Определение параметров скважинных зарядов ВВ в условиях уступной отбойки горных пород

/

Федеральное агентство по образованию

НИТУ МИСиС Московский Горный Институт

Кафедра разрушения горных пород взрывом

Самостоятельная работа по дисциплине

«Технология и безопасность взрывных работ»

Тема: «Определение параметров скважинных зарядов ВВ в условиях уступной отбойки горных пород»

Выполнил:

ст. гр. СП-2-11

Комягин Н.А

Проверил:

Кузнецов В.А.

Ким И.Т.

Москва 2015 г.

Задание для самостоятельной работы

1. Обосновать способ бурения взрывных скважин и их диаметр, подобрать буровой станок. Рассчитать производительность и парк буровых станков.

2. Выбрать В.В.

3. Рассчитать рациональные параметры БВР.

4. Разработать конструкцию скважинного заряда.

5. Разработать рациональную схему взрывания.

6. Определить размеры опасных зон по основным поражающим факторам взрыва.

7. Выполнить рисунки.

8. Составить калькуляцию затрат на БВР.

Исходные данные

· Годовая производительность: П = 10 млн. т. = 4 166 667 м3;

· Категория трещиноватости: К.Т. II;

· Крепость пород по шкале Протодьяконова: f = 6;

· Объемный вес пород: г = 2,4 т/м3;

· Высота уступа: h = 11 м;

· Угол откоса уступа: б = 70°;

· Глубина воды в скважине: hв = 2 м.

1. Выбор способа бурения и расчет парка буровых станков

Рациональный диаметр взрывных скважин обуславливается, как правило, масштабами взрывных работ и высотой взрываемого уступа:

по высоте уступа: d = (0,01…0,02) · h = 0,11 … 0,22 м

по масштабу взрывных работ: d = 0,2=0,2 м

где П - годовая производительность предприятия, млн. м3,

de - средний размер естественного блока в массиве, м.

В соответствии c результатами расчета целесообразно использовать скважный диаметр 200 мм.

Для бурения скважин, исходя из крепости пород, диаметра скважин и стоимости выбираем Буровой станок СБШ - 160/200-40Д.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СБШ-160/200-40Д

Определяем производительность бурового станка:

, м/смену

бурение взрыв поражающий станок

где Т - продолжительность смены ( принимаем Т = 8 часов)

- коэффициент использования бурового станка на бурение в течение смены (0,6).

V - скорость чистого бурения (V= 1 / 5, м/мин).

, м/смену

Годовая производительность бурового станка:

где -коэффициент использования бурового станка в течение года (0,7);

n - количество смен в сутки, (принимаем 3 смены);

N - количество рабочих дней в году, ( принимаем 320 дней).

м/год

Годовая производительность бурового станка по обуренной массе составляет

Пв = L·B,

где м2 - выход взорванной породы с одного метра скважины ()

Пв = 38 707 · 85,5 = 3 310 833 м3.

Численность парка буровых станков определяется по формуле:

где Кр - коэффициент резерва (1,1).

Принимает численность парка буровых станков равной 2.

2. Выбор ВВ

В соответствии с неблагоприятными гидрогеологическими условиями целесообразно использовать Порэмит 4М.

Свойства ВВ: плотность заряжания = 1,3 г/cм3.

Коэффициент Кз в тротиловом эквиваленте КВВ = 1,3,

Работоспособность е = 0,77.

3. Определение рациональных параметров БВР

Определяем удельный расход ВВ:

где dс - средний размер взорванной горной массы,

Е - емкость ковша экскаватора, м3. Для нашего предприятия с годовой производительностью 10 млн.т. принимаем экскаватор ЭКГ - 8.

Глубина перебура

Глубина скважины

Величина забойки

Диаметр заряда dз = 200 мм

Линейная плотность скважинного заряда

Масса скважинного заряда

Расчет параметров сетки расположения скважин[1]:

Сетка расположения скважин характеризуется расчетным сопротивлением по подошве уступа w, расстоянием между скважинами в ряду а и расстоянием между рядами b.

Параметры сетки скважин, как правило, определяются по формуле:

где q - удельный расход ВВ, кг/м3.

Принимаем квадратную сетку скважин, для которой

Безопасное сопротивление по подошве уступа преодолеваемое одиночным скважинным зарядом составит:

Предельное сопротивление по подошве уступа, преодолеваемое одиночным скважинным зарядом составит:

Условие wб < w < wm, выполняется.

Схема расположения скважин представлена на рисунке 1.

4. Конструкция скважинного заряда

Принимаем конструкцию скважинного заряда с нерассредоточенной зарядной колонкой. Для обеспечения надежности подрыва основного заряда ВВ в скважине применяем дублирование внутрискважинной взрывной сети (в соответствии с ЕПБ при ВР).

Конструкция заряда представлена на рисунке 2.

5. Обоснование рациональной схемы взрывания

Интервал замедления, необходимый для снижения сейсмического эффекта, определяется по формуле [1]:

t = A · w = (3…6)·12,2 = 30…61 мс

Интервал замедления, безопасный по подбою концевиков ДШ, определяется по формуле:

где (а/d)m минимальная величина соотношения между расстоянием и диаметром заряда.

Принимаем t = 30 мс.

6. Определение радиусов опасных зон по основным поражающим факторам взрыва

Расстояние, опасное для людей по разлету отдельных кусков породы при взрывании скважинных зарядов[1]:

где , - коэф. заполнения скв. взрывчатым веществом и забойкой.

Радиус опасной зоны: для людей rразл= 200 м.

для машин и оборудования rразл= 100 м.

Определение максимальной сейсмобезопасной массы зарядов, взрываемых одновременно:

В соответствии с ЕПБ, при неодновременном взрывании N зарядов общей массы Q со временем замедления между взрывами каждой группы не менее 20 мс, безопасное расстояние определяем по формуле:

где:

N - число групп зарядов.

Кг - коэффициент зависящий от свойств грунта в основание сооружения, находиться в диапазоне от 5 (для скальных не нарушенных пород) до 20 (для водонасыщенных грунтов) принимаем Кг = 12

Кс - коэффициент зависящий от типа сооружений и характера застройки, для одиночных производственных зданий с Ж. - Б. Кс =1

а - коэффициент зависящий от условий взрывания а = 1 для взрывов на рыхление и камуфлетных взрывов.

Количество зарядов шт.

Число одновременно взрываемых групп зарядов

N = n / 4 = 74 / 4 = 18,5>19

Объем массового взрыва Q = 4 166 667 / 50 = 83 333 м3.

Расчет безопасных расстояний по действию ударной воздушной

волны для человека (в аварийной ситуации):

rу = , м

где Q - скважинный заряд.

rу = = 128,4 м

7. Калькуляция затрат на БВР

Единичная линейная стоимость бурения составляет

Стоимость взрывных работ: Св.р. = 1,5·Cв.в.·q

Св.в = 17000 руб/т = 0,57 $/кг

Св.р. = 1,5 · 0,57· 0,25 = 0,22 $/м3

Стоимость БВР (на 1м3 взорванной горной массы) СБВР=СБ / B+Свр

где В - выход взорванной породы с одного метра скважины (85,5 м3)

СБВР = 3,96 / 85,5 + 0,22 = 0,26 $/м3

Список литературы

1. Кузнецов В.А. Методические указания по проектированию буровзрывных работ при уступной отбойке горных пород. Учебное пособие для студентов. - М.: МГГУ, 2010. - 42с.

2. Шевцов Н.Р., Таранов П.Я., Левит В.В., Гудзь А.Г. Разрушение горных пород взрывом: Учебник для вузов. - 4-е издание переработанное и дополненное - Донецк:, 2003. - 253 с.

Технические характеристики, описание Рудгормаш СБШ-250 МНА-32