МЕТОДИКА РАСЧЕТА
ПАРАМЕТРОВ БВР
ПРИ ШПУРОВОЙ ОТБОЙКЕ
Выбор типа ВВ и рационального диаметра шпура
Вначале выбирают тип ВВ для конкретных горно-геологических условий. Для этого определяют необходимое детонационное давление (Рн ),
| Рн. = (0,00126 ρп · сп – 1,7 10 3), кПа, | (1.1) |
затем скорость детонации
| D = 1450,0 (Рн / ρвв)0,5, м/с | (1.2) |
| где: | ρп | - плотность пород, кг/м 3; |
| сп | - скорость продольных волн, м/с; | |
| ρвв | - плотность ВВ, кг/м3 (принимаем 1000,0 кг/м3); |
После этого по полученным значениям D выбирают марку взрывчатого вещества по перечню рекомендуемых взрывчатых материалов (Приложение 1).
Расчет параметров БВР при шпуровой отбойке
Основными параметрами отбойки являются диаметр шпура (dш), линия наименьшего сопротивления (л.н.с., W) и расстояние между соседними шпурами (а). Глубина шпуров и схема их расположения ограничивается техническими возможностями бурильных машин, горно-техническими условиями разработки и характеристиками массива. Некоторые схемы расположения шпуров изображены на рисунках.
Расчет параметров БВР начинают с определения конструкции вруба, а затем переходят к отбойным и контурным шпурам (отбойка на две обнаженные поверхности).
Величину л.н.с. для отбойных и контурных шпуров определяют по выражению
| W = dш [ 0,785 Δ τ / (m qр)] 0,5, | (1.3) | ||||
| где: | dш | - диаметр шпура, м; | |||
| Δ | - плотность заряда взрывчатого вещества, кг/м 3; | ||||
| τ | - коэффициент полноты заряжания, доли ед., τ = 0,6 – 0,72; | ||||
| m | - коэффициент сближения зарядов, значение m можно | ||||
| принимать равным 1,0…1,15, либо воспользовавшись | |||||
| выражениями 6.7 и 6.8; | |||||
| qр | - расчетный удельный расход ВВ, кг/м3 | ||||
| qр = q0 е kв | (1.4) |
| где | q0 | - теоретический удельный расход ВВ, кг/м3; |
| kв | - коэффициент, учитывающий величину выемочной | |
| мощности, kв = 1; 1,15; 1,6, 2,3; 3,8 при выемочной | ||
| мощности, составляющей соответственно 3,5; 3,0; | ||
| 2,0; 1,5; 1,0м. |
Значения теоретического удельного расхода ВВ при различных коэффициентах крепости руды (f)
| f | ||||||||
| q0 | 0,40 | 0,49 | 0,61 | 0,74 | 0,90 | 1,09 | 1,31 | 1,61 |
Расстояние между шпурами в ряду (a) определяют по формуле
| a = 0,886 d [ Δ kзаб / q] 0,5, | (1.5) |
| где | kзаб | - коэффициент, учитывающий забойку в шпуре, |
| при отсутствии забойки kзаб = 1,0; при наличии | ||
| забойки kзаб = 0,8…0,9; |
Объем отбойки в забое (Vотб) находят по выражению
| Vотб. = lз W M Np, | (1.6) |
| где: | lз = lш η sin α | - подвигание забоя в направлении бурения шпуров | |
| за одно взрывание, м; | |||
| lш | - длина шпура, м; | ||
| η | - коэффициент использования шпура (к.и.ш.); | ||
| α | - угол наклона шпуров к плоскости забоя, град.; | ||
| M | - мощность залежи или выемочная мощность, м; | ||
| Np | - число взрываемых рядов шпуров. | ||
Рис.1 Схемы расположения шпуров: а – восходящих (при крутом падении
залежи); б – слабонаклонных (при крутом падении залежи);
б – слабонаклонных (при пологом залегании)
а)
б)
Рис.2 Конструкции шпуровых зарядов
Число шпуров в ряду (Nш ) определяют, округляя до ближайшего целого, по формуле
| Nш = (M – 2aкр) / a + 1, | (1.7) |
| где | aкр | - расстояние от устья шпура до контура отбиваемого слоя, |
| рекомендуется aкр принимать в пределах 0,15…0,2 м. |
Общую глубину шпуров (Lш ) можно найти по выражениям:
а) в случае, если шпуры восходящие (рис. 1, а)
| Lш = Nш lш Nр, м, | (1.8) |
б) в случае уступной отбойки горизонтальными шпурами (рис.1, б)
| Lш = Nш Nр Nуст lуст , м, | (1.9) |
| где | lуст | - длина уступа; |
| Nуст | - количество уступов, находящихся в одновременной | |
| работе. |
Глубина шпуров на 1 м3 отбойки руды (lб )
| lб = Lш / Vотб, м/м3. | (1.10) |
Выход руды с одного метра шпура
| v0 = Vотб / Lш, м3 / м. | (1.11) |
Общий расход ВВ на отбойку
| Qвв = qш Lш kз,, кг, | (1.12) |
| где | qш | - масса заряда ВВ, приходящаяся на 1 м шпура, |
| qш = π d 2 Δ kзр / 4, кг / м; | ||
| kзр | - коэффициент плотности заряжания шпуров, kзр = 0,8…0,9 – | |
| при заряжании патронированными ВВ и kзр = 1,15…1,2 – | ||
| при пневмозаряжании гранулированными ВВ; | ||
| kз | - коэффициент заполнения шпуров. |
Приближенно масса заряда ВВ, приходящаяся на 1 м шпура при различных его диаметрах составит
| d, мм | |||||||
| qш , кг / м | 0,66 | 0,97 | 1,09 | 1,21 | 1,34 | 1,48 | 1,62 |
| d, мм | |||||||
| qш , кг / м | 1,77 | 1,93 | 2,09 | 2,53 | 3,02 | 3,54 | 4,10 |
В случае применения патронированных ВВ определяют (округляя до целого) потребное число патронов ВВ
| Nп = Qвв / qп , | (1.13) |
| где | Nп | - потребное количество патронов ВВ; |
| qп | - масса патрона ВВ, кг. |
Массу и размеры патронов ВВ для заряжания шпуров и скважин рекомендуется определять по табл. 1.1.
Количество патронов ВВ, размещаемых в шпуре (nш)
| nш = qш / qп . | (1.14) |
Уточненный общий расход ВВ (с учетом бурения дополнительного шпура в ряду врубовых шпуров и добавления в каждый из врубовых шпуров по дополнительному патрону ВВ)
| Q’вв = qп {(nш Nотб + (nш + 1) Nвр }, кг, | (1.15) |
| где | Nотб | - количество отбойных шпуров; |
| Nвр | - количество врубовых шпуров. |
Таблица 1.1. Размеры и масса патронов ВВ
| Диаметр патрона,мм | Длина, мм | Масса, кг |
| 27 – 28 | 220 – 260 | 0,15 |
| 31 – 32 | 200 – 208 | 0,20 |
| 36 – 37 | 250 – 255 | 0,25 |
| 45 - 46 | 270 – 320 | 0,50 |
| 500 – 510 | 1,50 | |
| 500 – 510 | 3,00 |
Фактический удельный расход ВВ на отбойку (qф) определяют по формуле
| qф = Q’вв / Vотб , кг/м3. | (1.16) |
Замедление взрывания шпуровых зарядов принимают исходя из Приложений 2 и 3.
Расчетные показатели БВР заносят в табл.1.2
Таблица 1.2 Расчетные показатели БВР
| №, | Наименование | Ед. | Количество | ||
| п/п | показателей | изм. | всего | на 1 т | |
| 1. | Мощность рудного тела | м | |||
| 2. | Угол падения | град. | |||
| 3. | Длина забоя | м | |||
| 4. | Коэффициент крепости руды по шкале М.М. Протодьяконова (f) | ед. | |||
| 5. | Плотность руды в массиве | кг/м3 | |||
| 6. | Диаметр шпуров | мм | |||
| 7. | Длина шпура: | врубового | м | ||
| отбойного | м | ||||
| 5. | Длина шпуров общая | м | |||
| 6. | К.И.Ш. (η) | ед. | |||
| 7. | Объем отбитой руды | м3 | |||
| 5. | Количество отбитой руды | т | |||
| 8. | Расход ВВ всего (Qвв) | кг | |||
| в т.ч.:__________________ | кг | ||||
| __________________ | кг | ||||
| 9. | Расход средств инициирования | ||||
| УВТ | шт. | ||||
| ЭД | шт. | ||||
| ДШ | м | ||||
| Эл.-провод | м | ||||
| 10. | Удельный расход ВВ | кг /м3 | |||
| Удельный расход ВВ | кг /т | ||||
| 11. | Выход руды с 1 м шпура (ΔQ) | т/м | |||
| 12. | Расход шпуров на 1 т руды (Δl) | м/т |
Приложение 1.
Характеристика промышленных ВВ, допущенных к постоянному применению
в подземных выработках шахт (рудников), не опасных по газу или пыли
| Наименование | Насып- ная плот-ность, к г / м 3 × 10 - 3 | Кис- лород- ный баланс, % | Теп- лота взры- ва, кДж/ кг | Скорость детонации, м/с | Работо- способ- ность, см 3 | Объем газов, л/к г | Спо- соб заря- жа- ния | Номер разре- шения к при- мене- нию | Водоустой- чивость |
| Гранулированные ВВ | |||||||||
| АС-4* | 0,85-0,90 | +0,41 | 2600-3500 | 390-410 | Механизированный | 72/70 | Сухие и осушенные шпуры и скважины | ||
| АС-8* | 0,80-0,85 | +0,34 | 3000-3600 | 390-410 | 13/66 | ||||
| АС-М* | 0,85 | - 2,00 | 1900-2600 | 424-447 | 353/85 | ||||
| М* | 0,78-0,82 | +0,14 | 2500-3600 | 322-340 | 95/72 | ||||
| А-6** | 0,80-0,85 | -2,00 | 4200-5000 | 390-410 | 411/90 | ||||
| Д-5** | 0,80-0,85 | +2,0 | 317- 334 | 08-10/ /403 | |||||
| Граммонит 79/21 | 0,80-0,85 | +0,02 | 2600-3500 | 360-380 | 13/66 | ||||
| АС-4В* | 0,80-0,85 | +0,35 | 3000-3500 | 380-402 | 186/76 | Сухие и обвод- ненные шпуры и скважины | |||
| АС-8В* | 0,80-0,85 | -3,30 | 3000-3600 | 438-462 | 186/76 | ||||
| * - заводского изготовления; ** - изготавливается на месте применения |
Окончание таблицы
| Водосодержащие ВВ раздельного заряжания | |||||||||
| Акванал АРЗ-8Н | 1,2 – 1,25 | – 2,7 | 2500-3500 | 420-440 | то-же | 260/80 | то-же | ||
| Порошкообразные патронированные ВВ | |||||||||
| Аммонит 6ЖВ, d п = 32 мм | 1,0-1,2 | – 0,53 | 3600-4800 | 360-380 | Ручной | 03/57 | Сухие и осушенные шпуры и скважины | ||
| Аммонал М10, d п = 36 мм | 0,85-0,95 | – 4,82 | 4200-4800 | 430-450 | 312/84 | ||||
 Аммонал скальный №3,
d п = 45, 60 и 90 мм
| 0,85-0,95 | – 0,79 | 4200-4600 | 460-480 | 284/83 | ||||
| Аммонит 6ЖВ в п/э оболочке, d п = 60 и 90 мм | 1,0-1,2 | – 0,53 | 3600-4800 | 360-380 | 408/90 | Сухие и обвод- ненные шпуры и скважины | |||
| Аммонал, d п = 32 мм | 0,95-1,1 | + 0,18 | 4000-4500 | 410-420 | 04/59 | ||||
| Аммонал М10 в п/э оболочке, d п = 45, 60 и 90 мм | 0,85-0,95 | – 4,82 | 4200-4800 | 430-450 | 05-1-40/128 1990 г. | ||||
| Детонит М, d п = 28, 32 и 36 мм | 0,95-1,3 | + 0,18 | 4200-5000 | 460-500 | 35/68 |
Приложение 3
Характеристика электродетонаторов,
рекомендуемых к использованию в курсовой работе
| Марка | Замедление | |
| Число серий | Интервал, мс | |
| Детонаторы мгновенного действия | ||
| ЭД-1- 8-Т | Нет | Нет |
| ЭД-1- 3-Т | 1 – 10 | 20 – 200 (через 20 мс) |
| 11 – 14 | 225 – 300 (через 25 мс) | |
| 15 – 18 | 350 – 500 (через 50 мс) | |
| 19 – 23 | 600 – 1000 (через 100 мс) | |
| 1500 (через 500 мс) | ||
| 25 - 29 | 2000 – 10000 (через 2,0 с) | |
| ЭД-3-Н | 1 – 10 | 20 – 200 (через 20 мс) |
| 11 – 14 | 225 – 300 (через 25 мс) | |
| 15 – 18 | 350 – 500 (через 50 мс) | |
| 19 – 23 | 600 – 1000 (через 100 мс) |
Приложение 4
Характеристики системы «ИСКРА-Ш»
| Условное наименование устройства | Номинальное время замедления, (tн), мс | Цвет маркировки капсюля-детонатора | Высота окраски детонатора, мм |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| ИСКРА-Ш-0 | Без окраски | — | |
| ИСКРА -Ш-10 | Оранжевый | 5-2 | |
| ИСКРА -Ш-15 | Фиолетовый | ||
| ИСКРА -Ш-20 | Красный | ||
| ИСКРА -Ш-25 | Черный | ||
| ИСКРА -Ш-30 | Серый | ||
| ИСКРА -Ш-50 | Желтый | ||
| ИСКРА -Ш-75 | Зеленый | ||
| ИСКРА -Ш-100 | Белый | ||
| ИСКРА -Ш-125 | Синий |
Окончание таблицы
| ИСКРА -Ш-150 | Черный | 10-2 | |
| ИСКРА -Ш-175 | Красный | ||
| ИСКРА -Ш-200 | Желтый | ||
| ИСКРА -Ш-225 | Серый | ||
| ИСКРА -Ш-250 | Зеленый | ||
| ИСКРА -Ш-300 | Белый | ||
| ИСКРА -Ш-350 | Синий | ||
| ИСКРА -Ш-400 | Черный | 15-2 | |
| ИСКРА -Ш-450 | Красный | ||
| ИСКРА -Ш-500 | Желтый | ||
| ИСКРА -Ш-600 | Зеленый | ||
| ИСКРА -Ш-700 | Белый | ||
| ИСКРА -Ш-800 | Синий | ||
| ИСКРА -Ш-900 | Черный | 20-2 | |
| ИСКРА -Ш-1000 | Красный | ||
| ИСКРА -Ш-1250 | Желтый | ||
| ИСКРА -Ш-1500 | Зеленый | ||
| ИСКРА -Ш-1750 | Белый | ||
| ИСКРА -Ш-2000 | Синий | ||
| ИСКРА -Ш-2250 | Черный | 25-2 | |
| ИСКРА -Ш-2500 | Красный | ||
| ИСКРА -Ш-3000 | Желтый | ||
| ИСКРА -Ш-3500 | Зеленый | ||
| ИСКРА -Ш-4000 | Белый | ||
| ИСКРА -Ш-4500 | Синий | ||
| ИСКРА -Ш-5000 | Черный | 35-2 | |
| ИСКРА -Ш-6000 | Красный | ||
| ИСКРА -Ш-7000 | Желтый | ||
| ИСКРА -Ш-8000 | Зеленый | ||
| ИСКРА -Ш-9000 | Белый | ||
| ИСКРА -Ш-10000 | Синий |