Строительство и реконструкция горных предприятий

       4. Основные положения технологии, механизации и организации работ.

       Горногеологические  условия не позволяют проходить  выработку обычным способом, так  как почва и кровля выработки сложена относительно крепкими породами.

       На  данном участке рациональнее применить  буровзрывной способ разрушения пород.

       Применим  пирамидальный вруб, так как он применяется в плотных, крепких породах.

       В качестве основного горнопроходческого оборудования выбираем буропогрузочную машину 2ПНБ-2, буровую установку БУЭ3, электросверла ручные СЭР – 19М. 
 

       Характеристики 2ПНБ-2:

       производительность  – 2,5 м³/мин;

       скорость  рабочая     – 0,15 м/с;

       ширина  захвата        – 1800 мм;

       длина                         – 7800 мм;

       ширина                      – 1800 мм;

       высота                        – 1450 мм;

       масса                           – 11850 кг. 
 

       Характеристики  БУЭ3:

       диаметр буровой коронки – 43 мм;

       ширина  забоя                      – 5,4 м;

       высота  забоя                       – 4,2 м;

       диаметр шпура                   – 43 мм;

       масса – 9800 кг. 

       Характеристики  СЭР 19М:

       частота вращения – 340/700 об/мин;

       длина                     – 370 мм;

       ширина                 – 318 мм;

       высота                  – 300 мм;

       масса                      – 18 кг. 

       Примем  основные организационные  параметры: 

       -продолжительность  смены    -7 ч;

       -число  рабочих дней в неделе  - 5;

       -число  рабочих дней в месяце -22;

       -продолжительность  цикла;

       -число  циклов в сутки;

       -среднемесячная  техническая скорость проходки  выработки не ниже нормативной  (табл.3. СНиП –III-11-77). 
 

       5. Буровзрывной способ. 

       Выполним  расчет параметров буровзрывного  комплекса.

       Выберем тип ВВ и СВ.

       Наибольшее  применение на горных предприятиях нашла  взрывчатка типа Аммонит №6 ЖВ с работоспособностью Р = 360-380 см³. В качестве средства взрывания врубовых шпуров применим электродетонаторы ЭДЗИ-1,

 ЭДЗИ-2, ЭДЗИ-3, ЭДЗИ-4,с жёстким способом крепления мостика. Для подрыва оконтуривающих и отбойных шпуров применяются электродетонаторы типа ЭДЗИ-5 – ЭДЗИ-10.

       Из  условий прочности пород выберем  пирамидальный вруб, который применяется при горизонтальной трещиноватости пород.

       В качестве типа заряда применим обычный  колонковый заряд.

       Определим удельный расход ВВ. Удельный расход зависит от качества ВВ, свойств пород, размеров выработки, качества заряжания и забойки шпуров и наличия дополнительных плоскостей обнажения. 
 

       Удельный  расход ВВ определяется по формуле  Н. М. Покровского: 

                                       q = q₁ * f₀ * V * e * m 

       q-удельный расход;

       q₁-удельный заряд условного ВВ, определяется по формуле:

       q₁ = 0,1f = 0,1 * 8 = 0,8 .

       f₀-коэф.-т структуры породы, равен 1,4.

       V-коэффициент зажима учитывающий глубину шпуров и сечения в черне. Определяется по формуле:

          V = 6,5 / (S_вч )^0,5 = 6,5  /  4,43 = 1,46.

       e-коэффициент работоспособности ВВ. Определяется по формуле:

                                      е = А_э /А_п = 380 /380 =1,0,

         где А_э - работоспособность эталонного ВВ, а А_п – работоспособность применяемого ВВ.

       m - коэффициент изменения расхода ВВ в зависимости от диаметра патрона ВВ.

                                     m = 36 / d_патр

                                     m = 36 / 36 =1,0

         При применении патронов диаметром  36 мм m равен 1,0.

                             Удельный расход ВВ составит:

                   q = 0,8 * 1,4 * 1,46 * 1,0 * 1,0 = 1,64 кг/м³.

       Определим общее количество шпуров:

                                      N_об = N_вр + N_от + N_конт

       Определим количество шпуров на заходку:

          N_об = 1,27 * q * S_вч / ( d² * Δ * a *К_у)

       d-диаметр патрона ВВ, равен 36 мм.

       К_у –коэффициент уплотнения заряда, равен (1,15-1,2)

       Δ -плотность ВВ в патронах, равна 1100-1200 кг/м³.

       а -коэффициент заполнения шпура, равен (0,45-0,85) 

         N_об = 1,27 * 1,84 * 19,7 / ( 0,036² * 1,2 * 0,85 * 1200 ) = 33 шпуров.

                                            N_вр = 9 шпуров.

                                            N_конт = ((Р_вч – В₁) / а_к) – 1

                                     N_конт = ((15,6 – 5,573) / 0,75) – 1 = 13 шпуров.

                                            N_от = N_об - N_вр - N_конт

       Количество  врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров должно удовлетворять условию:

       N_вр : N_отб : N_конт = 1 : 1,3 :1,5

          N_от = 33 – 9 – 13 = 11 шпуров.

       Определим оптимальную наклонную глубину  шпура:

       l_ш = 0,8 Т_ц / ((η * sinα_cp* S_пр ) /  (n * p) + N * φ / ( k * v) +

       η * sinα_cp * φ₁ / ( z * m_кр* H_кр)) 
 

       l_ш = (0,8 * 7) / (((0,95 * 0,99 * 20,5) / (1*2,5)) + (33 * 0,8) / (2*13,6) +

       (0,95 * 0,99 * 0,1) / (1 * 0,33 * 0,12))) = 2,5 м.

       Т_ц -продолжительность проходческого цикла.

       η -КИШ, равный 0,9 для врубовых шпуров и 0,95 для отбойных и оконтуривающих.

       n – число погрузочных машин, 1 шт.

       m_кр – кол-во крепильщиков.

       z – шаг крепи,1000 мм.

       р – нормированная производительность погрузочной машины.

       k – число бурильных машин, 2шт.

       H_кр – норма выработки по креплению (по ЕНиРу).

       φ₁-коэффициент совмещения процессов, равен 0,1 (90% совмещенных, 10% несовмещенных). 

       Определим глубину отбойных шпуров:

                               l_отб   =  l₁  / sin α_cp    = 2,5 / 1,0 = 2,5 м.

       Глубина оконтуривающих шпуров находится по формуле:

       l_конт = l_отб   / sin α_Конт = 2,5 / 0,99 = 2,52 м.

       Глубина врубового шпура определяется по формуле:

                     l_вр = l_отб / sinα_конт + 0,15 = 2,5 / 0,99 + 0,15 = 2,66 м. 
 

       Количество  врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров должно удовлетворять условию:

                                       N_вр : N_отб : N_конт = 1 : 1,3 :1,5 

       N_вр   =  N * /  (1+1,3+1,5)  = 9 шт.

         N_отб = N*1,3/(1+1,3+1,5)  = 11 шт.

         N_конт = N*1,5/(1+1,3+1,5)  = 13 шт. 

       Определим расстояние между шпурами.

       Расстояние  между устьем оконтуривающего шпура и стенкой выработки следует принимать в пределах 0,1 – 0,25 м.

                        а _конт = l _конт  *    cos α _конт  = 2,52 * 0,087 = 0,22 м.

                        а _вр   = l _вр    * cos α _вр+ b/2 = 2,66 * 0,259 + 0,2 = 0,43 м.

       b = ( 0,1 – 0,4 ) м.

       Расстояние  между оконтуривающими шпурами:

                        а¹_конт   = 4 * (S_вч )^0,5/ N _конт = 4* 4,43 / 13 = 1,36 м.

                        а _от = Р / N_от = 15,6 /  11 = 1,41м.

     Определим расход ВВ на 1 заходку:

     Q = q * Sпр * l * η = 1,64 * 20,5 * 2,5 * 0,9 = 75,6 кг.

     Определим среднюю массу, приходящуюся на один шпур:

                       q_ср = Q / N = 75,6 / 33 = 2,3 кг. 

     Определим расчетную массу заряда по типам  шпуров:

                       q_вр  = q_ср * ( 1,1 -:- 1,2 ) = 2,3 * 1,2 =2,7 кг.

                       q_отб = q_ср = 2,3 кг.

                       q_ок  = q_ср = 2,3 кг

     Применим  патрон ВВ диаметром 36 мм, массой 300 г, длиной 250 мм.

     Фактическая масса заряда должна быть кратной массе одного патрона ВВ. 
 

Для врубовых шпуров:

                                           q¹_вр = 9 * 0,3 = 2,7 кг.

     Длина заряда также должна быть кратной  длине одного патрона ВВ.

l_зар = 9 * 0,25 = 2,25 м.

Длина забойки шпура:

                     l_заб = l_вр - l_зар = 2,66 – 2,25 = 0,41 м.

Коэффициент заполнения шпура равен

               а_вр = l_зар / l_вр = 2,25 / 2,66 = 0,84

Для оконтуривающих шпуров: 

q¹_ок = 8 * 0,3 = 2,4 кг.

l_зар = 8 * 0,25 = 2,0 м.

                     l_заб = l_ок - l_зар = 2,52 – 2,0 = 0,52 м.

                а_ок = l_зар / l_ок = 2,0 / 2,52 = 0,79 

Для отбойных шпуров: 

  q¹_отб = 8 * 0,3 = 2,4 кг.

l_зар = 8 * 0,25 =2,0 м.

                   l_заб = l_отб - l_зар = 2,5 – 2,0 = 0,5 м.

              а_отб = l_зар / l_отб = 2,0 / 2,5 =0,8