Расчет параметров скважинной отбойки
На открытое очистное пространство
Рекомендации по определению рационального диаметра шпура или скважины
По результатам теоретических и экспериментальных исследований установлено, что при применении гранулированных ВВ и пневматического заряжания шпуров и скважин безнегабаритная отбойка руды может быть обеспечена при следующих соотношениях между размерами кондиционного куска aк и диаметром шпура (скважины) dС [9]:
| dс = 0,245 aк1,32; aк = 4,07 dс 0,758, м. | (7.0) |
Выбор типа ВВ
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, | (7.1) |
затем скорость детонации
| D = 1450(Рн / ρвв)0,5, м/с | (7.2) |
и потенциальную энергию
| Qвв = 103 Рн. / [ 2 (n – 1) ρвв ], кДж, | (7.3) |
| где: | ρп | - плотность пород, кг/м 3; |
| сп | - скорость продольных волн, м/с; | |
| ρвв | - плотность ВВ, кг/м3; | |
| n | - показатель политропы (при ρвв = 1000 кг/м3 n = 1,0). |
После этого по полученным значениям D и Q вв выбирают марку взрывчатого вещества по перечню рекомендуемых взрывчатых материалов.
В устойчивых рудах, отличающихся монолитной структурой, труднобуримых, а также при бурении из очистного пространства осуществляют отбойку параллельными или параллельно-сближенными скважинами.
В рудах трещиноватых, недостаточно устойчивых, при нечетких контактах залежей, когда точность отбойки по контуру не имеет существенного значения, более эффективна отбойка веерными скважинами.
В сильно нарушенном массиве, где затруднена проходка и поддержание буровых выработок, потолочин отработанных камер, целесообразнее использовать пучковые скважины.
Основными параметрами отбойки, как и при использовании шпуровых зарядов, являются л. н. с. и сетка расположения скважин, на основе которых определяются все остальные параметры.
При расчете параметров БВР при отбойке параллельными и веерными свкажинами величину л.н.с. рекомендуется определять по выражению
| W = d [ 0,785 Δ kз / (m q) ] 0,5, | (7.18) |
| где | d | - диаметр скважины, м; |
| Δ | - плотность ВВ, кг/м3; | |
| kз | - коэффициент заполнения скважин; | |
| kз = 0,7…0,95 при их длине соответственно от 5 до 50 м, | ||
| для веерных скважин величину kз определяют графически; | ||
| m | - коэффициент сближения зарядов, рекомендации по опре- | |
| делению величины m отражены в подразделе 6.2; | ||
| q | - удельный расход ВВ на отбойку, кг/м3. |
Величину (q) определяют по формуле
| q = q0 e k2 k4 k5 k6 k7, | (7.19) | ||||||||
| q0 | - теоретический удельный расход ВВ на отбойку, кг/м3, | ||||||||
| k2 = (lтр / aк) п1 | - коэффициент, учитывающий трещиноватость | ||||||||
| руд и требуемое качество дробления; lтр - среднее расстоя- | |||||||||
| ие между видимыми трещинами в массиве, м; n1 = 0,5 – 0,6; | |||||||||
| k4 | - коэффициент, учитывающий условия отбойки, k4 = 1,0 | ||||||||
| и 0,7…0,9 при отбойке соответственно на одну и две обна- | |||||||||
| женные плоскости; k4 = 1,2…1,3 – при отбойке в зажиме; | |||||||||
| k5 | - коэффициент, учитывающий способ заряжания скважин, | ||||||||
| k5 = 1,0 – при ручном и k5 = 0,9…0,95 – при пневматичес- | |||||||||
| ком заряжании ВВ; | |||||||||
| k6 = (d / 0,105) n2 | - коэффициент, зависящий от диаметра сква- | ||||||||
| жины; n2 = 0,5 – 1,0 (большие значения – в монолитных | |||||||||
| породах, меньшие – в трещиноватых); | |||||||||
| K7 | - коэффициент, учитывающий схему расположения скважин | ||||||||
| (равен 1; 1,1…1,2 и 1,3…1,5 соответственно при парал- | |||||||||
| лельном, веерном и пучковом расположении скважин). | |||||||||
Значения теоретического удельного расхода ВВ (q0) при различных коэффициентах крепости руды приведены ниже.
| f | 8…10 | 10…12 | 12…14 | 14…16 | 16…18 | 18…20 | ≥ 20 |
| q0 | 0,5…0,6 | 0,6…0,7 | 0,7…0,9 | 0,9…1,0 | 1,0…1,2 | 1,2…1,3 | 1,3…1,4 |
При отбойке руды параллельными скважинами (рис. 7.3) расстояние между скважинами в ряду определяют по формуле
| a = m W. | (7.20) |
Число скважин в отбиваемом слое (округляется до большего целого)
| Nc = (Bc – 2aкр) / а + 1, | (7.21) |
| где | Bc | - ширина слоя, м; |
| aкр | - расстояние от краевых скважин до контура забоя, м. | |
| aкр = 0,2…0,4 W. |
Для найденного Nc уточняют значение а, после чего определяют общую глубину скважин в слое (L c)
| L c = N c l c, м, | (7.22) |
| где | l c | - глубина скважины, м. |
Объем отбойки в слое
| Vc = Bc W Hc, м3 | (7.23) |
| где | Hc | - высота отбиваемого слоя, м. |
95
Глубина скважин на 1 м3 отбитой руды
| ∆ lс = Lc / Vc = Nc lc / (Bc W Hc), м. | (7.24) |
Выход руды при отбойке, м3 / м
| ∆v0 = Vc / Lc = 1 / ∆ lс = Bc W Hc / (Nc lc). | (7.25) |
Общий расход ВВ на отбойку, кг
| Qвв = qc Lc kз = qc Nc lc kз, | (7.26) |
| где | qc | - масса заряда ВВ, приходящаяся на 1 м скважины, кг. |
Удельный расход ВВ, кг / м3,
| qвв = Qвв / Vc = qc Nc lc kз / (Bc W Hc). | (7.27) |
Таблица 5.1. 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 табл. 5.1
| 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 |
Таблица 5.3. Электрические параметры некоторых электродетонаторов
| Показатель | Тип электродетонатора | |||
| ЭД-8Ж | ЭД-8Э | ЭД-3-Н | ЭД-1-3-Т, ЭД-1-8-Т | |
| Сопротивление, Ом | 2,0 – 4,2 | 1,8 – 3,0 | 2,0 – 4,2 | 0,5 – 0,9 |
| Импульс воспламенения, А2/мс | 0,6 – 2,0 | 0,6 – 2,0 | 0,6 – 2,0 | 40 - 80 |
| Безопасный ток, А | 0,18 | 0,18 | 0,18 | 0,92 |
| Стойкость к разряду стати- ческого электричества, кВ |
Таблица 5.4. Характеристика электродетонаторов
короткозамедленного действия
| Марка | Замедление | |
| Число серий | Интервал, мс | |
| 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) |
Таблица 5.5. Технические данные проводов
| Показатель | Марка | ||||
| ВП-0,5 | ВП-0,8 | ВП-0,7×2 | СПП-1 | СПП-2 | |
| Число жил, шт. | |||||
| Число проволок в жиле, шт. | |||||
| Диаметр жилы, мм | 0,5 | 0,8 | 0,7 | 0,9 | 0,9 |
| Сечение жилы, мм 2 | 0,2 | 0,5 | 0,4 | 0,5 | 0,5 |
| Наружный диаметр, мм | 1,4 | 2,3 | 4,4 | 2,4 | 4,6 |
| Сопротивление, Ом/1000м | 39,5 | 41,0 | |||
| Масса провода, кг/1000м | 2,65 | 7,0 | 11,8 | 8,0 | 16,5 |
Таблица 5.6. Характеристика некоторых взрывных приборов
| Показатель | Марка прибора | ||||
| КВП-1/ | ПИВ- 100М | ВМК- | ВПА-60 | ВПА-120 | |
| Напряжение на конденса- торе, В | 600-650 | 610-670 | |||
| Количество инициируемых электродетонаторов, шт. | До 100 | До 100 | До 800 | До 60 | До 120 |
| Максимальное сопротивле- ние взрывной цепи, Ом | |||||
| Масса прибора, кг | 2,0 | 2,7 | 11,0 | – | – |
Задания к контрольной работе
«Расчет ПАРАМЕТРОВ бвр ПРИ отбойке РУДЫВЗРЫВНЫМИ СКВАЖИНАМИ»
| №, п/п | Мощность рудного тела, m, м | Угол падения, α, град. | Коэффициент крепости руды, f | Плотность руды, кг/м3 | Устойчивость руды | Размер кондиционного куска | Скорость распространения продольных волн в массиве, С,м/с | Высота отбиваемого слоя |
| 22,0 | 2900,0 | Устойчивая | 500,0 | 2310,0 | 12,0 | |||
| 14,5 | 3200,0 | Устойчивая | 450,0 | 2260,0 | 19,5 | |||
| 13,8 | 2650,0 | Устойчивая | 400,0 | 2220,0 | 14,0 | |||
| 21,3 | 2700,0 | Устойчивая | 500,0 | 2370,0 | 16,0 | |||
| 19,0 | 3000,0 | Устойчивая | 450,0 | 2210,0 | 18,5 | |||
| 12,5 | 2900,0 | Устойчивая | 400,0 | 2280,0 | 19,0 | |||
| 10,3 | 3200,0 | Устойчивая | 350,0 | 2240,0 | 22,0 | |||
| 14,0 | 2650,0 | Устойчивая | 600,0 | 2390,0 | 20,0 | |||
| 7,5 | 2700,0 | Устойчивая | 400,0 | 2120,0 | 19,0 |