ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВОПО ОБРАЗОВАНИЮ
ХИБИНСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙКОЛЛЕДЖ
Отделение: Очное
Специальность:140613
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯЗАПИСКА
ККУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ:ГОРНОЕ ДЕЛО И БВР
НА ТЕМУ:ПРОВЕДЕНИЕ БУРОПОДСЕЧНОГО ОРТА
Студента Шишкина Ю. Л.
группы 5Гэм
Руководитель проекта: Сазонов А. А.
Кировск
2007
Исходные данные
Составить проект напроходку бурового орта при следующих условиях:
Глубина залегания – 400м.
Длина выработки – 100м.
Крепость породы – 14
Срок службы – 6 мес.
Время проходки – 2 мес.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Выбор формы и определение размеровпоперечного сечения выработки
2 Расчет горного давления и определениенеобходимости крепления
выработки
3 Выбор наиболее рациональной схемы проведениявыработки
4 Обоснование параметров буровзрывногокомплекса
ирасчет паспорта БВР
5 Выбор бурового оборудования и расчет егопроизводительности
6 Выбор схемы и расчет паспорта проветривания
7 Выбор способа уборки породы и расчетпроизводительности
уборочного оборудования
8 Составление циклограммы проходки
9 Технико-экономическое обоснование выбранноговарианта
Заключение
Литература
1. ВВЕДЕНИЕ
Перед горнодобывающейпромышленностью России стоит задача интенсификации добычи и переработкиминерального сырья при минимальных затратах для обеспечения возрастающихпотребностей народного хозяйства.
За последние годытехника и технологии горного производства претерпели большие изменения.
При подземной добычи напроходческих и очистных работах получило широкое распространение новоевысокопроизводительное буровое, погрузодоставочное и вспомогательноеоборудование.
В связи с внедрениеммощных забойных механизмов, средств автоматики и телемеханики меняется обликсамих шахт, меняются системы разработки и создаются их новые варианты,происходит концентрация горных работ.
Каждое горноепредприятие обязано иметь утвержденный в установленном порядке проект разработкиместорождения, по которому должна осуществляться выработка шахты и подготовкагоризонтов, а так же маркшейдерскую и геологическую документацию. В проектысоставной частью должны входить мероприятия по технике безопасности.
2.ВЫБОР ФОРМЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ВЫРАБОТКИ
1. На основанииисходных данных (крепость пород, глубина разработки и т.д.) выбираем прямоугольно-сводчатоесечение выработки.
При проходке принимаемследующее оборудование: 2УБН-2П (бурильная установка), ПТ-4 (погрузочно-доставочнаямашина).
При эксплуатациибуровой станок: НКР-100М
Таблица 1 – Техническаяхарактеристика НКР-100МДиаметр скважины, мм 105 Глубина скважины, м До 50 Рабочее давление сжатого воздуха, атм. 5-6 Рабочее давление воды, атм. 10-12 Расход воды, л/мин 15-20 Максимальное усилие подачи, кг 600 Усилие подачи на инструмент при бурении, кг 150 Ход подачи, мм 365 Мощность электродвигателя, кВт 2,8
Габариты станка, мм:
Длина
Ширина
Высота
1300
640
650 Рабочая длина штанги, мм 1200 Диаметр штанги, мм 63,5
1.Высота бурового орта при эксплуатации НКР-100М
Н= 3м.
Ширинавыработки в свету:
В= А + n
гдеА – длина бурового станка, мм
А= 1300+1200+200 = 2700 мм
n– ширина прохода для людей, с учетом места размещения в выработке вентиляционноготрубопровода, мм
В= 2700+700=3400 – принимаю ширину выработки равную 3400 мм.
3. Расчет высотыкоробкового свода:
Высота свода зависит открепости пород по шкале Протодъякова.
При крепости пород f≤14hСВ =В/3
hСВ= 3400/3 = 1130 мм
4. Высота пяты сводаопределяется по формуле:
hПЯТЫ= 300-1130 = 1870 мм
Проверяем высотупрохода для людей hmin= 1.8м., h1≥hmin=1.87≥1.8м.
5. Высота выработкиопределяется по формуле: H= hПЯТЫ+ hСВ
Н = 1870+1130 = 3000 мм
6. Сечение выработки всвету: SСВ.= 3400 (1870 + 0,26*3400) = 9,36 м2
7. Радиус осевой ибоковой дуг:
r= 0,262*В = 0,262*3400 = 890 мм – радиус боковой дуги
R= 0.692*B = 0.692*3400 = 2350 мм– радиус осевой дуги
3. ВЫБОР ТИПА КРЕПИ ИРАСЧЕТ КРЕПЕЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Крепь в буровом орте ненужна, т.к. выработка служит минимальный срок (6 месяцев) и после этоговзрывается. Перед началом работы бурового станка НКР-100М выработка обезопашивается.
Отсюда следует, чтоплощадь выработки равна площади выработки в свету, т.е. 9,36 м2
4. ВЫБОР НАИБОЛЕЕРАЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРОВЕДЕНИЯ ВЫРАБОТКИ
1. Выбор способапроходки горной выработки.
Для проходки выработкивыбираю буровзрывной способ проведения горных работ. Так как он являетсяосновным способом отбойки горных пород при проведении выработок и добычи руды.Заряды взрывчатых веществ располагают в вертикальных, наклонных игоризонтальных шпурах или скважинах.
Выбор оборудования дляуборки породы.
Для уборки породыприменяется погрузо-доставочная машина ПД-4
Выбор буровогооборудования.
Так как выработка неимеет рельсовых путей, то бурильная установка должна иметь гусеничный илипневмошинный ход. Принимая во внимание ширину и высоту выработки (3,4/3,1 м) позоне обуривания, принимаю бурильную установку 2УБН-2П
2. Техническиехарактеристики погрузочной машины.
Таблица 2 – Техническаяхарактеристика ПД-4Грузоподъемность, т 4
Вместимость кузова, м3 1,5
Габариты, мм:
Длина
Ширина
Высота
3350
1800
2120 Наибольшая высота при погрузке и разгрузке, мм 2240 Радиус поворота, мм 4000 Преодолеваемый подъем, гр. 8 Привод Пневматический Максимальная скорость, км/ч 4,8 Установленная мощность, кВт 90 Масса, т 7,1
3. Техническаяхарактеристика бурового оборудования.
Таблица 3 – Техническаяхарактеристика 2УБН-2П
Площадь обуреваемого забоя, м2 14 Наибольшая высота расположения горизонтального шпура, м 3,2 Ширина забоя обуреваемого с одной установки, м 4,5 Число перфораторов 2 Наибольшая глубина шпуров, м 2,8 Коэффициент крепости по шкале Протодъякова 6-20 Тип ходовой части Пневмоколесный
Расход сжатого воздуха (при бурении), м2/м 25 Скорость передвижения, км/ч 3,5 Мощность привода, кВт 36,8 Максимальный преодолеваемый угол, гр. 12 Тип перфоратора ПК-60
Габариты, мм:
Длина
Ширина
Высота
6800
1450
1500 Масса, т 6,3
5. ОБОСНОВАНИЕПАРАМЕТРОВ БУРОВЗРЫВНОГО КОМПЛЕКСА И РАСЧЕТ ПАСПОРТА БВР
1. Способ взрывания,тип ВВ и средства взрывания
Шахта не опасна по газуи пыли. Способ взрывания электрический с применением электродетонатора отсиловой линии на поверхности (напряжением 380 В) с помощью приборов ПИВ-100М,КВП-1/100 с действующих выработок на свежей струе воздуха. Для более полнойдетонации ВВ и уменьшения выделения ядовитых продуктов взрыва используетсязабойка пространства между зарядом ВВ и устьем шпура инертным материалом.
Конструкция заряда ВВ вшпуре – сплошная колонка с расположением патрона боевика первым от устья шпура(прямое инициирование).
ВВ при отбойке породыполучувствительная и водоустойчивая – Аммонит 6ЖВ в патронах диаметром 32 ммдлиной LП= 250 мм, массой nп = 250гр. вполиэтиленовой упаковке.
Характеристика ВВ:
1. Плотность, г/см3– 1,2
2. Работоспособность,см3 – 360-380
3. Бризантность, мм –14 – 16
4. Скорость детонации,км/с – 3,6-4,8
2. Удельный расход ВВ,определяется по формуле М. М. Протодъякова:
/>
где, е – коэффициент работоспособности ВВ
рВВ –работоспособность ВВ
е = 525/ рВВ
е = 525/380 = 1,38
/>
3. Средняя длина шпуровопределяется исходя из месячной скорости проведения выработки:
LШ= VМЕС/(25*tM*nCM*nC*η),м
где, tM= 2 время проведения выработки в месяц, мес.
nCM= 3 – число смен в сутки на проведение выработки, смена
nC= 1 – число циклов в смену
η = 0,9 –коэффициент использования шпура (КИШ)
VМЕС= 65 месячная скорость проходки, м/мес.
LШ= 65/(25*2*3*1*0,9) = 0,48 м
4. Длина уходки за цикл
Lух= LШ*η, м
Lух= 0,48* 0,9 = 0,43 м
5. Число шпуров нацикл:
/>
/>
где, />= 14 – крепость пород поусловию
/> =9,61 – площадь сечения выработки в черне, м2
Окончательноеколичество шпуров уточняется в графической части проекта 29 шт.
6. Количествокомпенсационных шпуров (во врубе)
N0= (η* LШ.К./А)3/VK.,шт.
где, А = 9,35 –масштабный коэффициент
VK– объем компенсационного шпура, см3
LШ.К.– длина компенсационного шпура, см
η = 0,9 – КИШ
LШ.К.= 0,2 + LШ= 0,2 + 0,48 = 0,68 м = 68 см
VK= 0,785*d*2* LШ.К.,см
где, d= 0,76 – диаметр компенсационного шпура, см
VK= 0,785*7,6*2*68 = 811,376 см3
N0= (0,9* 68./9,35)3/811,376 = 0,34 = 1 шт.
При крепости пород до f≤14количество врубовых шпуров NВР= 6 шт.
Конструируем прямойвруб из 7 шпуров (один из которых компенсационный)
7. Линия наименьшегосопротивления (расстояние между оконтуривающими и отбойными шпурами):
/>
где, Р – вместимость ВВв одном метре шпура, кг/м
m= 1 – коэффициент сближения зарядов
q= 1,7 удельный расход ВВ, кг/м3
Р = π*d2*Δ/4
где, Δ- плотность заряжения, для аммонита 6ЖВ = 900 кг/м3
Р = 3,14*0,0422*900/4= 1,24
/>
8. Учитывая форму выработкии различные условия работы зарядов принимаем следующее расположение шпуров:расстояние между шпурами у почвы 640 мм; по бокам выработки 740 мм; по кровле –790 мм (т.к. зарядам в кровле работать легче, чем у почвы)
Таблица 4 – Порядокрасположения шпуровНаименование шпуров Номера шпуров 1. Компенсационные 2. Врубовые 1,2,3,4,5,6 3. Отбойные и вспомогательные 7-14 4. Окантуривающие 15-29
9. Суммарная длина всехшпуров
Врубовых икомпенсационных:
/>
/>
Отбойных(вспомогательных):
/>
/>
Оконтуривающих:
/>
/>
Суммарная длина всехшпуров:
/>
/>
10. Требуемый расходВВ:
Q= q*SЧ*LШ,кг
Q= 1,476*9,61*0,48 = 6,8 кг
11. Средняя массазаряда на один шпур:
qCP= Q/NФ,кг
qCP= 6,8/29 = 0,23
где, NФ= 29 –фактическое количество шпуров в забое, шт.
12. Масса заряда воврубовых шпурах:
qВР= 1.2* qCP,кг
qВР= 1.2*0,23 = 0,276 кг
13. Масса заряда вотбойных шпурах:
qотб.= qср.
qотб.= 0,23
14. Масса заряда воконтуривающих шпурах:
— в кровле:
qок.к.=0,8*qср= 0,8*0,23 = 0,184 кг.
— в боках и почвевыработки:
qок.б.=0,9*qср= 0,9*0,23 = 0,207 кг.
qок.п.=1,1*qср= 1,1*0,23 = 0,253 кг.
15. Фактических расходВВ за цикл:
QФ= nВР*qкр. +nотб*qотб.+nок.к.*qок.к. =6*0.276 + 8*0.23 + 5*0.184 + 4*0.207 + 6*0.253 = 6.762 кг.
16. Выбор средстввзрывания.
Интервал заземления: t= A*W
Где, А = 6, коэффициентзамедления зависящий от крепости пород, мс/с
Принимаю ближайшеезаземление и электродетонатор ЭДКЗ-ПМ-15
Техническаяхарактеристика ЭДКЗ-ПМ-15
Безопасный ток, А =0,18
Сопротивление, Ом =1,8-3,0
Импульс воспламенения,А2мс = 0,6-2,0
Техническаяхарактеристика взрывного прибора КВП-1/100
Напряжениестабилизируемое на компенсаторе накопителе, В = 600.
Максимальное сопротивлениепоследовательной взрывной сети эл. детонаторов с нихромовым мостиком = 320 Ом.
Количество детонаторов= до 100 шт.
Расчет эл. взрывнойсети
Монтаж взрывной сетиначинается только после полного заряжения зарядов и производится от зарядов кисточнику тока. Схема соединения эл. детонаторов последовательная. Гарантийныйток при соединении эл. детонаторов Iг= 1A.
Место укрытиявзрывников принимается на расстоянии не менее 150 м от забоя.
1. Сопротивлениемагистральных и участковых проводов:
Rм= ρ*2*Lм/Sм,Ом
где, ρ = 0,0184 –удельное сопротивление медных проводов, Ом
Sм= 1,57 – сечение проводов, мм2
Lм= 150 – длина магистральных проводов, м
Rм= 0,0184*2*150/1,57 = 3,51 Ом
rу= ρ*2*Lу/Sу,Ом
rу= 0,0184*2*15/0,196 = 2,8 Ом
Марка проводов:
Участковый ВП-0,5
Магистральный ВП-0,8
2. Ток, проходящий повзрывной сети и через каждый ЭД, определяется по формуле:
/>
где, rд=3 – сопротивление проводов, соединяющих электродетонаторы, Ом
Nд= 29 – количество детонаторов, шт
/>
Проверяем условиебезотказного взрывания I≥Ir=1A;6,43А≥1А – условие соблюдается
Технические показателиБВР
1. Расход ВВ на 1погонный метр и м3
q1=QФ/Iyx= 6,762/0,86 = 7,86 кг/м
q2= q1/(Sч*Iyx) = 7,86/(9,61*0,86) =0,95 кг/м3
2. Длина шпуров на 1п.м. выработки:
L= />/Iух= 21,67/0,86 = 25,19 м/п.м.
3. Расход ЭД на 1 цикл:
/>=NФ= 29 шт.
на 1 п.м.
nЭД= nЭД/Iух= 29/0,86 = 34 шт.
4. Выход породы зацикл:
V= SЧ*IУХ= 9,61*0,86 = 8,26 м3
Таблица 5 –Расположение шпуров в забое выработки№ шпура взрываемого за один прием
L-
каждого шпура,
м Угол наклона шпуров, градус в проекциях Масса заряжания каждого шпура, кг Очередность взрывания замедления
I
I I 1,2 90 90 - - 1,2,3,4,5,6 1,2 90 90 0,276 1-2-3-4-5-6 7-8 1 90 90 0,56 7-9 (105) 10-14 1 90 90 0,56 10-14 (120) 15-18 1 85 85 0,504 15-18 (135) 19-23 1 85 85 0,44 19-23 (150) 24,29 1 85 85 0,616 24-29 (165)
6. ВЫБОР БУРОВОГООБОРУДОВАНИЯ И РАСЧЕТ ЕГО ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
Буровая установка2УБН-2П с перфораторами ПК-60
1. Определениепроизводительности и скорости бурения.
1.1 Скорость буренияопределяется по формуле:
V1= 13400*A*n/(d2σ050)= 13400*90*42/(422*8000.50) = 556.3 мм/мин = 0,556 м/мин
1.2. Сменнаяэксплуатационная производительность буровой установки:
/>
1.3 Необходимое времядля обуривания всего забоя за цикл:
Тбур = />Lш*T/QЭ= 21,67*420/400 = 23 мин
7. ВЫБОР СХЕМЫ И РАСЧЕТПАСПОРТА ПРОВЕТРИВАНИЯ
Для проветриваниябурового орта протяженностью 100 метров принимаю нагнетательный способпроветривания.
При нагнетательномспособе проветривания выбираю прорезиновые трубы диаметром 600 мм. Времянеобходимое для проветривания выработки t= 30 мин.
1. Количество воздуханеобходимое по фактору взрывных работ:
/> м3/с
2. По наибольшемуодновременно работающих людей:
QT= 6*Nа/60= 6*4/60 = 0,4 м3/с
3. По оборудованию ДВС
/> =6,3 м3/с
4. По выносу пыли извыработки:
QT= 2.4 м3/с
Согласно требованиямЕПБ скорость движения воздуха в горной выработки в период ее проведения должнабыть не менее 0,25 м/с.
V≥6.3/9.61 = 0.65≥0.25 условие соблюдается
5. Депрессия трубопровода
Длина трубопровода
Lт= 100 м
5.3. Сопротивлениеаэродинамическое
R= 0.003*1.9*100/0.283 = 12.5 кН
Принимаю вентиляторВМ-6М, т.к. он подходит по всем параметрам
8. ВЫБОР СПОСОБА УБОРКИИ РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ УБОРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Для уборки породыслужит породо-доставочная машина ПД-4
1. Сменнаяпроизводительность уборки
/>
2. Время уборки породыпосле одного отпала
/>
9. Построениециклограммы проходки
Для проведения буровогоорта принимаю бригаду в составе 6 человек. Организация работ – трехсменная. Выработкапроходится 25 рабочих дней.
Цикл начинается сприведения в безопасное состояние забоя (отбор пробы воздуха, обезопашиваниезабоя), выполняет один проходчик. На отбор воздуха уходит 10 минут, а наобезопашивание забоя 15 минут. Далее проходчик приступает к бурению шпуров,которых в комплекте 29 штук глубиной 1 метр. На эти операции уходит 33 минуты.Доставляет необходимы взрывчатый материал вместе с помощниками – 16,5 кгаммонит и другого оборудования с распределительного склада – 20 минут.Заряжение осуществляется в ручную. Собирает эл. сеть и подключается к машинеКВП 1/100.Прячется в безопасное место и производит взрыв забоя. На это всеуходит 45 минут. Проветривание происходит в течении 30 минут при нагнетательнойсхеме.
Уборка осуществляетсяПД-4 115 минут.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В процессе выполненияэтого курсового проекта я научился решать вопросы, связанные с проведением икреплением горных выработок, организацией труда, научился пользоваться технической литературой, которая была использованамной в течении выполнения курсового проекта, также литература была полезной и при ведении расчетов, научился правильновыбирать параметры, коэффициенты и другие важные данные.
ЛИТЕРАТУРА
1 В.К. Шехурдин. — Задачник по горным работам, проведению и креплениюгорных выработок — М: Недра,1985. — 240с.
2 Ю.И. Вельский. — Методические рекомендации по выполнениюпрактической работы, разделов при курсовом и дипломном проектировании на тему:Расчет паспорта БВР — Кировск, 2003. — 16с.
3 Ю.И. Вельский. — Методические рекомендациипо выполнению практической работы, разделов прикурсовом и дипломном проектировании на тему: Выбор бурового оборудования для проходки горных выработок и расчет его производительности — Кировск, 2003. — 14с.
4 Ю.И. Вельский. — Методические рекомендации по выполнению практическойработы, разделов при курсовом и дипломном проектировании на тему: Расчет проветривания забоя выбор вентилятора- Кировск,2003. — 12с.
5 Ю.И. Вельский. — Методические рекомендации повыполнению практическойработы, разделов при курсовом и дипломном проектировании на тему: Выбор типа погрузочных машин и расчет их производительности — Кировск, 2003. — 22с.
6 Б.Н. Кутузов. — Взрывные работы. — М.: Недра,1988. — 383с.
7 Ю.С. Пухов. — Рудничный транспорт. — М.: Недра, 1991. — 364с.