Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеративное агентство по образованию
ГОУ ВПО Магнитогорский Государственный ТехническийУниверситет им. Г.И. Носова
Кафедра ПРМПИ
Курсовая работа
по курсу «Технология и безопасность взрывных работ»
Содержание
Введение
1. Исходные данные дляпроектирования
2. Выбортипа бурового оборудования
3. Определение диаметра и глубинышпура
3.1Глубина шпуров
3.2 Диаметр шпуров
4. Выбортипа В.В.
5. Определение удельного расходаВ.В.
6. Выборспособа инициирования
7. Выбор типа вруба, числа и схемырасположения врубовых шпуров
8. Определениепараметров заложения шпуров
9. Показатели буровзрывных работ
10.Технико-экономические показатели
11. Правилабезопасности при ведении взрывных работ в горной выработки
Список литературы
Введение
Вданной курсовой работе по дисциплине «Технология и безопасность взрывныхработ» я закрепил свои теоретические знания и приобрел практические навыкипо составлению паспортов буровзрывных работ при проведении горных выработок.
Курсовойпроект по технологии и безопасности ведения взрывных работ выполнен «Единымиправилами безопасности при взрывных работах».
Вданном курсовом проекте использована рекомендуемая техническая литература ипоследние достижения современных рудников.
Припроведении горизонтальных выработок к буровзрывным работам предъявляютсяповышенные требования в части обеспечения необходимого развала породы послевзрыва и качественного дробления, высокой устойчивости выработок иоконтуривание их в соответствии с проектом. При проведении горизонтальныхвыработок отбойку с помощью буровзрывных работ выполняют в основном сплошнымзабоем небольшого поперечного сечения.
Эффективностьгорнопроходческих работ в значительной мере зависит от правильного выборапараметров буровзрывных работ (схемы расположения, числа диаметра и глубинышпуров, удельного расхода и типа ВВ, диаметра, конструкции и параметра зарядов,режима их взрывания и т.д.) и качественно составленного паспорта БВР.
1. Исходные данные для проектирования
Исходныеданные представлены в таблице 1.1
Таблица1.1Показатели Значение 1. Наименование выработки Штрек 2. Форма выработки Сводчатая 3. Сечение выработки вчерне
9 м2 4. Коэффициент крепости пород 10-12 5. Породы Монолитные 6. Обводненность забоя Не обводненный 7. Особые условия Не опасный 8. Высота выработки 4,4 м 9. Ширина выработки 3,4 м
2. Выбор типа бурового оборудования
Взависимости от крепости пород (f= 10-12), и от площади поперечного сечения (S= 9м2) принимаем установку вращательно-ударного действия «Миниматик HS205L».
Техническаяхарактеристика бурильной установки «Миниматик HS205L»представлена в таблице 2.1.
Таблица2.1 Техническаяхарактеристика бурильной головки «Миниматик HS205L»Характеристики Показатели 1. Способ бурения Вращательно-ударный 2. Высота обуриваемого забоя, м 5,1 3. Ширина обуривания, м 3,7 4.Площадь обуривания с одной установки, 8-38 5. Глубина бурения, м 2,2 6. Диаметр шпура, мм 36-56 7. Число бурильных машин 2 8. Тип бурильной машины Гидравлический 7. Ходовая часть На пневматическом ходу 8. Тип привода дизельный 9. Скорость передвижения, км/ч 10 10. Преодолеваемый уклон, градус 20 11. Мощность привода, кВт 40
12. Габариты в транспортном положении, м
высота
ширина
длина 2,4 1,94 10,8 13. Масса, т 14
3. Определение диаметра и глубины шпура/> 3.1 Глубина шпуров
Принимаемглубину шпуров исходя из технической возможности бурильной установки:
Врубовые– 2 м
Отбойные– 1,5 м
Оконтуривающие– 1,55/>3.2 Диаметр шпуров
Диаметршпуров принимаем исходя из технической характеристики бурильной установки (диаметркоронки — 36-56 мм) – 42 мм.
4. Выбор типа ВВ
Учитываягорнотехнические и горно-геологические условия проведения горной выработки,принимаем ВВ второго класса – Аммонит № 6ЖВ в патронах.
Патронывыпускаются диаметрами 32, 60 и 90 мм, весом 200-250 гр. 1400 гр. и 3000 гр.
Таккак диаметр шпура 42 мм то наиболее подходящими будут патроны диаметром 32 мм, массой 250 гр. и длинной 25 см.
Характеристикааммонита №6ЖВ представлена в таблице 4.1.
Таблица4.1 Техническая характеристика аммонита №6ЖВХарактеристики Показатели
1. Плотность в патронах, гр/см3 1,0-1,2 2. Бризантность, мм 14-17
3. Работоспособность, см3 360-400 4. Объем газов, л/кг 945 5. Водоустойчивость водоустойчивый 6. Примечание Для пород средней крепости. 7. Составные части АС + тротил + водоустойчивая селитра 8. Кислородный баланс, % -0,53 9. Теплота взрыва, кДж/кг 4305 10. Идеальная работа взрыва, кДж/кг 3561
Конструкцияшпуров
Выбираемсплошной заряд с одним патроном боевиком и прямым инициированием.
5. Определение удельного расхода В.В.
Удельныйрасход ВВ, кг/м3
/> кг/м3, (5.1)
где:e-1 –показатель обратный коэффициенту работоспособности, />;
Pэт– фугасность ВВ, принято за эталонное, см3
Pх– фугасность применяемого ВВ, см3
Sпр– площадь забоя выработки, м2.
f – коэффициент крепости пород пошкале проф. М.М. Протодьяконов;
kуз– коэффициент усиления зарядов, (1,2-1,3)
/>,
/> кг/м3
Проф.Н.М. Покровский предложил для расчета удельного расхода ВВ формулу:
/> кг/м3, (5.2)
гдеqэт– нормальный удельный расход эталонного ВВ, кг/м2. Для нашего случаяqэт=1,1кг/м3;
S1 –коэффициент, учитывающий структурные особенности пород S1=1,5
/> – коэффициент зажимавзрываемой породы />=2
/> кг/м3
Ш.И.Ибраев предложил для расчета удельного расхода ВВ формулу
/> кг/м3, (5.3)
где:авыр — коэффициент, зависящий от вида выработки aвыр =0,3;
bкэ — коэффициент относительной концентрации энергии в единице объема патронированногоВВ, bкэ =1,2.
/> кг/м3
Рассчитавудельный расход принимаем qвв=2,08кг/м3
Врубовыешпуры заряжают ВВ с удельным расходом в 1,15-13,8 раз больше максимальногозначения удельного расхода (большие значения для более крепких пород).
/> кг/м3, (5.4)
Гдеqвр – удельный расход ВВ на образование врубовой полости, кг/м3;
Qвp– количество ВВ, размещаемого во врубовых шпурах, кг;
Vвр– объем врубовой полости;
Крад– коэффициент разрушающего действия вруба, Крад=1,15-13,85.
/> кг/м3.
Удельныйрасход ВВ в оконтуривающих шпурах целесообразно уменьшать для снижения законтурногоразрушения.
/>/> кг/м3, (5.5)
/> кг/м3.
Удельныйрасход ВВ в отбойных шпурах принимаем равным расчетному удельному расходу ВВ
/> кг/м3.
Ориентировочноеколичество шпуров,
/>, (5.6)
где:/> - коэффициент заполненияшпура, доли ед.;
/>
/> - плотность заряжания, />=1000 кг/м3.
/> шт.
Линиянаименьшего сопротивления, м.
/>, (5.7)
/> м
Длинауходки, м.
/> (5.8)
ГдеКИШ — коэффициент использования шпура, доли ед.
/>
6. Выбор способа инициирования
Вкачестве способа инициирования зарядов примем электрический. Для взрыванияврубовых шпуров используем ЭД мгновенного действия типа ЭД–8–Ж, отбойных –ЭДКЗ–ПМ–15 с замедлением 15 мс, оконтуривающих ЭДКЗ–ПМ–15 с замедлением 30 мс иЭДКЗ–ПМ–15 с замедлением 45 мс для отбивания почвы забоя.
СоединениеЭ.Д. примем последовательное.
Сопротивлениевзрывной сети, Ом
/>, (6.1)
где/> - число ЭД, шт.;
/> - сопротивлениеэлектродетонатора, Ом;
/> - сопротивлениемагистрального кабеля, Ом.
Среднеесопротивление электродетонаторов ЭД–8–Ж и ЭДКЗ–ПМ–15 составляет 2,5 Ом (/>=2,5 Ом).
Сопротивлениемагистральных проводов можно найти по формуле:
/> Ом, (6.2)
где/> - длина магистральногопровода, м;
/>-удельное сопротивление магистральных проводов, Ом/м.
/>, м (6.3)
где/> - радиус безопасной зоны,м.
1,1– коэффициент, учитывающий непрямолинейность прокладки магистрали.
Определимрадиус безопасной зоны:
/> м, (6.4)
гдеQ –масса заряда, кг;
kB – коэффициентпропорциональности, равный 50.
/>
/>
Вкачестве магистральных проводов выбираем провод марки ЭВ. Характеристика этогопровода приведена в таблице 6.1
Таблица6.1.Марка провода Число жил
Сечение жилы, мм2 Сопротивление 1 км провода, Ом Масса 1 км провода, кг ЭВ 1 0,2 100 6,6
/>Ом
/>Ом.
Токв сети, А
/>, (6.5)
где/> - напряжение взрывногоприбора ПИВ – 100М, В.
/> А
Условиебезотказности выполняется, т.е. />.Гарантийный ток при постоянном напряжении составляет 1 А.
7. Выбор типа вруба, числа и схемы расположения врубовыхшпуров
Примемпрямой призматический вруб с холостой центральной скважиной для увеличенияплощади обнажения.
Прямойвруб — это совокупность параллельных заряжаемых шпуров и компенсационных холостыхскважин (шпуров), взаимное расположение которых с учетом предельных л.н.с.обеспечивает при взрывании в установленной последовательности образованиеврубовой полости заданной глубины, площадь поперечного сечения которой(размером не менее 1 ´ 1 м2) необходима и достаточна для последующей отбойки массива горных пород в пределахпоперечного сечения проводимой выработки с постоянной л.н.с. отбойных шпуров икоэффициентом их использования, близким к единице.
Прямойвруб имеет следующие достоинства:
1.Величина подвигания не зависит от ширины выработки. Это положение чистотеоретическое. Практически отклонение шпуров от заданного направления и ихзапрессовка ограничивают величину подвигания.
2.Высокая эффективность вруба в крепких породах. В производственных условиях впородах, склонных к пластической деформации, для полного выброса взорваннойпороды из вруба иногда в холостой шпур помещают дополнительный заряд ВВ,взрываемый после взрыва остальных. Тип ВВ для дополнительного заряда выбираютпо чувствительности его к детонации, так как в случае высокой чувствительностидополнительный заряд может взорваться одновременно с другими зарядами, что приводитк запрессовыванию взорванной породы.
3.Малый разброс породы, который определяется направлением отбойки, влечет засобой повышение производительности погрузки в забое и уменьшение нежелательныхпоследствий взрыва.
4.Позволяет создать максимальную концентрацию бурового оборудования у забоя, чтоважно для осуществления скоростного сооружения выработок. В перспективеприменение прямого вруба позволит полностью механизировать и автоматизироватьпроцесс бурения шпуров.
Кнедостаткам прямого вруба относятся:
1. Трудоемкостьбурения компенсационных скважин большого диаметра (в случае применениясоответствующей конструкции прямого вруба);
2. Недостаточноеисследование процессов, происходящих при взрыве прямого вруба, что затрудняетопределять параметры прямого вруба в конкретных условиях./> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
8.Определение параметров заложения шпуров
Припостроении схемы расположения шпуров, число шпуров, установленных расчетным путем,можно корректировать исходя из условий целесообразного их размещения на забое.Сначала размещают врубовые шпуры, а после, на оставшейся площади забоя,располагают вспомогательные, отбойные и оконтуривающие. Объем взрываемойпороды, приходящейся на один врубовый шпур, должен быть меньше, чем дляотбойного шпура, так как врубовые заряды работают в условиях интенсивного«зажима» и одной свободной поверхности, их глубина должна быть на10-20 % больше остальных.
Длинуотбойных и оконтуривающих шпуров примем 1,55 метра.
Длинаврубовых шпуров – 2 м
Вкачестве забойки примем щебень. Длина забойки 0,5м.
Дляоконтуривающих шпуров применим контурное взрывание по методу зарядов пониженнойбризантности. К этим зарядам относятся заряды, имеющие меньшую зонубризантности по сравнению с зарядами на основных взрывных работах. Понижениебризантности зарядов достигается включением в конструкцию заряда специальныхконструктивных элементов в виде полостей (воздушных или заполненных инертнымиматериалами).
Аммонит№6ЖВ передает детонацию на расстоянии 5,32 см. Поэтому для контурного взрывания оставим воздушные промежутки между патронами длиной 5 см.
9. Показатели буровзрывных работ
Переченьосновных показателей буровзрывных работ приведен в таблице 9.1.
Таблица9.1 Показатели буровзрывных работГруппа взрываемых шпуров Количество шпуров в группе Расчетные параметры шпуров по очередности взрывания Параметры патронов ВВ Проектные параметры /> />
Удельный расход ВВ, кг/м3
Размер полости, м2 Глубина шпуров, м Заряд ВВ шпура, кг
Объем отбиваемой породы, м3 Диаметр Длина Масса Количество патронов ВВ в шпуре, шт. Масса заряда ВВ в шпуре, кг Длина заряда ВВ в шпуре, м Длина забойки в шпуре, м Коэффициент заполнения шпура
Фактический удельный расход ВВ, кг/м3 /> Врубовые 4 15,6 0,16 2 1,41 0,36 0,032 0,25 0,25 7 1,75 1,75 0,5 0,78 16,59 /> Отбойные 4 2,08 1,05 1,5 1,21 2,10 0,032 0,25 0,25 6 1,50 1,50 0,5 0,75 2,48 /> Оконтуривающие 10 1,87 2,79 1,55 1,17 5,44 0,032 0,25 0,25 5 1,25 1,45 0,5 0,74 1,96 /> Сумма на заходку 19,55 4 7,90 21,03 />
10.Технико-экономические показатели
Таблица9.2Показатели Значения Условия проходки Не обводненная, не опасная
Площадь сечения, м2 9 Коэффициент крепости 10-12 Продвигание забоя, м 1,9 Диаметр шпуров, мм 42 Число шпуров на цикл (в т.ч. заряженных), шт. 19(18) Глубина шпуров, м 2
Количество шпуров на 1м2 площади забоя, шт. 4
Удельный расход ВВ, кг/м3 2,08
Удельный расход шпурометров, м/м3 4,6 Коэффициент использование шпура 0,95 Расход детонаторов, шт. 18 Расход проводов, м 396
бурильнаявзрывание горная выработка
/>
11. Правила безопасности при ведениивзрывных работ в горной выработки
1) Проверка детонаторов и ВВ при получении с расходных складов.
Перед выдачей электродетонаторы должны быть проверены по внешнему виду и электрическому сопротивлению, а также пронумерованы в помещении склада взрывчатых материалов или в других установленных местах на открытом воздухе под навесом в соответствии с инструкциями (техническими условиями).
При проверке электродетонатор должен помещаться в футерованную металлическую трубу, за щит или в специальное устройство, исключающее поражение людей в случае взрыва. Провода электродетонаторов после проверки их сопротивления должны быть замкнуты накоротко и в таком положении находиться до момента присоединения к взрывной сети. При выполнении этой операции на рабочем столе проверяющего должно быть не более 100 электродетонаторов. Источники освещения на столе не должны находиться.
Электровзрывные сети должны иметь исправную изоляцию, надежные электрические соединения.
Концы проводов и жил кабелей должны быть тщательно зачищены, плотно соединены (срощены) и соединения (сростки) изолированы при помощи специальных зажимов или других средств.
После проверки отбирают ЭД одинакового сопротивления. При получении патроны ВВ подвергают наружному осмотру.
2) Доставка ВВ к местам производства ВВ
Взрывчатые вещества и средства инициирования необходимо доставлять и перевозить к местам производства взрывных работ раздельно в сумках, кассетах, заводской упаковке и т.п. Средства инициирования или боевики с детонаторами могут переноситься (кроме погрузочно-разгрузочных операций) только взрывниками, при этом они должны помещаться в сумки с жесткими ячейками (кассеты, ящики), покрытыми внутри мягким материалом.
Присовместной доставке средств инициирования и ВВ взрывник может переносить неболее 12 кг взрывчатых материалов. Масса боевиков, переносимых взрывником, недолжна превышать 10 кг.
Припереносе в сумках ВВ без средств инициирования норма может быть увеличиватьсядо 24 кг.
Припереносе ВВ в заводской упаковке их количество должно быть в пределахдействующих норм переноски тяжести.
Внашем случае взрывник несет боевики с детонаторами массой 4,5 кг, упакованные в сумку с жесткими ячейками, а помощник несет 21 кг ВВ.
3) Изготовлениебоевиков.
Боевикидолжны изготавливаться на местах производства работ или в других местах,установленных руководителем предприятия, в количествах, требующих для взрываниязарядов за один прием.
Припроходке стволов шахт с поверхности боевики должны изготавливаться в будках.
Детонаторыдолжны вводиться в боевик на полную глубину и надежно фиксироваться. При этомиспользуемые для образования углублений иглы необходимо изготавливать изматериалов, не дающих искр.
Боевикииз прессованных или литых ВВ разрешается изготавливать только из патронов сгнезда заводского изготовления. Расширять или углублять имеющееся гнездозапрещается.
4) Коммутация электровзрывных сетей
Электровзрывная сеть должна быть двухпроводной. Использование воды, земли, труб, рельсов, канатов и т.п. в качестве одного из проводников запрещается. До начала заряжания взрывник обязан осмотреть взрывную магистраль, соединительные провода, убедиться в исправности сети.
Запрещается монтировать электровзрывную сеть в направлении от источника тока или включающего ток устройства к заряду.
В каждый электродетонатор должен поступать ток силой не менее установленной ГОСТ (техническими условиями).
Запрещается проводить электрическое взрывание непосредственно от силовой или осветительной сети без предназначенных для этого устройств.
Концы проводов и жил кабелей должны быть тщательно зачищены, плотно соединены (срощены) и соединения (сростки) изолированы при помощи специальных зажимов или других средств.
Концы проводов смонтированной части электровзрывной сети должны быть замкнуты накоротко все время, предшествующее подсоединению их к проводам следующей части электровзрывной сети. Запрещается присоединение проводов уже смонтированной части электровзрывной сети к следующим проводам, пока противоположные концы последних не замкнуты накоротко.
Концы магистральных проводов электровзрывной сети также должны быть замкнуты в течение всего времени до присоединения их к клеммам прибора или устройства, подающего напряжение для взрывания.
Со всех электроустановок, кабелей, контактных и воздушных проводов и других источников электроэнергии (в том числе источников опасных электромагнитных излучений), действующих в зоне монтажа электровзрывной сети, напряжение должно быть снято с момента монтажа сети.
В подземных условиях в зону монтажа электровзрывной сети необходимо включать выработки, в которых монтируется такая сеть.
После монтажа и осмотра электровзрывной сети необходимо проверить ее токопроводимость. При проверке токопроводимости сети взрывперсонал должен находиться вне опасной зоны.
5) Проверка цепи
Цепь проверяется контрольно измерительными приборами. Сопротивление цепи должно соответствовать сопротивлению рассчитанному в паспорте БВР.
Контрольно-измерительные приборы должны проходить государственную поверку в органах метрологической службы по согласованным графикам.) электровзрывную сеть, замкнуть накоротко ее концы, взять с собой ключ от прибора (ящика, в котором находится взрывное устройство) и только после этого выяснить причину отказа.
6) Взрывные машинки
Взрывные приборы (машинки) и взрывные стационарные устройства должны храниться в местах, исключающих доступ к ним посторонних лиц.
Ключи от взрывных приборов (машинок) при производстве взрывных работ должны находиться у взрывника (мастера-взрывника) или руководителя взрывных работ.
В каждой организации на основании типового положения должен быть определен порядок хранения, выдачи и технического обслуживания приборов и устройств взрывания, а также контрольно-измерительных приборов.
Взрывные приборы (машинки) перед выдачей взрывникам должны проверяться согласно инструкциям по эксплуатации на соответствие установленным техническим характеристикам, в том числе на развиваемый ток, импульс тока; на шахтах (рудниках), опасных по газу или пыли, кроме того, — на длительность импульса напряжения. Указанную проверку могут выполнять специально подготовленные лица.
7) Ликвидацияотказавших зарядов.
Вовсех случаях, когда заряды не могут быть взорваны по причинам техническогохарактера, они рассматриваются как отказы.
Каждыйдолжен быть записан в журнал регистрации отказов взрывных работ.
Приобнаружении отказа на земной поверхности взрывник должен выставить отличительныйзнак у невзорвавшегося заряда, а подземных условиях – закрестить забойвыработки и во всех случаях уведомить лицо технического надзора.
Работы,связанные с ликвидацией отказов, в том числе на земной поверхности, должныпроводиться под руководство лица технического надзора в соответствии синструкцией, утвержденной руководителем предприятия по согласованию с органомГосгортехнадзора.
Вместах отказов запрещается какие-либо процессы, не связанные с их ликвидацией.В угольных шахтах до работ по ликвидации отказа отбитый уголь должен быть убраниз забоя. Провода обнаруженного детонатора в отказавшем заряде необходимозамкнуть накоротко./>
Список литературы
1. Единыеправила безопасности при взрывных работах //Безопасность при взрывных работах.Сб. документов. – Вып.1. Сер.13. – М.: НТЦ по безопасности в промышленности,2001.
2. СухановА.Ф., Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом. М. Недра, 1983. УДК622.233:622.235.02 (075.8).
3. Справочниквзрывника. Под ред. проф., д.т.н. Б.Н.Кутузова. М. Недра, 1988. УДК622.235-05(035).
4. Справочникпо горнорудному делу. Под. ред. В.А.Гребенюка, Я.С.Пыжьянова, И.Е.Ерофеева. М.Недра, 1983. УДК 622.272.06:622.34 (035).
5. ПокровскийН.М. Технология строительства подземных сооружений и шахт. Часть 1. Технологиясооружения горизонтальных выработок и тоннелей. М. Недра, 1977. УДК 622.261.2(075.8).