Определение параметров скважинных зарядов ВВ в условиях уступной отбойки горных пород

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

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

.        Выбрать В.В.

.        Рассчитать рациональные параметры БВР.

.        Разработать конструкцию скважинного заряда.

.        Разработать рациональную схему взрывания.

.        Определить размеры опасных зон по основным поражающим факторам взрыва.

.        Выполнить рисунки.

.        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: γ = 2,4 т/м3;

·        Высота уступа: h = 11 м;

·        Угол откоса уступа: α = 70°;

·        Глубина воды в скважине: hв = 2 м.

.       
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.

.        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.

.        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.

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

 = 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.

.        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 / 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):

у = , 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.

.        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