Обоснование способа и выбор средств взрывания

 

При выборе взрывания нужно учесть все способы взрывания и выбрать наиболее подходящий. Следует выделить следующие способы:

1. огневой

2. электрический

3. с применением детонирующего шпура.

В данном курсовом проекте предусматривается применение электрический способа взрывания для шурфа, т.к. для шурфа это обязательный способ.

При проходке любых вертикальных выработок обязательным является элек­трический способ взрывания.

Электродетонаторы.

При электрическом способе взрывание патрона-боевика производится электродетонатором (ЭД). ЭД представляет собой капсюль-детонатор, соединенный с электровоспламенителем - константановым или нихромовым мостиком накалива­ния, покрытым воспламенительным составом из бертолетовой соли, роданистого свинца и столярного клея.

При прохождении электрического тока мостик накаливания зажигает воспламенительный состав, пламя которого через отверстие чашечки КП возбуждает взрыв первичного инициирующего взрывчатого вещества детонатора.

Для соблюдения необходимой очередности взрыва зарядов ВВ предполагается использование электродетонаторов мгновенного, замедленного и короткозамедленного действия.

В электродетонаторах замедленного действия между электровоспламените­лем и чашечкой помещена дистанционная трубочка с медленно горящим составом из перекиси бария, селитры и изотопа. Время замедления зависит от длины трубки и составляет 0,5-10 с. В электродетонаторах короткозамедленного действия применяют замедляющий состав из свинцового сурика, силикокальция, ферроси­лиция, время горения которого измеряется в тысячных долях секунды (15-1000 мс). ЭД замедленного и короткозамедленного действия изготовляют со степенью замедления, кратной 0,25 с (0,5 мс) и 25 с (50 мс). Электрическое сопротивление ЭД всех видов от 0,65 до 2 Ом.

Электродетонаторы мгновенного действия используются во врубовых шпурах (4 шт. на одну заходку), короткозамедленного действия - во вспомогательных шпурах (2 шт. на одну заходку), замедленного действия - в оконтуривающих шпу­рах (4 шт. на одну заходку) [12].

Характеристика ЭД

Тип электродетонатора	ЭД мгновенного действия, обыкновенной чувствительности, водостойкие, гремучертугнотетриловые	ЭД замедленного действия, повышенной чувствительности, стойкие, гремуче ртутнотетриловые	ЭД короткозамедленного действия, повышенной чувствительности, водостойкие, грему чертутнотетриловые
Марка	ЭД № 8М	ЭД/М/ - ЗД № 8	ЭД/М/ - КЗ №8
Материал мостика и его диаметр, мм	константан 0,05	нихром 0,03	нихром 0,03
Пределы сопротивлений, Ом	Общие	0,7-1,7	2-4,2	2-4,2
Допустимая разница присоединения	0,3	0,5	0,5
Ступени замедления	—	0,5
Время срабатывания, м/сек	до 100	до 12	до 12
Импульс воспламенения, м/сек		1.8	1,8
Гарантийный постоянный	1,8	1,0	1,0
ток, А Переменный	2,5	1,5	1,5
Безопасный постоянный ток, А	0,15	0,18	0,18

 

Количество детонаторов на 1 заходку равно количеству шпуров на 1 заходку + 10 % на отказы.

Расчет количества ЭД

Электродетонаторы	На 1 заходку	На 1 выработку	ВСЕГО
Мгновенные
Короткозамедленные
ВСЕГО

 

Проводники электрического тока.

Для передачи электрического тока от источника тока к детонаторам применя­ют изолированные медные проводники.

В зависимости от назначения проводники называются детонаторными, соеди­нительными и магистральными. Соединительные проводники применяются для со­единения отдельных детонаторов или зарядов между собой, магистральные - для монтажа всей магистрали, то есть взрывной сети. В качестве детонаторных будут использованы проводники марки ЭР с резиновой изоляцией, в качестве магист­ральных и соединительных - проводники марки ПР-500.

Характеристика проводников

Марка	Сечение жилы, мм	Диаметр провода по меди, мм	Сопротивление про­вода при 20°, Ом/км	Вес провода с изоляцией, кг/км
ЭР	0,20	0,50		6,6
ПР-500	0,75	0,98

 

Расчет электропроводного шнура при электровзывании предполагает потерю 10 п.м. детонаторного шнура при каждом взрыве и 200 п.м. магистрального шнура, кото­рые при взрывах не теряются и необходимы взрывнику для обеспечения взрыва с со­блюдением всех мер безопасности, так как радиус опасной зоны при шпуровых взрывах должен быть не менее 200 м.

Схема соединения зарядов

 

Расчет количества проводников

Проводники	На 1 заходку, м	На 1 выработку, м	ВСЕГО, м
ЭР	2,4		57,6
ПР-500

 

Источник тока.

В качестве источника тока используется конденсаторная взрывная машинка ВМК 3/50.

Техническая характеристика источника тока

Марка	ВМК 3/50
Принцип зарядки	Индуктор
Напряжение воспламенения импульса, В
Предельное сопротивление цепи. Ом
Вес, кг	4,2
Исполнение	Взрывоопасное

 

Паспорт буровзрывных работ (шурфы):

Площадь сечения выработки-1,5м

Длина выработки-25м

Категория пород по М.М.Протодьяконову:

§ Песчаники- 5 кат.

§ Гранит-порфиры и кварц-гюбнеритовая руда-15 кат.

Тип вруба – призматический

Общее количество шпуров:

• 5 кат- 6 (из них 2 врубовых, 4 отбойных)
• 15 кат-13 (из них 4 врубовых, 8 отбойных)

Глубина шпуров:

5 кат: 0,65

15 кат: 0,52

Длина заходки 0,467м

Количество заходок на всю выработку: 40

Взрывчатое вещество: Аммонит №1

Средства взрывания: -электродетонаторы: о мгновенного действия ЭД№8М о замедленного действия ЭД/М/-ЗД№8

о короткозамедленного действия ЭД /М/-КЗ № 8

- проводники

о детонаторные ЭР

о магистральные ПР-500

Способ взрывания: электрический

Источник тока: ВМК 3/50

Расход ВВ

- на одну заходку

15 кат: 0,72кг

- на всю выработку

15 кат: 28,8кг

Величина заряда:

- в каждом врубовом шпуре:

15 кат: q_вр=0.07

- в каждом отбойном шпуре:

15 кат: 0,05

Хранение взрывчатых веществ

Специфические свойства взрывчатых материалов требуют хранения их в таких условиях, при которых обеспечивались бы удобства и безопасность обращения, а также исключались хищения, порча и самопроизвольный взрыв.

Хранить взрывчатые материалы разрешается только в специальных складах, построенных и оборудованных в строгом соответствии с требованиями правил безопасности и зарегистрированных в органах Государственного горного надзора.

Склады взрывчатых материалов необходимо располагать на отдельной изолированной площади, удаленной от жилых и технических зданий и сооружений.

По количеству ВВ, необходимого для всего объема работ, предусматривается устройство временного склада. При раздельном хранении ВВ и средств взрывания в хранилище можно помещать до 18 т ВВ и до 25000 шт. детонаторов. Соответствующее количество огневого шнура может храниться с детонаторами.

Временные склады допускаются легкого типа: досчатые, глинобитные, земляные и другие. Разрешается под временные хранилища использовать существующие помещения: нежилые здания, сараи, землянки и другие при устройстве хорошей вентиляции, защиты от сырости, дождя, снега. Временные склады следует размещать на сухих, возвышенных местах для предохранения их от почвенной влаги. Полы в хранилище могут быть досчатыми и глинобитными, но обязательно ровными, гладкими и без щелей. Освещение внутри хранилищ разрешается аккумуляторными или предохранительными бензиновыми лампами.

Вокруг поверхностного склада в радиусе не менее 50 м выделяется запретная зона, в которой вырубается хвойный лес и снимается сухая трава, заросли и хворост, лиственный лес оставляется. Запретная зона по своему периметру ограждается канавой для предотвращения заливания территории склада атмосферными водами. Вокруг склада в радиусе 40 м устраивается ограждение. Ограждение может быть сооружено из различных материалов, но высота его должна быть не менее 2м.

Склад взрывчатых материалов будет находиться от жилых построек, соору­жений гражданского и промышленного значения, объектов взрывных работ и т.д. на безопасном расстоянии по действию воздушной волны и по разлету осколков и обломков (Советов, 1980).

Расстояния, на которых воздушная волна взрыва теряет способность наносить поражения заданной интенсивности, рассчитываются по формуле:

- коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от усло­вий расположения заряда и характера повреждений;

g - вес заряда ВВ для 25 канав.

Радиус опасной зоны по разлету осколков должен быть не менее 200м при взрыве шпуровых зарядов.

Вентиляция горных выработок

Нормальный атмосферный воздух представляет собой довольно постоянную смесь газов и паров воды. Обычно в сухом атмосферном воздухе содержится около 79% азота, 20,96% кислорода и 0,4% углекислого газа. Атмосферный воздух, проходя по подземным выработкам, претерпевает ряд химических и физических изменений. Воздух, заполняющий горные выработки, называется рудничным воздухом. Задачей вентиляции подземных выработок, кроме обеспечения выработок пригодным для дыхания воздухом, является поддержание в них нормальной температуры и влажности.

Вентиляция подземных выработок осуществляется с помощью вентиляторов и вентиляционных труб, т.к. естественное проветривание не применимо. Существует несколько различных схем вентиляции: нагнетания, всасывания и комбинированная схема.

В данной работе будет использоваться схема нагнетания: свежий воздух при помощи вентилятора подается по трубам к забою выработки, а воздух, содержащий вредные газы, удаляется по самой выработке к устью. Призабойное пространство быстро очищается от вредных или ядовитых газов, однако выработка в течение некоторого времени еще заполнена ими и поэтому в самой выработке на протяжении всего времени ее вентиляции нельзя работать.

Расстояние от конца труб до забоя должно быть:

l_тр. ≤ 6 · √S, м

где S – площадь поперечного сечения выработки, м².

l_тр ≤ 7,3м.

По роду используемой энергии вентиляторы могут быть с ручным приводом и с механическим приводом.

Вентиляторы с механическим приводом более производительны, чаще используются и могут применяться для вентиляции любых горных выработок.

По принципу работы вентиляторы бывают центробежными и осевые. Центробежные вентиляторы более легкие, монтаж и установка более простые, поэтому данный вид предпочтительней.

По развиваемому напору вентиляторы разделяются на три класса:

o низкого давления при напоре до 100 мм вод. ст.

o среднего давления при напоре до 300 мм вод. ст.

o высокого давления при напоре до 600 мм вод. ст.

Привод от двигателя бывает двух типов: ременный и жесткий.

Проектом предусматривается использование вентилятора с непосредственным приводом ЭВР-4.

Техническая характеристика центробежного вентилятора ЭВР-4:

 

Диаметр рабочего колеса, мм
Число оборотов в минуту
Мощность двигателя, кВт	7,0
Производительность, м^3/сек	2,3
Развиваемый напор, мм вод. ст.
Габариты, мм:	Длина
Ширина
Высота
Вес, кг.

 

Количество воздуха, необходимое для вентиляции выработки определяется по следующей формуле:

Q_в = А · q · m · k / t, где:

А – количество ВВ, взрываемое за одну опалку, кг (А₅=Q _{зах 5}=0,93кг, А₁₅=Q _{зах 15}=0,72кг).

q – объем условной окиси углерода, образующейся при взрыве каждого килограмма ВВ, 0,04 м².

m – коэффициент разжижения окиси углерода, 12500.

k – коэффициент, предусматривающий потери воздуха в трубопроводе. Вне зависимости от длины трубопровода, потери воздуха не должны превышать 15% (k = 1,15)

t – время вентиляции, мин.

5 кат: Q_в=0,93*0,04*12500*1,15/30=141м³/мин

15 кат:Q_в=0,72*0,04*12500*1,15/30=167м³/мин

Рассчитанное количество воздуха Q_в следует проверять на скорость движения воздуха по выработке из формулы:

ν = Q_в/S, м/сек

где S – сечение выработки,м².

Эта скорость должна быть не менее 0,15 и не более 4,0 м/сек.

ν₅=141/1,5=3,2м/сек

ν ₁₅=167/1,5=3,7м/сек

Рис. Схема вентиляции шурфа

Уборка отработанной породы

К уборке породы приступают после приведения выработки в безопасное состояние. Уборка и транспортировка породы весьма трудоемкая и энергоемкая операция.

Уборка породы производится вручную лопатами. С целью облегчения и повышения производительности труда при погрузке необходимо до взрыва укладывать перед забоем на дно выработки металлические листы толщиной 3-4 мм.

Откатка породы производится емкостью 0,5 м³. Одновременно производится дробление породы, если есть крупные куски. Расстояние откатки 130м. Откатка вагонеток производится вручную, при этом используются рудничные рельсы Р-8. Рудничный рельсовый транспорт широко применяется для перемещения горных пород, перевозки материалов, оборудования, а в отдельных случаях и людей.

Рельсовый путь состоит из нижнего и верхнего строения. К нижнему относится дно выработки, имеющее продольные и поперечные уклоны. Рельсы с помощью костылей через металлические прокладки, толщиной 10-12 мм, пришиваются к деревянным шпалам. Расстояние между шпалами 0,75 м. Все пространство между шпалами заполняется балластом или отработанной горной массой.

Крепление горных выработок

Чтобы воспрепятствовать развитию чрезмерных напряжений в массиве горных пород и предотвратить разрушение горных выработок применяют различные конструкции, которые называются крепью, а процесс их возведения и установки – креплением.

Крепление горных выработок производится деревянной, бетонной, каменной и металлической крепью.

Основной конструкцией деревянной крепи горизонтальных выработок является крепежная рама. Неполная крепежная рама состоит из верхняка и двух стоек.

В данном курсовом проекте крепление горной выработки, ее стенок, осуществляется неполными дверными рамами вразбежку. Интервал – 1 рама на 2 пог.м. горной выработки с затяжкой стенок и кровли. Первые метры (0,0-5,0м) выработки крепятся сплошной крепью, а остальной интервал (5,0-25,0) -вразбежку.

Процесс крепления включает в себя следующие операции:

1. заготовка крепи;

2. подготовка места для крепи;

3. доставка крепи на место;

4. установка крепи.

Заготовка крепи производится на поверхности. Она заключается в опиливании леса по необходимым размерам и зарезке замков. Замок в стойке делают на толстом конце, т.к. установка стойки толстым концом вверх увеличивает прочность крепи. Нижние концы стоек заостряют для обеспечения податливости всей рамы в целом.

Подготовка места заключается в приведении определенного участка выработки в безопасное состояние; стенки выравниваются, готовятся лунки и водосточные канавки. Эти работы производят лопатой, кайлой и отбойным молотком.

Установку крепи начинают с установки стоек в лунки и придании им устойчивости. После установки стоек на них укладывается верхняк. Рама должна быть установлена в плоскости, перпендикулярной оси выработки, а в местах закругления – в плоскостях радиуса закругления. Вертикальность установки рамы и правильность наклона стоек проверяют отвесом, который опускают от замков.

Крепь возводится снизу вверх

Рис. Крепление сплошное и вразбежку на бабках (стойках):

• 1-венцы,

• 2 - бабки;

Водоотлив и освещение

Учитывая сравнительно небольшую глубину выработок, отсутствие в них взрывоопасных газов и проведение работ в одну смену, в течение светового дня, предусматривается использование переносных ацетиленовых ламп. Лампа состоит из двух резервуаров: нижнего, заполняемого карбидом кальция, и верхнего, в кото­рый наливается вода. Вода поступает по трубке в нижний резервуар и, взаимодей­ствуя с карбидом кальция, образует ацетилен, выходящий в горелку. Поступление воды в нижний резервуар регулируется специальным винтом. Заряда воды и кар­бида достаточно для работы лампы на протяжении 11-12 часов [9].

По своему устройству и роду действия все водоотливные установки подразделяются на типы:

1. поршневые насосы;

2. центробежные насосы;

3. винтовые насосы;

4. эрлифты и гидроэлеваторы.

Для организации водоотлива воду из всей системы горных выработок собирают с помощью водоотводных канав и непосредственно выводят на дневную поверхность или к водосборникам при насосных станциях; из водосборников воду насосами подают на поверхность через шахтные стволы.

Данным курсовым проектом предусматривается использование центробежного насоса – стационарного горизонтального одноступенчатого, типа К.

Характеристика насоса:

Производительность, м³/час 6-70

Высота напора, мм вод. ст. 14-62

Вес установки, кг 25-32

Ликвидация горных выработок

 

Ликвидация выработок – это комплекс работ и мероприятий по прекращению работ в горных выработках и устранения доступа в них в связи с окончанием срока их службы. Деревянная крепь в большинстве случаев извлечению не подлежит и остается в выработке. Вся горная выработка засыпается породой.

Необходимо провести рекультивацию участка, где производились работы. Снятый почвенный слой нельзя смешивать с породами, извлеченными из горной выработки в процессе работы. Земля, ставшая непригодной в процессе работы (испачканная горюче-смазочными материалами), подлежит замене.

Ликвидированные выработки должны быть нанесены на планы расположения разведочных выработок и на план работ.

Техника безопасности