Составление паспорта БВР, расчет взрывной сети

    Выбор ВВ производится с учетом пылегазового режима шахты, крепости и водообильности пород.

    В стволах, неопасных по пыли и газу, применяется ВВ второго класса:

 в крепких породах (f ≥10) скальный аммонит №1, скальный аммонал №3 и детонит

М и 10А. Применение этих ВВ повышает КИШ и степень дроблении горной массы.

В породах средне крепости применяют аммониты №6ЖВ.

    В нашем случае в качестве ВВ выбираем патронированный скальный аммонит№1:

 масса патрона 250гр., диаметр 36мм, длина патрона 170мм. Удельный расход скального аммонита №1 рассчитаем по формуле:

                                          q =q₁*K_n*K_o, кг/м³,                        (4)

где q₁-удельный расход аммонита при крепости пород 12-14 выработок сечением 5-6,5

 равен 3кг/м³,

  K_n- поправочный коэффициент для величины удельного расхода при площади поперечного сечения более 15м² равен 0,75

K_o- относительный коэффициент работоспособности, для скального аммонита 0,81

                                       q= 3*0.75*0.81=1.8 кг/м³.

Определим число шпуров забоев по формуле:

          N=1.27*qS_вч/▲d²*K₃ шт,         (5)

 где q- удельный расход скального аммонита №1 кг/м³,

   S_вч- площадь выработки вчерне,м²,

  ▲- плотность ВВ в патроне 1450 кг/м³

      d- диаметр патрона ВВ, м

   K₃- коэффициент заполнения шпура, для шпуров вертикальных стволов равен 0,6

                             N=1,27*1,8*51,5/1450*0,036²*0,6=104 шпура

Шпуры в забое располагаются по концентрическим окружностям

Диаметр окружности для врубовых шпуров:

               d_вр= 0,25*Д_вч, м

где Д_вч- диаметр ствола вчерне, м

              d_вр=0,25*8,1=2м

 Диаметр окружности расположения оконтуривающих шпуров определяется по формуле:

                d_ок= д_вч-2а, м                                        (6)

где а – расстояние от оконтуривающего ряда шпуров до проектного контура ствола вчерне5       

а=0,25 м.

                d_ок=8,1-2*0,25=7,6м.

 Число окружностей отбойных шпуров (п_о)

     П_о=(д_вч-д_вр-2а/2W)-1,                                 (7)

где W- расстояние между окружностями, м

    W=1.13√ S_вч/N,м                                           (8)

где N-количество шпуров в забое,шт

       W=1,13√51,5/104=0,7м,

       П_о=(51,5-2-2*0,25/2*0,7)-1=3

Количество отбойных окружностей равно 3

Всего получается 5 концентрических окружностей одна врубовая, три отбойных и одна оконтуривающая. Расстояние между окружностями равно 0,7м

 Диаметр первой отбойной окружности (d_1от):

                             d_1от= d_вр+2*W,м                     (9)

                            d_1от=2+2*0,7=3,4 м

Диаметр второй отбойной окружности (d_2от)

                           D_2от= d_1от+2*W                        (10)

                            D_2от= 3.4+2*0.7=4.8 м

Диаметр третьей отбойной окружности (d_3от)

                            D_3от = d_2от +2*W                    (11)

                           D_3от=4.8+2*0.7=6.2 м

Врубовые шпуры в центральной части забоя и предназначены для образования второй плоскости обнажения для отбойных шпуров, что облегчает условия их работы.

В нашем случае принимаю конический вруб, т.к. при коническом врубе облегчаются условия разрушения породы. Конические врубы в основном применяют для крепких пород.

Количество шпуров5-8 штук. В моем случае принимаю 6 штук, один из которых расположен в центре забоя длиной три метра. Его заряд способствует дроблению породы верхней части воронки вруба, что уменьшает высоту выброса породы при взрыве зарядов врубовых шпу

ров. Соотношение числа шпуров по окружности:

1:2.1;2.5-3.1;3.5-4;4.5-5,

т.е если число шпуров во врубовой окружности 7, то

во второй окружности 7*2,1=15 шпуров

в третьей окружности 7*3,1=22 шпура

в четвертой окружности 7*3,8=27 шпуров

 в пятой окружности 7*4,7=33 шпура

 Сложив количество шпуров в уаждой окружности 7+15+22+27+33=104 шпура

Окончательно принимаю для забоя 104 шпура

Далее распределяем шпуры по окружности:

 Первая окружность: находим длину окружности:

                       L _окр=2*π*R,м                                (12)

Где R- радиус окружности,м

                                          L_1окр=2*3,14*1=6,28,м

 Расстояние между шпурами первой окружности будет равно (m₁)

                   m₁= L_1окр/N₁ м,               (13)

где N₁- число шпуров на первой окружности

                   m₁=6,28/6=1,05 м.

Аналогично производим расчет остальных окружностей:

                                         L_2окр=2.314*1.7=10.7                     m₂=10.7/15=0.71                         

                                          L_3окр=2*3.14*2.4=15                   m₃=15/22=0.68

                                          L_4окр=2*3.14*3.1=19.5                     m₄=19.5/27=0.72

                                          L_5окр=2*3.14*3.8=23.86             m₅=23.86/33=0.72

Суммарная длина шпуров составляет 3+(6*4,7)+4(15+22+27)+4*33=419,2 м.

Подвигание забоя за цикл рассчитаем по формуле:

                                    L_у=L_шот*γ,м      (14)

где L_шот- длина отбойных шпуров =4 м

   γ- коэффициент использования шпура =0,85

      L_у=4*0,85=3,4м

Требуемый расход ВВ на цикл (Q):

                          Q=q*S_вч*L_Ш* γ,кг                  (15)

где q- удельный расход ВВ =1,8 кг/м³

S_вч-площадь забоя вчерне =51,5 м²

L_Ш- длина шпуров =4м

  Q=1,8*51,5*4*0,85=315,18 кг

Это теоретический расход ВВ.Теперь практически распределим ВВ в шпуры. Коэффициент заполнения шпуров принимаю 0,55

 Так в центральном шпуре заполнение ВВ составит:

                        L_зап=L_м*0,55м                      (16)

                        L_зап=3*0,55=1,65м

Полученную длину заполнения разделим на 0,17 м (длину патрона ВВ)

1,65/0,17=9,7 патронов

Принимаем количество патронов 10, расход ВВ составит 10*0,250=2,5 кг

 Аналогично рассчитываем массу заряда во врубовых,отбойных и оконтуривающих

шпурах:

во врубовых L_зап=4,5*0,55=2,475м

                          2,475/0,17=15 патронов

                          15*0,250=3,75 кг

                          3,75*6=22,5 кг

В отбойных и оконтуривающих шпурах масса зарядов составит:

 

4*0,55=2,2м, 2,2/0,17=12 патронов, 12*0,250*97=291 кг

Общее количество ВВ 2,5+22,5+291=316кг 

Расход ВВ на 1 п.м. выработки (Qп.м)

                                     Qп.м=Qф/L, кг, (18)

где Q_ф- фактический расход ВВ,кг

                                     Qп.м=316/3,4=93 кг

Объем взрываемой массы за один взрыв(V):

                                    V= S_вчL,м³          (19)

где S_вч- площадь сечения выработки вчерче, =51,5м²

                         V=51,5+3,4=175,1м³

Расход взрывчатых материалов на 1м³ выработки:

                              q=Q_ф/V кг/м³                            (20)

                              q=316/175.1=1.8 кг/м³

Объем взрывной массы за цикл составит:

                      V_ц= S_вчL*К_р, м³                            (21)

где К_р- коэффициент разрыхления горной массы, К_р= 1,9

 V_ц= 51,5*3,4*1,9=333 м³

Заряжение шпуров производится вручную. В заряжении участвуют все проходчики, т.к.

они имеют «Единую книжку взрывника».Время на заряжение шпуров с забойкой

определяем исходя из практических данных, которые составляют в среднем 3 минуты на один шпур. В качестве забоечного материала используем буровую мелочь.

Согласно ЕПБ при взрывных работах, при проведении вертикальных стволов применяется только электрический способ взрывания. Принимаю электрический способ взрывания.

Интервал замедления:

 для врубов шпуров: t _звр=А_вр*L                 (22)

 где А_вр- коэффициент замедления для врубовых шпуров, =7

                                t _звр=7*4,5=3,15

для отбойных шпуров при А_от=5

                                t _зотб=5*0,75=3,6

для оконтуривающих шпуров А_ок=5

                                 t _ок=5*0,75=3,6

Принимаю последовательно- параллельное соединение элетродетонаторов. По последовательному взрыванию делим на группы:1) врубовые шпуры,2)отбойные шпуры первой окружности,3)отбойные шпуры второй и третьей окружности,

4)окантуривающие шпуры.

Параметры замедления и тип ЭДК3 даны в таблице №3

Таблица 3 Параметры замедления и тип ЭДК3

 

Группы шпуров	Расчетное время замедления	ЭД и степень замедления
I врубовые II отбойные III отбойные     IV оконтуривающие	t = 3.2 мс t = 3.6 мс t = 3.36 мс t = 3.6 мс t = 3.6 мс t = 4,08 мс	ЭДК3-ПМ 1530 мс ЭДК3-ПМ 1545 мс ЭДК3-2550 мс     ЭДК3-ПМ 1560мс

 

Расчет взрывной сети

При переменном токе, через каждый ЭД должен пройти ток не менее 2,5А(при постоянном не менее 1,3А) все ЭД, входящие в одну группу,должны иметь одинаковое сопротивление и быть из одной партии.

Сечение магистральных проводов должно быть не менее 0,75 мм², а участковых и соединительных 0,5 мм²

Электровзрывная сеть включает в себя: магистральный взрывной кабель, соединительные и участковые провода,ЭД.

Определим сопротивление проводов. Применяем медные провода марки ВМВ.

Сопротивление магистрального провода:

                R_м=ρ*2*L/S Ом,                (23)

где ρ- удельное сопротивление =0,0184 Ом,

      L- длина магистрального провода

     S- сечение магистрального провода.

        R_м= 0,0184*2*350/0,75=17,01 Ом

Сопротивление соединительных проводов:

      R_с=ρ*2*L/S Ом                       (24)

где L- длина сопроводительных проводов

       S- сечение соединительных проводов

       R_с=0,0184*2*200/0,5=1,4 Ом

Сопротивление участковых проводов:

R_у=ρ*2*L/S Ом                       (25)

где L- длина участковых проводов

       S- сечение участковых проводов

      R_у=0,0184*2*540/0,5=39,7 Ом,

Определяем суммарное сопротивление проводов:

      R_п=R_м+R_с+R_у,Ом               (26)

      R_п=17,1+1,4+39,7=58,2 Ом

       R_общ= R_м+R_с+R_у+Г++Г*n,Ом

Где Г- сопротивление одного электродетонатора

     n- число электродетонаторов в группе.

Для расчета из 4 групп выбираем группу с наибольшим количеством ЭД =48

R_общ= 17,1+1,4+39,7+48*35=226,2 Ом

 Находим величину тока проходящего через каждые ЭД:

              i = U/Rобщ, А                  (27)

где U-напряжение выбранного источника тока

          i = 1500/226,2=6,6 А

Характеристика КПМ-1A:

 Исполнение                                                                                 нормальное

 Масса                                                                                              2,3кг

Напряжение на рарядном конденсаторе                                      1500В

Допустимое сопротивление                                                           300Ом 

Дополнительное число последовательного соединения ЭД              110

 

                  

2.3.5 Расчет проветривания ствола, выбор вентилятора

  При проходке ствола принимается нагнетательная схема проветривания с подачей           свежего воздуха по металлическому трубопроводу и выдачей отработанного воздуха на        поверхность по стволу.

 Количество воздуха,необходимое для проветривания ствола, определяется следующими факторами:

- по одновременно взрываемому количеству ВВ,

- по минимально допустимой скоростивоздушной струи,

- по количеству людей одновременно работающих в стволе.

 Определим количество воздуха Q, которое необходимо подать в забой по количеству одновременно взрываемого ВВ по формуле:

Q= 2.25*S_вч/60*t*³√K*A*b*h²/S_вч*p²    м/с

где S_вч –площадь поперечного сечения ствола вчерне, м²

           t- время проветривания ствола =30 мин

      K- коэффициент учитывающий обводненность выработки =0,6

          A- количество одновременно взрываемого ВВ, =316 кг

     b- коэффициент учитывающий газовость ВВ,=40 л/кг

          h- глубина ствола =780 м

      p- коэффициент утечек воздуха по длине вентиляционного ствола =1,54

Q= 2,25*54,5/60*31³√ 0,6+316*40*780²/51,5*1,54²=13,33 м³/с

Проверим на минимально допустимую скорость движения воздуха по выработке (V):

                                            V≥Q/S_вч         

 Где V – минимально допустимая скорость движения воздуха по выработке, для грузо-людских выработок =0,3м/с

0,3≥13,33/51,5              0,3≥0,3 условие выполняется

                 

 

Определяем потребную подачу вентилятора:

                     Q=p*Q м³/с         (29)

 где p- коэффициент утечек =1,54

         Q=1,54*13,33=20,5 м³/с

 Рассчитываем аэродинамическое сопротивление трубопровода:

            R=Г*L  кгс*с²/м⁴        (30)

 где Г- аэродинамическое сопротивление 1 метра трубопровода =0,00495

    L- длина трубопровода =780 м

    R =0,00495*780=5,9 кгс*с²/м⁴   

Рассчитаем депрессию трубопровода, предварительно определив скорость воздуха в трубопроводе (V_т)

   V_т= Q_в/π*Г²_т м/с                 (31)

 где Г_т – радиус вохдухопровода =0,5 м

   V_т=13,33/3,14*0,5²=17 м/с

Статистическое давление (Н_с) Н_с = p* R *Q²_в Па (32)

Н_с=1,54*5,4*13,33=1520 Па

Местные потери напора Н_м =0,2* Н_с, Па                (33)

Н_м=0,2*1520=304, Па,

Динамическое давление Н_д= V²_т*γ/2 Па                  (34)

где γ-плотность рудничного воздуха =1,2 кг/м²

 Н_д=17²*1,2/2=173,4 Па,

Депрессия трубопровода Н_в = Н_с+ Н_м+ Н_д                        (35)

Н_в = 1520+304+173,4=1997,4 Па

По полученному результату выбираем вентилятор по его техническим данным. В нашем случае выбираем вентилятор ВЦ-11, обеспечивающий производительность до 20,5 м³/с,

Давление 1150-3500 Па.

Водоотлив из забоя будет производиться путем перекачивания воды насосом Н1М в

бадьи и вместе с породой будут выдаваться на поверхность.