивается усилие, прилагаемое к резцу. Поэтому область применения вращательного бурения ограничивается крепостью пород f = 6-8.
Достоинства: непрерывность процесса, высокая производительность; разрушение породы крупным срезом, что уменьшает пылеобразование; относительно небольшая вибрация.
Недостатки: ограниченная область применения по крепости
Бурильные машины вращательного бурения: ручные электросверла и пневмосверла, в том числе и принудительной подачей – СЭР19М, ЭР14Д2М, ЭР18Д2М, ЭРП18Д2М; электрогидравлические буры ЭБГП1; бурильные установки типа БУЭ, БКГ.

меньшая производительность, чем при вращательном способе, значительное пылеобразование, вибрация, шум.

Переносные и колонковые перфораторы
Ударно – вращательное – можно рассматривать как ударное с непрерывным вращением инструмента. В основном применяется в буровых агрегатах рудной промышленности при бурении скважин в крепких абразивных породах.
Вращательно – ударное представляет собой сочетание двух способов, при которых на бур действует большое осевое усилие, большой крутящий момент и ударная нагрузка. Применяется в длинноходовых бурильных машинах.
Бурильные установки типа БУР, БУКС, БУ, СБУ2М.

Меры безопасности при бурении шпуров.

Бурильные машины, установочные приспособления, буровой инструмент выбирается в зависимости от свойств пород, размеров поперечного сечения выработки, газоносности, абразивности, диаметра патрона ВВ и пр.

Взрывчатые вещества и средств анициирования.

Средства инициирования.

Средства инициирования – ВВ, применяемые в качестве начального импульса (капсюли – детонаторы, детонирующий шнур, электродетонаторы).

Электродетонаторы.

Электродетонаторы (ЭД) бывают мгновенного, короткозамедленного и замедленного действия. В шахтах опасных по газу и пыли разрешены к применению только электродетонаторы и только мгновенного и короткозамедленного действия. ЭД мгновенного действия (Рис16а) представляет собой капсюль – детонатор, снабженный электровоспламенителем. Электровоспламенитель состоит из двух медных проводов 1 в пластиковой изоляции длиной 1,5 – 4м, мостика накаливания 3, помещенного в воспламенительный состав 4. Электровоспламенитель закрепляют обжатием гильзы вокруг пластиковой пробки 2, через которую проходят провода. В ЭД короткозамедленного (ЭДКЗ) действия между воспламенителем и первичным инициатором размещают замедлитель 5. Для шахт опасных по газу и пыли предохранительные детонаторы ЭД-8ПМ и ЭДКЗ-ОП со временем срабатывания 0-6мс. ЭД короткозамедленного действия выпускаются марки ЭДКЗ-ПМ-15 семи ступеней замедления через 15 мс; марки ЭДКЗ-ПМ-25 четырех ступеней замедления через 25мс. Номера ступеней замедления указаны на металлической бирке, прикрепленной к проводу ЭД.

Подготовка выработки к взрывным работам.

1 – забой должен иметь хорошее и непрерывное проветривание;
2 – оборудование и инструменты должны быть убраны и надежно защищены;
3 – крепь должна соответствовать паспорту крепления;
4 – на расстоянии не менее 20м не должно быть неубранной породы и других предметов, загромождающих её более чем на 1/3;
5 – мастер – взрывник должен проверить соответствие шпуров паспорту БВР;
6 – шпуры должны быть очищены от буровой мелочи;
7 – запас забоечного материала – суточный в забое, 3-х суточный – в устье;

Взрывные работы запрещаются:

1 – при нарушении проветривания;
2 – при отставании постоянного крепления более, чем указано в паспорте крепления;
3 – при отсутствии запаса забоечного материала;
4 – при отсутствии средств борьбы с пылью;
5 – при отсутствии в забое чищалки и точеной трамбовки;
6 – при содержании СН4 1% и более;
7 – при отсутствии приборов контроля СН4;
8 – все легковоспламеняющиеся материалы должны быть убраны из забоя на расстояние более 30м.

Перед началом заряжания на границах запретной (опасной) зоны должны быть выставлены посты, обеспечивающие ее охрану, а люди, не занятые заряжанием, выведены в безопасные места лицом технического надзора или по его поручению взрывником. Постовым запрещается поручать работу, не связанную с выполнением прямых обязанностей. В подземных выработках с исходящей струей воздуха, по которым направляются продукты взрыва, посты не выставляются. Эти выработки должны быть ограждены аншлагами с надписями, запрещающими вход в опасную зону. Расположение постов охраны, аншлагов, места укрытия людей и мастера – взрывника указывается в паспорте БВР.

Сигналы при взрывных работах.

Конструкция шпурового заряда. Назначение и величина внутренней забойки при ВР.

Правильное расположение патрона-боевика в заряде

Минимальная глубина шпура и величина забойки

Минимальная глубина шпура – 0,6м.
При взрывании по углю и породе минимальная величина забойки для всех забоечных материалов :
а) при глубине шпура 0,6 – 1,0м – половину глубины шпура;
б) при глубине шпура более 1,0 м – 0,5м;
в) при взрывании зарядов в скважинах – 1м.
Минимальное расстояние от заряда ВВ до ближайшей поверхности по углю – не менее 0,5м, и не менее 0,3м по породе.

Предупреждение выгорания шпуровых зарядов.

Ликвидация отказавшего заряда.

При обнаружении отказа немедленно остановить все работы, закрестить забой, выставить посты охраны. Если в отказе обнаружены детонаторные провода, то они должны быть немедленно замкнуты накоротко. Работы, связанные с ликвидацией отказа, должны проводиться под руководством лица технического надзора в соответствии с инструкцией, утвержденной руководителем организации по согласованию с территориальными органами Госгортехнадзора.
Ликвидацию отказавшего заряда разрешается проводить взрыванием зарядов во вспомогательных шпурах, пробуренных параллельно отказавшему заряду на расстоянии не ближе 30см. Для установления направления таких шпуров разрешается вынимать из шпура забоечный материал на длину до 20см от устья

Примеры добычи угля буровзрывным способом.

В настоящее время добыча угля на пологих и наклонных пластах полностью механизирована и рассматривать буровзрывную выемку угля можно только, как историю горных работ. Буровзрывная технология в наши дни находит еще применение на крутопадающих пластах при щитовых и камерных системах разработки.

Буровзрывная технология выемки угля с индивидуальной крепью на пологих и наклонных пластах тонких и средней мощности.

От бремсберга или уклона проводятся конвейерный и вентиляционный штреки, на границе поля они соединяются разрезной печью. Т.е. нарезается длинный столб угля по простиранию (или падению, восстанию, по диагонали). Если очистной забой имеет наклон(25-300 и более), позволяющий осуществить самотечный транспорт угля, то вдоль очистного забоя настилаются эмалированные рештаки или забойный конвейер. Производится обуривание забоя, заряжание шпуров, а затем и их взрывание.

1- отбитый уголь; 2- временная крепь.

Под прикрытием временной крепи производится выгрузка отбитого угля. Затем передвигается забойный конвейер и устанавливается постоянная крепь.
Забойный конвейер переносится на новую дорожку по частям или передвигается по всей длине при помощи передвижчиков (домкратов).

При отходе лавы на определенное паспортом расстояние (оно еще называется «шагом посадки») кровлю в выработанном пространстве обрушают. Т.е. производят мероприятия по управлению кровлей.
На границе обрушения кровли устанавливают усиленную крепь (органную, костры, посадочные тумбы и пр.) – крепь под №2.
А из выработанного пространства крепь убирают – крепь под №1. Крепь извлекается механизированным способом при помощи лебедок.
Породы обрушаются, напряжения в кровле снимаются.
Посадку кровли производят периодически в соответствие с шагом посадки, который обычно составляет от 5 до 15м и зависит от горногеологических условий.

Источник

Расположение шпуров. Расположение шпуров в забое (рис. 128) должно обеспечить намеченную глубину заходки с максимальным использованием длины шпуров, правильное оконтуривание выработки, а также достаточную кучность отброс а и необходимую для производительной работы погрузочной машины кусковатость породы. Наряду с этим нужно обеспечить сохранение от повреждений горных пород вокруг выработки и прежде всего в ее кровле.

В практике подземных работ наиболее распространен центральный клиновой вруб (табл. 18).

Основные параметры центрального клинового вруба

Отбойные шпуры разрушают основную массу породы, когда имеется воронка, образованная взрывом врубовых шпуров III (см. рис. 128). Они делятся на вспомогательные I и контурные II. Первые служат для расширения вруба, вторые — для обеспечения правильного проектного очертания выработки. Шпуры размещают так, чтобы на каждый шпур приходился примерно одинаковый объем взрываемой породы. Концы всех шпуров должны находиться в одной плоскости, перпендикулярной оси выработки. При этом концы контурных шпуров располагают на проектном контуре выработки. Длину отбойных шпуров назначают больше намеченной глубины заходки с учетом коэффициента использования шпура. Контурные шпуры располагают под углом 80—85° к плоскости забоя, чем и определяется удаление их отверстий от контура выработки.

Врубовые шпуры забуривают примерно на 10% глубже отбойных с тем, чтобы получающаяся врубовая воронка имела глубину, не меньшую глубины забуривания отбойных шпуров, что способствует увеличению коэффициента их использования. При выборе расположения шпуров учитывают особенности имеющегося оборудования и создают условия для его наиболее удобного применения.

Взрывая часть сечения выработки при наличии двух плоскостей обнажения, шпуры располагают в шахматном порядке рядами, параллельными одной из плоскостей (не ближе 50 см от нее), с расстоянием между шпурами и рядами шпуров, равным 0,3—0,5 их глубины. Врубовые шпуры в этом случае отсутствуют, а коэффициент использования шпуров принимают равным 0,95—1,0.

Намеченное расположение шпуров уточняют в процессе ведения взрывных работ.

Волков В.П., Наумов С.Н., Пирожкова А.Н., Храпов В.Г. Тоннели и метрополитены

Источник