РАЗРАБОТКА ПАСПОРТА БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ

4. РАЗРАБОТКА ПАСПОРТА БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ

Взрывчатыми веществами (ВВ) называются взрывчатые химические соединения или механические смеси ряда химических компонентов, которые в своём составе содержат все необходимые химические элементы для реакции взрывного окисления без притока кислорода извне.

Рекомендуемый способ отбойки пород по СНиП при коэффициенте крепости по шкале М.М. Протодьяконова  – взрывание.

Взрывание – процесс детонирования зарядов ВВ в заданной последовательности и в заданный момент времени способами, обеспечивающими безопасность взрыва. Для этой цели используют средства взрывания, с помощью которых начальный импульс передаётся заряду ВВ и, таким образом, возбуждается его детонация.

Взрывные работы при проведении горных выработок выполняются в соответствии с паспортом буровзрывных работ, который состоит из схемы расположения шпуров в забое, табличных показателей по шпурам, технико-экономических показателей взрыва и мероприятий по технике безопасности.

Исходными параметрами для составления паспорта БВР является площадь поперечного сечения выработки и глубина шпуров в комплекте.

Одним из критериев эффективности БВР является величина коэффициента использования шпуров (КИШ). Удовлетворительными значениями КИШ можно считать для монолитных скальных пород ХVI-ХХ категорий – 0,75-0,8. При реализации паспорта БВР, совершенствуя схему расположения шпуров и некоторые другие параметры, добиваются, чтобы фактическое значение КИШ было бы не ниже принятого при проектировании.

Исходным параметром при составлении паспорта БВР является глубина шпуров в комплекте. Определим глубину шпуров исходя из заданной скорости проходки:

l= L/(T*к*m*η) =50/(9*1*4*0,85) = 1,6м

где, L=50м- проектная длина рассечки;

T=0,3мес = 9 дней- время, отводимое на проходку выработки;

 - число рабочих смен в сутки;

 - число циклов в каждой смене;

η - Коэффициент использования шпуров.

В связи с малой площадью поперечного сечения выработки бурение шпуров в забои осуществляется с помощью переносного перфоратора типа ПП-54. В качестве установочных приспособлений для переносных перфораторов используем колонки ЛКР-У. Для патронов диаметром 32 мм следует применять в качестве породоразрушающего инструмента съёмные коронки ККП-40-25.

Основные параметры буровой коронки ККП 40-25

Типоразмер коронки ККП-40-25

Диаметр, мм 40

Размеры посадочного конуса, мм 25

Высота коронки, мм 75

Масса коронки, кг 0,43

Буровые коронки ККП-40-25 предназначены для бурения шпуров перфораторами ПП-54В1 в крепких средне- и сильнотрещиноватых породах любой абразивности. Тип соединения со штангой – конусное.

Буровые штанги предназначены для передачи буровой коронке энергию удара, крутящего момента и осевого усилия подачи. Буровую штангу для перфораторов изготавливают из шестигранной стали марки 55С2 по ТУ 14-1-681-73 с конусным соединением с коронкой.

Диаметр вписанной в шестигранник окружности составляет 25мм.

Максимальная длина штанги в комплекте должна быть не менее, максимальной глубины шпуров. Для переносных перфораторов применяются шестигранные штанги с осевым отверстием для промывки. Мы выбираем буровые штанги БШ25-1000 длиной 1000мм, и БШ25-2000 длиной 2000мм

Рассчитаем подвигание забоя за цикл (длина уходки):

Длина врубовых шпуров принимается на 15% больше остальных l_вр = 1,8м

Проверочный расчёт:

l = l_ух*к*Т*n = 1,4*1*9*4 = 50,4м

Определим коэффициент крепости горных пород с поправкой проф. Л.И. Барона на их разрушаемость взрывом

f^Б =  = 13,7

Рассчитаем коэффициенты относительной работоспособности ВВ и учитывающий влияние зажима пород, учитывая, что работоспособность принятого ВВ (Детонит М) :

;

Определяется удельный расход эталонного ВВ на разрушение породы в контурах воронки нормального выброса:

Удельный расход эталонного ВВ по формуле М.М. Протодьяконова:

e - коэффициент работоспособности ВВ.

По формуле Н.М. Покровского определяется количество шпуров в забое:

где

d - диаметр патрона, 0,032м;

 - плотность ВВ в патроне;

К_з- коэффициент заполнения шпура взрывчатым веществом.

Принимаем 15 шпуров. В связи с тем, что бурение шпуров осуществляется переносными перфораторами в выработке с малой площадью поперечного сечения и в крепких породах, наиболее эффективнее всего применить щелевой вруб, который состоит из 5 шпуров.

В связи с этим принимаем следующее число шпуров в комплекте: врубовых – 5; отбойных – 2, оконтуривающих – 8.

Расход ВВ за цикл

В оконтуривающих и вспомогательных шпурах массу заряда принимаем одинаковой, во врубовых шпурах – на 20% больше.

Число патронов в шпуре

Из условия размещения в шпуре целого числа патронов и с учетом коэффициента заполнения шпура, количество патронов в каждом шпуре принимаем:

Во врубовом шпуре: К_вр=6 патронов

В вспомогательном шпуре: К_вс=5 патронов

В оконтуривающем: К_ок=5 патронов

Масса заряда каждого шпура будет равна:

Q_вр= К_вр*m=6*0,2=1,2кг

Q_ок=Q_вс= К_от*m=5*0,2=1,0кг

Длина заряда каждого шпура:

L_з.вр = К_вр*l_з = 6*230 = 1380мм

L_з.ок = L_з.вс = К_ок*l_з = 5*230 = 1150мм

Фактический расход ВВ на цикл составит:

Q_цикл= n_вр*Q_вр + n_ок*Q_ок +n_вс*Q_вс =5*1,2+8*1,0+2*1,0=16кг

Фактический удельный расход ВВ будет равен:

Объём бурения в цикле составит:

Объём отбиваемой породы за взрыв составит:

V=S*l_ух=2,75*1,4=3,85м³

Расход ВВ на 1 п.м. выработки:

При выборе схемы расположения шпуров необходимо придерживаться следующих основных положений. В забоях с одной плоскостью обнажения должны предусматриваться врубовые, отбойные и оконтуривающие шпуры.

Врубовые шпуры располагаются под прямым углом к плоскости забоя, отбойные под углом 80⁰-90⁰ и оконтуривающие – под углом 85⁰-87⁰ с наклоном в сторону проектного контура поперечного сечения выработки.

Площадь, на которой в забое размещаются устья врубовых шпуров, можно принимать равной 5-15% площади поперечного сечения выработки, причём чем крепче порода, тем ближе друг к другу должны быть расположены врубовые шпуры и тем меньше относительный объём врубовой полости.

У почвы выработки расстояние между шпурами может быть несколько уменьшено, а у кровли, соответственно, несколько увеличено.

Расстояние от контура выработки до устьев оконтуривающих шпуров принимается равным 15÷20 см.

Забои оконтуривающих шпуров, пробуренных вдоль боковых стенок и кровли выработки, должны выступать за контур проектного сечения на 5÷10 см, так как коэффициент крепости по М.М. Протодъяконову f=18.

Расчёт взрывной сети

Для производства взрывных работ принимаем электрический способ взрывания с последовательным соединением электродетонаторов с четырьмя степенями замедления. Принятый способ взрывания максимально безопасен для взрывного персонала, а принятая схема взрывания не только проста, но и надёжна т.к. легко позволяет проверить правильность коммутации взрывной сети. В качестве средств взрывания будем применять электродетонаторы марки ЭД-8-Э с жёстким креплением мостика, нормальной мощности, предназначенные для мгновенного взрывания врубовых шпуров, и электродетонаторы короткозамедленного действия марки ЭДКЗ для отбойных и оконтуривающих шпуров.

 

Техническая характеристика электродетонаторов

Марка ЭД	ЭД-8-Э	ЭДКЗ
Безопасный ток, А	0,18	0,18
Сопротивление, Ом.	3,5	3,5
Наружный диаметр, мм	7,2	7,7
Длина, мм	60	72
Длина провода ЭД, м	2,0	2,0
Число серий	-	6
Интервал, мс.	0	50;100;150.

В качестве источника тока для инициирования электродетонатора применяем конденсаторный взрывной прибор КВП-1/100М, который предназначен для инициирования до 100 последовательно соединённых и одиночных электродетонаторов с нихромовым мостиком накаливания нормальной чувствительности при внешнем сопротивлении взрывной сети до 320 Ом. После производства взрыва ключ из прибора извлекают и гнездо для него закрывают заглушкой.

Техническая характеристика КВП-1/100м [4 табл.37]

Показатель	Ед изм	Значение
Исполнение		РВ (для подземных работ в рудниках и шахтах)
Источник питания		сухие элементы
Напряжение на конденсаторе	В	600-650
Максимальное сопротивление взрывной сети	Ом	320
Емкость конденсатора-накопителя	мкФ	10
Время заряжения конденсатора	мс	не более 8
Время подачи импульса	мс	2 4
Размеры	мм	152х122х100
Масса	кг	2,0

 

Расчет электровзрывной сети

Шпуры в комплекте взрываются в определённой последовательности (врубовые, отбойные, оконтуривающие). Минимальное число ступеней замедления – 4.

Независимо от способа соединения электродетонаторов в цепь (последовательное, параллельное и параллельно-последовательное) для безотказного взрывания необходимо, чтобы в каждый из них поступал ток величиной не менее гарантийного, значение которого приводятся в характеристике электродетонатора. Сечение жилы магистральных проводов должно быть не менее 0,75мм², а участковых и соединительных проводов–0,5мм².

В качестве соединительных проводов применяем провод ВМП. В качестве магистральных проводов применяем провод марки ВМВЖ:

Параметр	ВМП	ВМВЖ
Диаметр жил	0,8	1,2
Площадь поперечного сечения, мм	0,5	1,13
Число проволочек: - медных, стальных	1	1
Сопротивление, Ом/м	0,04	0,14
Материал изоляции жилы	полиэтилен	полиэтилен
Наружный диаметр провода, мм	2,3	2,7

Длину магистрального провода (с учётом запаса на катушке) принимаем равной 0,15 км. Сопротивление магистрального провода мы можем найти по следующей формуле:

Длину соединительных проводов принимаем равной 20 метров. Сопротивление соединительного провода мы можем найти по следующей формуле:

Принимая последовательное соединение 15 электродетонаторов, определим ток, проходящий через каждый электродетонатор:

 

где

 - число электродетонаторов;

 - сопротивление одного электродетонатора;

 - напряжение источника тока.

По правилам безопасности, при последовательном соединении до 300 электродетонаторов, гарантийный ток должен быть не менее 1,3 А.

Условие безотказности взрыва:

 

где

 - сопротивление последовательно соединённой взрывной сети, Ом;

 - сопротивление взрывного прибора.

, где

 - число электродетонаторов;

 - сопротивление одного электродетонатора;

 - длина соединительных проводов;

 - длина магистральных проводов;

,  - сопротивление проводов соединительных и магистральных соответственно.

 

следовательно, условие безотказности взрыва соблюдено.

Из расчёта видно, что принятая схема электровзрывания удовлетворяет всем требованиям безотказности взрывания.

Основные показатели буровзрывных работ

Подвигание забоя за цикл: L_ух = 1,4м

Выход породы за цикл: V = L_ухS_вч V = 1,4∙2,75 = 3,85 м³_.

Глубина шпуров:

Глубина врубовых шпуров: L_вр = 1,8м.

Глубина вспом и оконтуривающих шпуров: L_шп = 1,6м.

Количество шпурометров на цикл 25пм

Количество шпурометров на 1п.м.: .

Количество шпурометров на 1м³_: .

Число шпуров на цикл – 15шт.

Коэффициент использования шпура:

Расход ВВ на цикл: Q_ВВ = 16кг.

Расход ВВ на 1 м³ 4,3 кг/м³.

Тип электродетонаторов – ЭД-8-Э, ЭДКЗ

Расход ЭД на цикл - 15 шт

Расход соединителей на цикл – 20м

Параметры буровзрывных работ

Номер шпуров одной ступени	Наименование шпуров	Глубина шпура, м	Масса шпурового заряда, кг	Длина заряда, м	Очеред-ность взрывания	Тип ЭД, очередность взрывания, мс
1,2,3,4,5	Врубовые	1,8	1,2	1,38	1	ЭД-8-Э
6,7	Отбойные	1,6	1,0	1,15	2	ЭДКЗ-50
8,9,10,11,12	Оконтуривающие	1,6	1,0	1,15	3	ЭДКЗ-100
13,14,15	Оконтур	1,6	1,0	1,15	6	ЭДКЗ-150