Расчетная часть

Эффективность буровзрывных работ во многом зависит от правильного выбора ВВ для конкретных горно-геологических условий. Для взрывания в обводненных условиях следует использовать водоустойчивые ВВ. Выбираем сибирит, для которого коэффициент, учитывающий относительную работоспособность ВВ К =1,2, плотность заряжания, принимаемая равной насыпной плотности ВВ = 1150 кг/м³.

Метод скважинных зарядов при взрывании на карьерах является ос­новным и наиболее распространенным. Для разрушения массива породы заряды ВВ размещаются в вертикальных или в наклонных скважинах диа­метром 100 - 360 мм и глубиной 5 - 20 и более метров. На уступе скважины располагают в один (однорядное взрывание), два и более рядов (многорядное взрывание).

Расположение скважин на уступах карьеров характеризуется сле­дующими параметрами: диаметр скважины (заряда) d_скв, м; высота уступа Н, м; сопротивление по подошве (СПП) W, м; расстояние между скважинами в ряду а, м; расстояние между рядами b, м; безопасное расстояние до верхней бровки уступа С, м; длина (глубина) скважины l_скв, м; длина забойки l_заб, м; длина перебура l_пер, м; угол откоса уступа , град; угол наклона скважин , град.

1. Относительный показатель трудности бурения горной породы:

где -предел прочности горной породы на сдвиг, МПа,

- предел прочности горной породы на сжатие, МПа,

-объемный вес горной породы, кг/м³ .

Предел прочности на сдвиг:

где -предел прочности горной породы на растяжение, Мпа определяется

МПа

2. Выбор диаметра скважинных зарядов ВВ.

Диаметр скважины определяется по формуле:

d_скв= , м, где

Н – высота уступа, м;

С – безопасное расстояние до верхней бровки уступа, м;

- угол откоса уступа, град;

- коэффициент, учитывающий трещиноватость взрываемого массива ( =1,1 для пород III категории трещиноватости);

- плотность породы, кг/м³.

Получаем d_скв= =0,176 м = 176 мм.

Исходя из этого выбираем буровую установку – 2СБШ-200Н с диаметром бурения 190 мм.

Величина безопасного расстояния по условиям установки буровой установки на уступе определяется выражением:

W = H·сtg +C, м,

W =14·ctg75+3=6.64 м.

Предельно преодолеваемое значение СПП для одиночного скважинного заряда определяется по формуле С.А. Давыдова:

W = 53· ·d_скв· , м, а с учетом взаимодействия зарядов по формуле:

W = 53· ·d_CKВ· (1,6-0,5*m), м,

W = 53·1,1·0,19· (1.6-0.5*1)=7.3 м.

3. Определение проектного удельного расхода вв.

Удельный расход ВВ является одной из важнейших характеристик взрывных работ. Для определения его величины могут быть использованы различные расчетные выражения, приведенные в рекомендованных учебных пособиях.

В общем виде, с учетом диаметра скважинных зарядов, коэффициента крепости пород и поправки на кондиционный кусок, величина расчетного удельного расхода определяется по формуле:

q = 0,13 · (0,6 +3,3·d₀·d_зар) · ·К · , кг/м³

q = 0,13 кг/м³, где

f - коэффициент крепости породы по проф. М.М. Протодьяконову;

d_зар - диаметр скважины (заряда), м;

d₀ - средний диаметр отдельности во взрываемом массиве, м; (принимаем из учёта категории трещиноватости по МКВД равной III- среднетрещиноватые принимаем do=(0,5- 1,0), м;

d_H - предельный размер кондиционного куска во взорванной горной массе, м (при взрывании пород III категории по МКВД для расчетов может быть принято d_H = 0,7 - 1,0 м);

- плотность взрываемой породы, т/м³.

4. Определение вместимости 1 пог. м скважины

При известном диаметре бурового инструмента диаметр скважины определяется с учетом коэффициента разбуривания пород К :

d_скв= К ·d_инс.м, где К =1,02÷1,07;

d_скв=1,02·0,19=0,193 м,

d_инс- диаметр бурового инструмента, м.

Вместимость 1 пог. м скважины определяется выражением:

, кг/м,

кг/м.

5.Определение величины сопротивления по подошве (СПП)

СПП для вертикальных скважин по упрощенной формуле, рекомендуемой «Техническими правилами ведения взрывных работ на дневной поверхности»:

Wp = 0,9· , м;

Wp = 0,9· м,

Где m – коэффициент сближения скважин (в расчете принимаем m=1)

Т.к. должно выполняться условие W_np>W_p>W₆, т.е. 7,3>W>6,64, то W принимаем равным 7,1 м.

6.Расчет параметров сетки скважин.

Расположение скважин на уступе в плане принимается квадратное.

Расстояние между скважинами в ряду a и между рядами скважин b:

a=b=W=7,1 м.

6. Расчет длины перебура и величины забойки.

Для условий Wp < 0,8·Н глубина перебура принимается в пределах:

l_пер=(8÷15) · d_зар, м

l_пер=10·0,193=2, м.

Глубина скважины с учетом перебура равна:

l_скв = Н + lпep, м,

l_скв = 14 + 2=16, м.

Величина перебура не должна превышать 3-4 м, так как дальнейшее увеличение перебура не приводит к увеличению преодолеваемого СПП. Как правило, рациональная длина забойки заключается в пределах

L_заб=(15÷30) ·d_скв, м,

L_заб=25·0,193=5 м.

7. Расчет массы скважинных зарядов ВВ.

Необходимая величина заряда в скважине определяется выражением

Q =q·Vскв= q·a·W·H = 0,5·7,1·7,1·14=352,8 кг.

С учетом вместимости 1 пог.м. скважины длина заряда ВВ

lзар= Q /p=352,8/33,6=10,5м.

Тогда фактическая длина забойки

Lзаб.ф.=lскв-lзар=16-10,5=5,5 м.

Величина забойки должна соответствовать 1/3 глубины скважины.

Вместимость скважины с учетом длины заряда Q :

Q = P·lзap = 33,6·10,5=352,8 кг

Условие Q Q выполняется.

Ширина нормальной экскаваторной заходки:

А=(1,5÷1,7)·R =1,7·14,2=24,1 м.

^{Ширина развала взорванной горной массы определяется выражением:}

^{-для однорядного взрывания, считая от линии скважин}

^{В =5 q , м,}

^{В =5}·0,5· ^{=24,9 м.}

^{Рациональная ширина развала взорванной горной массы для автомобильного транспорта}

^В_рац ^{= (2 - 5)} ·^{А, м,}

^В_рац ⁼²·24,1=48,2 м.

^{Здесь А - ширина экскаваторной заходки, определяемая радиусом черпания экскаватора на горизонте установки (Rч.y).}

^{Количество рядов скважин n}_р ^{на блоке определяется соотношением}

^,

=

^{8.Параметры развала взорванной горной массы}

^{Ширина развала взорванной горной массы для многорядного взрывания}

^{Вм =Во +(n-1)} ·^b,м

^{Вм =24,9 +(4-1)} ·^{7,1=46,2 м.}

^{9.Конструкция скважинного заряда.}

^{Для заряжания обводненных скважин с устойчивым уровнем воды применяются комбинированные заряды, в которых нижняя обводненная часть заряжается водоустойчивым ВВ с перекрытием уровня воды на 1 м, а остальная часть дозаряжается неводоустойчивым ВВ. Однако мы выбираем сплошной заряд ВВ (сибирита), так как он применяется для максимального использования выбуренного объема скважин и увеличения выхода горной массы с 1 пог. м скважин.}

^{10. Выбор схемы взрывания.}

^{При взрывных работах на карьерах и добыче полезных ископаемых в подземных условиях применяются многорядное короткозамедленное взрывание, наиболее широко используются следующие схемы взрывания: порядные, порядно-врубовые, диагональные. Выбираем порядную неэлектрическую схему взрывания типа СИНВ.}

^{11. Определение интервала замедления}

^А*Wр

^{А- имперический коэффициент зависящий от крепости породы.}

^{4 * 7,1 28,4 25 мил. сек. м.}

^{12.Определение выхода горной массы с 1 пог. м скважины.}

^{B= , м³/м,}

^{B= м³/м.}

^{13. Число скважин на взрываемом блоке}

ед

^{14.Объем буровых работ на блоке}

^{L6yp = 1скв*n}_скв^{, пог.м.}

^{L6yp = 16*34=544 пог.м}

^{15.Расход ВМ на массовый взрыв}

^{Расход ВВ на массовый взрыв определяется по каждому типу ВВ, исходя из количества взрываемых скважин и массы ВВ в них:}

^Q_.маc ^{= n}_CKВ^{*Q *10-3. ,т}

^Q_.маc ^{= 34*352,8 *10-3. ,=11,9 т.}

^{16. Определение безопасного расстояния по разлету отдельных кусков породы при взрыве:}

^r_раз =1250* ^η_з * ,м

^η_заб⁼1

^η_з=

^η_з= =0,65

^r_раз =1250* ^0,65* =350 м

^{Составляем сводные таблицы полученных данных:}

^{Общие сведения}

а) Параметры горных работ
Высота уступа, м	14
Угол откоса, град	75
Длина блока, м	66,9
Размеры кондиционного куска, м	0,7-1,0
Ширина развала, м	46.2
6) Параметры буровзрывных работ
Метод производства взрывных работ	Скважинные заряды
Буровое оборудование	2СБШ - 200Н
Направление скважин (указать угол наклона, град)	-
Форма сетки расположения скважин	квадратная
Количество скважин на блоке	34
Конструкция заряда	сплошная
Конструкция боевиков, тип промежуточного детонатора	СИНВ-С+П
Количество боевиков в скважине и их местоположение	2
Количество ступеней замедления	2
Источник тока, его напряжение	-
Способ взрывания	не электр. эээлектриче