2020-06-29
1802
Подготовку скальных и полускальных пород к выемке ведут с использованием энергии взрыва, как наиболее универсальное и эффективное.
Обосновать угол наклона скважины к горизонту. Следует ориентироваться на применение наклонных скважин, пробуриваемых параллельно откосу уступа (с учетом технических возможностей принятого бурового станка).
Рассчитать с точностью до 0,5 м глубину скважины:
, (21)
где Lс - глубина скважины, м; b - угол наклона скважины к горизонту, град.; lп- длина перебура, м,
lп = (0,1¸0,25)×h, (22)
но не более 3 м. Длина перебура возрастает с увеличением крепости разрушаемых пород.
Вычислить диаметр скважины
dc = Kp.c × dд, (23)
где dс- диаметр скважины, мм; dд- диаметр долота, мм; Кр.с-коэффициент расширения скважины при бурении (изменяется от 1,05 в монолитных породах до 1,2 в чрезвычайно трещиноватых) (табл.2).
Определить сменную производительность бурового станка по формуле
|
|
|
, (24)
где Пб - сменная производительность бурового станка, м; Тсм - продолжительность смены, мин.; Тп.з - продолжительность подготовительно-заключительных операций, мин., Тп.з = 20÷30; Тр - продолжительность регламентированных перерывов, мин., Тр = 10÷30; Тв.п - внутрисменные внеплановые простои, мин., Тв.п = 60÷90; t0 - основное время, затрачиваемое на бурение 1м скважины, мин.; tв - продолжительность вспомогательных операций при бурении 1 м скважины, мин.
Длительность вспомогательных операций для вращательного (шнекового) бурения составляет 1,5÷4,5 мин/м; шарошечного - 2÷4 мин/м; пневмоударного - 4÷16 мин/м.
Продолжительность основных операций
, (25)
где Vб - техническая скорость бурения (табл. 17), м/мин.
Сопоставить расчетную сменную производительность станка с нормативной (табл. 18). Если разница превышает 10 %, для дальнейших расчетов следует принять нормативное значение Пб.
Найти годовую производительность бурового станка по формуле
Пб.г = Пб × Nсм.б , (26)
где Пб.г - производительность бурового станка, м/г; Nсм.б - количество рабочих смен бурового станка в течение года (табл. 19).
Для данных вашего варианта (табл. 2) выбрать тип взрывчатого вещества (ВВ) (табл. 20).
При выборе ВВ следует отдавать предпочтение ВВ, приведенным в верхних строках табл. 20, а также ВВ, пригодным для механизированного заряжания.
Таблица 17. Техническая скорость бурения, м/мин
(по П.И.Томакову и И.К.Наумову)
|
|
|
| Способ бурения | Буровой станок | Коэф. крепости по шкале М.М. Протодьяконова | Техническая скорость бурения Vб |
| Враща-тельное (шнековое) | СБР-125 | 2-3 | 0,30-0,36 |
| 3-4 | 0,25-0,30 | ||
| 4-5 | 0,13-0,20 | ||
| СБР-160 | 2-3 | 0,41-0,50 | |
| 3-4 | 0,33-0,41 | ||
| 4-5 | 0,23-0,27 | ||
| 5-6 | 0,17-0,20 | ||
| Шарошечное | 2СБШ-200Н | 6-8 | 0,27-0,30 |
| 8-10 | 0,22-0,25 | ||
| 10-12 | 0,13-0,20 | ||
| СБШ-250МН | 8-10 | 0,23-0,25 | |
| 10-12 | 0,18-0,20 | ||
| 12-14 | 0,15-0,17 | ||
| СБШ-320 | 10-12 | 0,20-0,22 | |
| 12-14 | 0,17-0,18 | ||
| 14-16 | 0,11-0,13 | ||
| Пневмо-ударное | СБУ-125 | 14-16 | 0,10-0,12 |
| 16-18 | 0,08-0,10 | ||
| СБУ-160 | 14-16 | 0,10-0,12 | |
| 16-18 | 0,08-0,10 |
Таблица 18. Производительность буровых станков за восьмичасовую смену (по «Гипроруде»), ед.
| Станок | Коэффициент крепости по шкале проф. М.М. Протодьяконова | |||||||
| 2-4 | 4-6 | 6-8 | 8-10 | 10-12 | 12-14 | 14-16 | свыше 16 | |
| Вращательное (шнековое) бурение | ||||||||
| СБР-125 | 300 | 200 | - | - | - | - | - | - |
| СБР-160 | 340 | 260 | - | - | - | - | - | - |
| Шарошечное бурение | ||||||||
| 2СБШ-200Н | - | - | 105 | 90 | 80 | 65 | - | - |
| СБШ-250МН | - | - | - | 105 | 90 | 80 | 65 | 50 |
| СБШ-320 | - | - | - | - | - | - | 80 | 65 |
| Пневмоударное бурение | ||||||||
| СБУ-125 | - | - | 60 | 55 | 50 | 45 | 35 | 30 |
| СБУ-160 | - | - | - | - | - | 60 | 45 | 40 |
| СБУ-200 | - | - | - | - | - | - | 65 | 60 |
Примечание. При бурении наклонных скважин табличное значение производительности умножить на коэффициент 0,9
Таблица 19. Число рабочих смен в году буровых станков (по «Гипроруде»), ед.
| Непрерывная рабочая неделя | Прерывная рабочая неделя с одним выходным днем при работе | Прерывная рабочая неделя с двумя выходными днями при работе | ||||||||||||||||
| в две смены | в три смены | в две смены | в три смены | в две смены | в три смены | |||||||||||||
| Территориальные зоны | ||||||||||||||||||
| северные | средние | южные | северные | средние | южные | северные | средние | южные | северные | средние | южные | северные | средние | южные | северные | средние | южные | |
| СБР-125 | ||||||||||||||||||
| 535 | 555 | 569 | 795 | 815 | 820 | 455 | 170 | 480 | 675 | 700 | 710 | 380 | 390 | 395 | 555 | 575 | 580 | |
| СБР-160 | ||||||||||||||||||
| 515 | 530 | 535 | 750 | 805 | 440 | 455 | 465 | 635 | 655 | 670 | 360 | 380 | 530 | 530 | 530 | 545 | 550 | |
| СБШ-200Н | ||||||||||||||||||
| 485 | 505 | 515 | 685 | 705 | 710 | 415 | 430 | 435 | 580 | 600 | 610 | 340 | 350 | 360 | 480 | 495 | 500 | |
| СБШ-320 | ||||||||||||||||||
| 475 | 495 | 505 | 655 | 680 | 685 | 405 | 420 | 425 | 565 | 580 | 505 | 330 | 345 | 350 | 460 | 480 | 485 | |
| СБШ-250МН | ||||||||||||||||||
| 485 | 500 | 510 | 670 | 695 | 705 | 410 | 425 | 430 | 575 | 595 | 605 | 335 | 350 | 355 | 470 | 490 | 495 | |
| СБУ-125 | ||||||||||||||||||
| 525 | 545 | 555 | 775 | 795 | 805 | 445 | 465 | 470 | 655 | 630 | 690 | 370 | 385 | 390 | 545 | 560 | 565 | |
| СБУ-160 | ||||||||||||||||||
| 524 | 540 | 550 | 765 | 790 | 795 | 445 | 465 | 470 | 655 | 860 | 690 | 365 | 380 | 385 | 540 | 555 | 560 | |
| СБУ-200 | ||||||||||||||||||
| 480 | 500 | 510 | 680 | 700 | 710 | 415 | 425 | 435 | 480 | 600 | 610 | 340 | 350 | 355 | 480 | 495 | 500 | |
Таблица 20. Рекомендуемая область применения
взрывчатых веществ
|
Условия применения ВВ | Рекомендуемые ВВ | |||
| Заводского изготовления | Изготовленные на прикарьерных пунктах и передвижных установках | |||
| Коэффициент крепости по шкале проф. М.М.Протодьяконова | Коэффициент крепости по шкале проф. М.М.Протодьяконова | |||
| До 12 | Более 12 | До 12 | Более 12 | |
| Сухие скважины, шурфы, траншеи | Гранулит М Гранулит С-6М Гранулит АС-4 Гранулит АС-4В Граммонит 79/21 | Аммонит №6ЖВ Граммонит 50/50 Граммонит 30/70 Гранитол 7А | Игданит | Акватол Т-20 (ифзанит Т-20) Карбатол 15Т Акванал А-10 Карбатол ГЛ-10 |
| Обводненные скважины, шурфы, траншеи | Гранулотол Аммонит №6ЖВ в полиэтиленовых патронах, мешках Гранитол 1 | Гранулотол Граммонит 30/70 Граммонит 50/50 Алюмотол Аммонал скальный №3 | Акватол Т-20 (ифзанит Т-20) | *Карбатол ГЛ-15Т *Акватол Т-20 (ГЛТ-20) *Акванал ГЛА-20 *Акванал А-10 *Карбатол ГЛ-10В |
Примечание: Водоустойчивые ВВ с ограниченным сроком нахождения в воде рекомендуется применять при заряжании обводненных скважин по технологии «под столб воды», либо с предварительным осушением и влагоизоляцией
Определить линию сопротивления по подошве (ЛСПП) по формуле
, (27)
где W - линия сопротивления по подошве, м; Кв - коэффициент, учитывающий взрываемость пород в массиве (табл. 21); dс - диаметр скважины, м; D - плотность заряжания ВВ в скважине (табл. 22), кг/м3; m - коэффициент сближения зарядов (табл. 21); Квв - переводной коэффициент от аммонита №6 ЖВ к принятому ВВ (табл. 22); g - плотность породы (табл. 2), кг/м3.
|
|
|
Таблица 21. Коэффициенты для расчета параметров скважинных зарядов
| Наименование | Породы | ||
| легковзрываемые | средневзрываемые | трудновзрываемые | |
| Коэффициент сближения зарядов, m | 1,1-1,2 | 1,0-1,1 | 0,85-1,0 |
| Коэффициент, учитывающий взрываемость пород, Кв | 1,2 | 1,1 | 1,0 |
| Коэффициент, зависящий от взрываемости пород, Кз | 5-6 | 3-4 | 1,5-2,5 |
Таблица 22. Характеристика ВВ
| Тип ВВ | Плотность ВВ, г/см3 | Переводной коэффициент Квв |
| Акватол Т-20 | 1,25-1,3 | 1,28 |
| Алюмотол | 0,95-1,0 | 0,84 |
| Гранулит С-6М | 1,0-1,05 | 1,11 |
| Гранулит АС-4 | 0,85-0,9 | 0,98 |
| Гранулит АС-4В | 0,8-0,85 | 0,98 |
| Гранулит М | 0,78-0,82 | 1,13 |
| Гранулотол | 0,9-0,95 | 1,2 |
| Граммонит 50/50 | 0,85-0,9 | 1,01 |
| Граммонит 30/70 | 0,85-0,9 | 1,17 |
| Граммонит 79/21 | 0,8-0,85 | 1,0 |
| Игданит | 0,8-0,9 | 1,11 |
| Ифзанит Т-20 | 1,25-1,3 | 1,28 |
| Карбатол 15Т | 1,4-1,5 | 1,12 |
| Карбатол ГЛ-10В | 1,55-1,6 | 0,8 |
| Аммонит №-6ЖВ | 0,85-0,9 | 1,0 |
| Аммонит №-6ЖВ в полиэтиленовых патронах | 1,0-1,2 | 1,0 |
| Акванал А-10 | 1,4-1,45 | 0,97 |
| Акванал ГЛА-20 | 1,5-1,58 | 1,06 |
| Аммонал скальный № 3 | 1,0-1,1 | 0,8 |
| Гранитол 1 | 0,9-0,95 | 1,16 |
Найти величину ЛСПП с учетом требований безопасного ведения буровых работ у бровки уступа по формуле
Wб=dп+h×(ctga-ctgb), (28)
где Wб- значение ЛСПП по возможности безопасного обуривания уступа, м; dп- ширина возможной призмы обрушения (табл. 13),м.
Проверить соответствие расчетной ЛСПП требованиям ведения буровых работ:
W ³ Wб (29)
Если расчетная W меньше Wб, то увеличивают диаметр скважины в пределах возможного для принятого бурового станка, принимают ВВ с увеличенной плотностью заряжания или переходят на бурение наклонных скважин.
Выбрать конструкцию заряда (рис. 8). В обводненных скважинах применяют сплошной колонковый заряд (рис. 8, а), в сухих - рассредоточенный воздушным промежутком (рис. 8, в).
Найти длину заряда по формуле
lвв = Lс - lз - lпр (30)
|
|
|
где lвв - длина заряда ВВ, м; lз - длина забойки, м;
lз = (20¸35)dс (31)
lпр - длина промежутка (при сплошном заряде lпр=0), м,
lпр = (8¸12)dс (32)
В трудновзрываемых породах длина воздушного промежутка уменьшается, в легковзрываемых – увеличивается.
Вычертить в масштабе принятую конструкцию скважинного заряда.
Определить массу заряда в скважине по формуле
Qз = 7,85 × d2с × D × lвв (33)
где Qз - масса заряда, кг; dс - диаметр скважины, дм.
При рассредоточенном заряде в нижнюю часть его помещают (60¸70)% ВВ.
Исходя из объема породы, взрываемой зарядом, его масса
Qз = q × a × b × h, (34)
где q - удельный расход ВВ (табл. 23), кг/м3; а - расстояние между скважинами в ряду, м; b - расстояние между рядами, м.
Таблица 23. Удельный расход аммонита № 6 ЖВ при взрывании вертикальных скважинных зарядов, кг/м3
| Коэффициент крепости по шкале М.М.Протодьяконова | 3-4 | 5-6 | 7-10 | 9-11 | 12-15 | 16-20 |
| Аммонит № 6 ЖВ | 0,40-0,55 | 0,55-0,65 | 0,60-0,75 | 0,6-0,75 | 0,7-0,8 | 0,85 |
Примечания: 1. При использовании других типов ВВ его удельный расход умножают на величину Квв. 2. Для зарядов в наклонных скважинах удельный расход ВВ принимается с коэффициентом 0,95.
Решив совместно выражения (13) и (14), установить параметры сетки скважин (рис. 9), учитывая, что при квадратной сетке скважин a = b (рис. 9, б)
. (35)
Для трудновзрываемых пород рекомендуется шахматное расположение скважин, при этом b» 0,85×а (рис. 9, в).
Проверить возможность преодоления расчетной ЛСПП взрывом заряда ВВ установленной массы:
. (36)
Если условие не выполняется, то в первом ряду используют парносближенные скважины (рис. 9, г), в одну из них размещают заряд ВВ, массу заряда во второй парносближенной скважине можно найти по формуле
Q’з = W’× h × q × (a’ - a), (37)
где W’ - ЛСПП при парносближенных скважинах (рис. 9, г), м; а’ - расстояние между смежными парами скважин (рис. 9, г), м.
В масштабе начертить в плане схему расположения скважин на уступе и нанести необходимые размеры (рис. 10)
Вычислить объем блока по условиям обеспечения экскаватора взорванной горной массой:
Vбл = Qсм.п × nсм × nд, (38)
где Vбл - объем взрываемого блока, м3; Qсм.п - сменная эксплуатационная производительность экскаватора, м3; nсм - число рабочих смен экскаватора за сутки, ед; nд - норматив обеспеченности экскаватора взорванной горной массой, сут.
Величину nд для южных районов принимают равной 30 сут., в средней климатической зоне - 10¸15 сут., в северной - 7¸10 сут.
Определить длину блока по формуле
(39)
где Lбл - длина блока, м; nр - число взрываемых рядов скважин (табл.24), ед.
Найти число скважин, взрываемых в одном ряду, по формуле
(40)
Расчётную величину nскв округляют до ближайшего целого значения и по формуле (19) - (20) корректируют объём взрываемого блока.
Вычислить общий расход ВВ на блок, кг:
Qв.б = Qз × nскв × nр. (41)
Рассчитать выход горной массы с 1 м скважины, м3:
. (42)
Найти интервал замедления, мс:
t = 1,25 × Кз × W, (43)
где Кз-коэффициент, зависящий от взрываемости пород (табл. 5).
По расчетной величине t подобрать ближайшее стандартное пиротехническое реле РП-8 из ряда 10, 20, 35, 50, 75, 100 мс.
Выбрать (табл. 24, рис. 11) схему коммутации скважинных зарядов и вычертить её в масштабе с расстановкой РП-8 (рис. 12)
Таблица 24. Условия применения различных схем коммутации
| Наименования схем коммутации | Взрываемость пород | Число рядов скважин |
| Порядная продольными рядами | Легковзрываемые | До 3 |
| Порядная поперечными рядами | Средневзрываемые | 3-4 |
| Порядная через скважину | Легко- и средне-взрываемые | 2-5 |
| С продольным врубом | То же | То же |
| С клиновым врубом | Трудновзрываемые | Не менее 4 |
| С трапециевидным врубом | То же | То же |
| Диагональная | Средневзрываемые | То же |
Рассчитать ширину (В, м) развала взорванной горной массы:
В = (1,5÷2.5)×h+b×(nр – 1). (44)
Определить высоту (hр, м) развала:
hр = (1,0÷1,2)×h. (45)
Найти инвентарный парк буровых станков по формуле
, (46)
где Аг.м - годовая производительность по горной массе, т; Пб.г - годовая производительность бурового станка, м.
