Сооружение горизонтальной подземной выработки

 

4.2.2. Выбор типа вруба  и глубины шпуров 

    Расположение  шпуров в забое, величина заходки и показатели взрыва предопределяются типом вруба. Врубы по характеру действия делятся на две группы:

    - отрывающие – наклонные врубы;

    - дробящие – прямые врубы.

    При механизированном способе бурения применяются прямые врубы. Длину шпуров принимаем 2,0м. При этом величину К.И.Ш. принимаем равной 0,85-0,95 (с учетом крепости пород К.И.Ш. = 0,9). 

4.2.3. Выбор конструкции  и параметров врубов. 

Прямые  врубы представляют собой комбинацию параллельных заряженных шпуров, взрыв  которых работает на компенсационную  полость, создаваемую холостым шпуром (системой холостых шпуров) или скважиной. 
 

                                                                        Табл. 4.2

 

 Т.к. в качестве ВВ принимаем скальный аммонит, то расстояние между парами шпуров определяется с учетом поправочного коэффициента по формуле: 

k=1.25*e^1/2*d_з/d,        (4.1) 

где е – коэффициент взрывной эффективности, е=1,18

      d_з – диаметр заряда

  d – диаметр заряжаемой полости 

k= 1,25*(1,18)^1/2*36/42 = 1,16 

Расстояние  между парами шпуров имеет значение равное 300*1,16=348 мм. 

     Глубина врубовых шпуров принимается на 0,1-0,2 м больше длины вспомогательных  и оконтуривающих шпуров (принимаем 0,2 м): 

h_вр= h_шп +(0,1 – 0,2)  (4.2) 

где h_шп - глубина вспомогательных и оконтуривающих шпуров 

h_вр= 2,0+0,2=2,2м. 

     Для повышения эффективности взрыва целесообразно использовать в качестве компенсационной полости шпур увеличенного диаметра, систему холостых шпуров или скважин. Принимаем в качестве компенсационной полости шпур диаметром 51 мм)

     Расстояние  между компенсационной полостью и первым взрываемым шпуром или серией шпуров (пробивное расстояние W₁) принимаем по табл.3.8 «Методических указаний…»

                                                                        Табл. 4.3

 

С учетом поправочного коэффициента пробивное  расстояние  

W₁= 80*1,16=93 мм 

     Пробивное расстояние W₁ = учитывает возможное отклонение шпуров от заданного направления. 

W₂=0,8(W₁+ D_х + d)   (4.3) 

Где W₁ - пробивное расстояние для первого шпура

  D_х – диаметр компенсационной полости (холостого шпура)

  d – диаметр заряжаемой полости 

W₃=0,8(W₂+ D_х + d)    (4.4)

W₄=0,8(W₃+ D_х + d)     (4.5) 

W₂=0,8(93+51+42)        = 148,8 мм 

W₃=0,8(148,8+51+42)   = 193,44 мм 

W₄=0,8(193,44+51+42) = 229,15 мм 

     Предельное  пробивное расстояние для вспомогательных и оконтуривающих шпуров принимаем по табл. 3.10 «Методических указаний…»

                                                                        Табл. 4.4

 

4.2.4. Определение удельного  заряда ВВ 

     Прямые  врубы требуют повышенного удельного  заряда. Удельный заряд определяют только для вспомогательных и оконтуривающих шпуров с коэффициентом зажима ν = 1,1 – 1,4 

q = (0.1*f*f₁* ν)/e   (4.6) 

Где q  - удельный заряд ВВ, кг/м³

     f – коэффициент крепости

     f₁ - коэффициент структуры породы, из табл. 3.12 «Методических указаний…»,  f₁=1,4

     ν – коэффициент зажима породы

     e – коэффициент взрывной эффективности заряда ВВ. 

ν =6,5/√S_вч   (4.7) 

ν =6,5/√16,56 = 1,6 

q = 0,1*16*1,4*1,6/1,18 = 3,04 кг/м³ 

4.2.5. Определение количества шпуров. 

Количество  шпуров определяется по формуле: 

N=N_вр+q*(S_вч - S_вр) /γ          (4.8) 

Где  N_вр  - количество врубовых шпуров

     q – удельный заряд ВВ, кг/м³

     S_вч – площадь сечения выработки вчерне, м²

     S_вр – площадь поперечного сечения прямого вруба (S_вр=0,4063 м²)

     γ – весовое количество ВВ (вместимость), приходящееся на 1м шпура, кг/м 

γ = (3,14*d²*ρ*α)/4           (4.9) 

где  d – диаметр заряда (патрона ВВ или шпура), м

     ρ – плотность ВВ в заряде, кг/м3

     α – коэффициент заполнения шпуров (0,7 – 0,9) 

γ = (3,14*(0,036)²*1100*0,9)/4=1,007 

N=12+3,04*(16,56-0,4063)/1,007 = 12 + 48 = 60 шпуров 

4.2.6. Определение расхода  ВВ 

1. Количество  ВВ на цикл:

 

Q = Q_вр + q*(S_вч - S_вр)*l_шп    (4.10) 

Где  Q_вр  - количество ВВ во врубовых шпурах принимается как сумма зарядов врубовых шпуров. Величина заряда (кг) во врубовый шпур принимается:

     q – удельный заряд ВВ, кг/м³  

q_вр = 0,785* d²*ρ*α*l_вр    (4.11) 

q_вр = 0.785*(0,036)²*1100*0,9*2,2 = 2,2 кг 

     d – диаметр заряда (патрона ВВ или шпура), м

     ρ – плотность ВВ в заряде, кг/м3

     α – коэффициент заполнения шпуров (0,7 – 0,9)

     l_вр – длина врубовых шпуров, м 

Q = 2,2*12+3,04*(16,56-0,4063)*2,0 = 124 кг 

2. Среднее количество ВВ на один вспомогательный и оконтуривающий шпур

 

q_ср = q*(S_вч - S_вр)*l_шп / (N - N_вр)   (4.12) 

q_ср = 3,04*(16,56-0,4063)*2,0 / (60-12) = 2,0 кг 

q_ср = q_всп = q_ок  (4.13) 

q_всп = q_ок = 2,0 кг 

      Полученные  величины зарядов во врубовых, вспомогательных  и оконтуривающих шпурах принимают  кратными массе патронов равной 0,25 кг. Следовательно: 

q_вр = 2,2/0,25=8,8 патронов 

      Принимаем 9 патронов, тогда:

q_вр =9*0,25 =2,25 кг 

q_всп = q_ок = 2,0/0,25 = 8 патронов 

q_всп = q_ок = 2,0 кг  

3. Фактический расход ВВ.

 

Q_ф = ∑ q_всп + ∑ q_ок + ∑q_вр     (4.14) 

Q_ф = 12*2,25 + 48*2,0 = 123 кг 

4. Расход  ВВ на погонный метр выработки.

 

Q_м = Q_ф /( l_шп*η)   (4.15) 

Где l_шп – глубина обуренной заходки, равная глубине вспомогательных и оконтуривающих шпуров, м;

  η – К.И.Ш. (принимается равным 0,85-0,95 в зависимости от крепости пород) 

Q_м = 123/(2,0*0,9) = 68 кг 

5. Удельный  расход ВВ на 1м³ взорванной породы.

 

q_р =  Q_ф / (S_пр *l_шп*η)    (4.16) 

где S_пр = S_вч*К.И.С – сечение выработки в проходке, м², которое следует принимать в соответствии с рекомендациями табл. 3.14 «Методических указаний…» 

  К.И.С. (коэффициент излишка сечения) = 1+ Δ = 1,07 

S_пр = 16,56*1,07 = 17,7 м²

q_р = 123/(17,7*2,0*0,9) = 4кг 

6. Расход ЭД, КД на 1 метр выработки.

 

N_м = N_кд /( l_шп*η)   (4.17) 

N_м = 60/(2,0*0,9) = 33,3 
 
 

7. Расход  ЭД, КД на 1м³ взорванной породы.

 

N_р = N_кд / (S_пр *l_шп*η)    (4.18) 

N_р = 60/(17,7*2,0*0,9) = 1,88 
 

       При взрывании замедление должно быть подобрано так, чтобы заряды следующей серии взрывались после того, как закончится разрушительное действие упругих волн, взрываемых первым взрывом, а движение пород в глубину массива находилось лишь в самом начале, когда газы взрыва еще не прорвались наружу. При таком взрывании значительно уменьшается сейсмический эффект, что благоприятно отражается на сохранности строений, улучшает дробление породы, уменьшает разброс породы.

       Интервал замедления между сериями врубовых шпуров при электрическом взрывании в шахтах не опасных по газу или пыли принимается не менее 30 мс, между врубовыми и отбойными — 50 или 75 мс, между отбойными и оконтуривающими — 15, 25, 30 мс, в зависимости от крепости пород.

     Электрический способ взрывания может применяться  в любых выработках, причем количество одновременно взрываемых шпуров не ограничивается, необходимо выбрать только более мощный источник тока. Способ этот несколько сложнее огневого, требует применения специального оборудования, но зато он и значительно безопаснее других.  
      Радиус опасной зоны при шпуровых взрывах должен быть не менее 200 м. Взрывник, производя с помощью машинки взрыв, находится от него на указанном расстоянии. Согласно Правилам техники безопасности, все электродетонаторы, взрываемые в одной сети, должны отбираться на одной коробки и иметь одинаковые сопротивления мостика накаливания и одинаковую величину гарантийного тока.   
      Чаще всего применяется схема последовательного соединения элементов цепи. При этом общее ее сопротивление будет складываться из сопротивления всех электродетонаторов и сопротивления электропроводов. Количество электродетонаторов равно количеству шпуров взрываемых за одну заходку. Сопротивление проводов рассчитывается как произведение длины провода на их удельное сопротивление. Для передачи электрического тока от источника тока к детонаторам применяют изолированные медные и реже - алюминиевые проводники.