Выбор и обоснование проектной конструкции скважин.

Содержание

введение.
ЧАСТЬ I. БУРЕНИЕ СКВАЖИН
1.1. Выбор и обоснование способа бурения и основных параметров скважины	3-5
1.2. Выбор и обоснование проектной конструкции скважин	6
1.2.1. Расчет параметров многоствольной скважины	6-9
1.2.2. Составление ГТН	9-12
1.3. Выбор и обоснование бурового оборудования	13-14
1.4. Промывка скважины	15
1.4.1. Схема промывки скважины	15-16
1.4.2. Выбор промывочной жидкости	17
1.4.3. Очистка промывочного раствора от шлама	17-18
1.4.4. Расчет количества буровых растворов	18-19
1.5. Тампонаж скважины	120
1.5.1. Схема тампонирования скважины	20-22
1.5.2. Расчет количества тампонирующего раствора	23
1.6. Технология колонкового бурения	24
1.6.1. Технологические режимы бурения	24-25
1.6.2. Бурение по пласту полезного ископаемого	25-27
1.7. Ликвидация скважин	28-29
1.8. Техника безопасности	30-31
ЧАСТЬ II. ПРОХОДКА ГОРНОРАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК
2.1. Выбор и обоснование типа, формы и размеров (сечения) горных выработок	33-34
2.2. Выбор и обоснование способа проходки, основного оборудования	35-37
2.3. Буровзрывные работы	38
2.3.1. Расчет рациональной длины заходки и глубины шпуров	38-42
2.3.2. Разметка и бурение шпуров	42-45
2.3.3. Обоснование выбора и расчет требуемого количества ВВ	45-49
2.3.4. Обоснование способа и выбор средств взрывания	50-57
2.3.5. Хранение взрывчатых веществ.	58-59
2.4. Вентиляция горных выработок	60-64
2.5. Уборка отработанной породы	64-65
2.6. Крепление горных выработок	66-69
2.7. Водоотлив и освещение	70
2.8. Ликвидация горных выработок	71
2.9. Техника безопасности	72
2.9.1. Техника безопасности при проходке разведочных вертикальных горных выработок	72-73
2.9.2. Техника безопасности при проведении взрывных работ	74-76
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ	77

 

Введение.

Целью работы является закрепление и углубление знаний, полученных в процессе изучения курса “Техника разведки”. Данный проект подробно рассматривает все основные операции, связанные с бурением скважин и проходкой горных выработок, а так же дополнительные мероприятия, необходимые для успешного проведения геологоразведочных работ.

Основой для выполнения работы является задание №36:

1. Подсечь 2-мя двуствольными скважинами жилообразную залежб хромитовых руд мощностью 50 м, с углом падения 30˚ на ЮЗ, залегающую среди дунитов. Глубина подсечения 650 м от устья скважины. Приращение зенитного угла 2^о(выполаживание), азимутального 1^о (отрицательное), интервалы замеров через 50 м. Дополнительным стволом нужно подсечь залежь выше точки подсечения основного ствола.

2. Пройти 3 штольни длиной 150м каждая.

3. Пройти 30 канав длиной 30 м каждая.

Проектные геологические разрезы:

а) по основному стволу скважины: 0,0-5,0 м – наносы; 5,0-20,0-песчаники, 20,0 и ниже – дуниты с рудной залежью. В интервале 60,0-100,0 зона поглощения.

б) по штольне: 0,0-5,0 – наносы, 5,0-25,0 – песчаники, 25,0-100,0 – дуниты, 100,0-140,0 – хромитовая руда, 140,0-150,0 – дуниты.

в) по канавам: 0,0-2,0 – суглинки, 2,0-2,5 – дуниты с вкрапленностью хромита.

 

Часть I. Бурение скважин.

1.1 Выбор и обоснование способа бурения и основных параметров скважины.

При разведке твердых месторождений твердых полезных ископаемых применяются колонковое, роторное и ударно-канатное бурение скважин.

В данном проекте для бурения скважин выбран колонковый способ бурения.

Колонковое бурение является основным техническим средством разведки месторождений твердых полезных ископаемых.

Оно также широко применяется при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях и на структурно-картировочных изысканиях при поисках нефтяных и газовых месторождений. Кроме того, это бурение применяется для различных инженерных целей. Колонковым способом могут буриться шурфы и разведочные шахты.

Колонковое бурение получило столь большое распространение по следующим причинам:

1. Оно помогает извлекать из скважины столбики породы – керна, по которым можно составить геологический разрез месторождения и опробовать полезное ископаемое.

2. Колонковым способом можно бурить скважины под различными углами к горизонту, различными породоразрушающими инструментами в породах любой твердости и устойчивости. Из подземных выработок можно бурить восстающие скважины.

3. Бурить скважины малых диаметров на большую глубину, применяя относительно легкое оборудование.

Глубины колонковых скважин различные – от нескольких метров до нескольких тысяч метров.

К недостаткам колонкового бурения относятся высокая аварийность и низкий выход керна при проходке рыхлых, неустойчивых и трещиноватых пород.

Диаметры колонок скважин зависят от целей их проходки и от типа породоразрушающего инструмента.

При алмазном способе скважины бурятся в основном коронками диаметром 76, 59 и 46мм. При твердосплавном бурении разведочных скважин чаще применяют коронки диаметром 92, 76, 59 мм, а при инженерно-геологических изысканиях применяются коронки диаметром 190, 151, 132 и 112мм. (Воздвиженский, 1979)

В общем случае глубина скважин определяется необходимостью полного подсечения тела полезного ископаемого. При этом углубление подстилающей породы должно быть 2-20м.

По условию глубина подсечения рудного пласта 650м, мощность пласта 50м, углубление в подстилающие породы 10м. Общая глубина скважины 710м.

В общем случае ствол скважины должен по возможности пересекать пласт под углом близким 90⁰.

По заданию аз.пад. рудного пласта ЮЗ, угол падения 30, должен по возможности пересекать пласт.

Т.к. угол падения рудного пласта 30, то выбирается бурение искривленной скважины, чтобы сэкономить время и средства.

Начальный зенитный угол Q забуривания зависит от глубины скважины.

Если глубина скважины до 300м, Q>20⁰

300-800м, Q 5-20⁰

>800м, Q 2-5⁰ .

Т.к. глубина скважины 710м, то Q должно быть равно 8⁰.

Начальный азимутальный угол забуривания зависит от аз.пад. рудного пласта: α = аз.пад.-⁺180⁰

α = 225-180=45 СВ

В общем случае конечный диаметр скважины должен быть минимально необходимым. При бурении скважины алмазными коронками d_к = 46-59мм, при твердосплавном бурении d_к = 76мм.

Распределение объемов буровых работ по категориям.

№ п/п	Название горной породы	Категория по буримости	Объемы работ, м
По одной скважине	Сумма скважин (2)
По основному стволу
	Наносы	ІІ
	Песчаники	VI
	Дуниты с рудной залежью	VIII
	Зона поглощения	VIII
	Дуниты	VIII
	Хромитовые руды	VIII
	Дуниты	VIII
По дополнительному стволу
	Дуниты	VIII
	Хромитовые руды	VIII
	Дуниты	VIII

Т.к. при бурении будет применяться алмазное и твердосплавное бурение, то d_к = 59мм.

Расчет искривления скважин.

Исходя из условий проектного задания, пласт полезного ископаемого (хромитовой руды) имеет наклонное залегание: 30⁰ на ЮЗ. Поэтому для осуществления встречи стволов скважины с хромитовой рудой под углом от 90 до 70⁰ необходимо бурение искривленных скважин.

Для расчета радиуса искривления стволов скважин используется графоаналитический способ.

Для правильного предопределения угла встречи ствола скважины с пластом полезного ископаемого, нужно определить рациональный начальный зенитный и азимутальный углы.

Исходя из данных о положении пласта хромитовых руд в пространстве, выбираются начальные углы забуривания скважин. Зенитный угол – 8⁰, азимутальный – 45⁰.

Исходя из проектных данных о приращениях азимутального и зенитного углов (Δα =1⁰ отрицательное, ΔQ =2⁰), строится таблица статистических замеров для этих углов (табл. 1), где, согласно приращениям, рассчитываются углы для каждого интервала замеров (50 м). Далее по соответствующим формулам (α₁+α₂)/2 и (Q₁+Q₂)/2 рассчитываются средние значения зенитных и азимутальных углов, где α₁, α₂ и Q₁,Q₂ – значения соседних замеров.

По результатам этих подсчетов строится типовой профиль (проекция скважины на вертикальную плоскость) и инклинограмма (проекция скважины на горизонтальную плоскость) (приложение №1).

Эти построения служат основным руководством для буровой бригады для установления первоначального положения бурового снаряда при забуривании и дальнейшего искривления скважины.

ТАБЛИЦА 1.

Статистические замеры зенитного и азимутального углов.

Глубина Замеров, м	Q, град.	α, град.	Интервал Замера, м	Q ср, град.	α ср, град.
			0 – 50		44,5
			50 – 100		43,5
			100 – 150		42,5
			150 – 200		41,5
			200 – 250		40,5
			250 – 300		39,5
			300 – 350		38,5
			350 – 400		37,5
			400 – 450		36,5
			450 – 500		35,5
			500 – 550		34,5
			550 – 600		33,5
			600-650		32,5
			650-700		31,5

Далее необходимо рассчитать параметры многоствольной скважины.

По условиям задания, дополнительным стволом нужно подсечь хромитовую руду, выше точки подсечения его основным стволом. Следовательно, расстояние до места подсечения пласта дополнительным стволом нужно откладывать от места подсечения пласта основным стволом в северо-западном направлении (на рисунке, ориентированном своей плоскостью с СЗ на ЮВ – справа от основного ствола). Определяется угол встречи дополнительного ствола с пластом хромитовых руд. Расстояние между точками подсечения обоих стволов должно быть в пределах от 50 до 150 м. Для данного проекта оно составляет 100 м.

Далее выбирается точка забуривания дополнительного ствола М. Она должна находиться на глубине ниже 10м от башмака колонны обсадных труб, следовательно, дополнительный ствол забуривается на глубине 150 м.

Рассчитывается радиус кривизны ствола и приводится схема подсечения хромитовой руды двуствольной скважиной (приложение №2.)

Интенсивность зенитного и азимутального искривления численно равны:

I _α = Δ α/ Δ L = 1/50 = 0, 02

I _Q = Δ Q/ Δ L = 2/50 = 0, 04, где

Δ α – приращение азимутального угла

Δ Q – приращение зенитного угла

Δ L – интервал между замерами равный 50м.

Радиус кривизны основного ствола скважины:

R = 57,3/ I _Q = 57,3/0,04 = 1432,5м

Угол встречи основного ствола скважины:

γ =95°

Построение дополнительного ствола скважины.

Точка забуривания дополнительного ствола скважины находится на глубине примерно 150м.

Расстояние от точки подсечения (точка А) основным стволом рудного пласта до точки подсечения (точка Б) дополнительного ствола должно быть 50-150м (1-3см). См приложение № 2.

Глубина дополнительного ствола скважины:

L = (α*R)/57.3

L = (45*635)/57.3 = 500м, следовательно общая глубина равна 560 м.

Радиус кривизны дополнительного ствола скважины:

R = 635м (12,7 см)

Угол встречи дополнительного ствола скважины:

γ = 118⁰

Промывка скважин.

Колонковое бурение проводится с промывкой.

Основные назначения промывки скважин:

1. очистка забоя скважины от разбуренной породы и вынос ее на поверхность;

2. охлаждение породоразрушающего инструмента;

3. укрепление неустойчивых стенок скважины.

Схема промывки скважин.

Существует три способа промывки скважины с выходом промывочной жидкости на поверхность земли:

· прямая;

· обратная;

· комбинированная.

В данном проекте выбрана прямая промывка. В этом способе промывочная жидкость, нагнетаемая насосом, проходит по колонне бурильных труб, затем между керном и колонковой трубой, омывает забой, охлаждает породоразрушающий инструмент, захватывает с забоя частицы разрушенной породы, поднимается вверх по кольцевому пространству между бурильными трубами и стенками скважины и, наконец, выходит на поверхность земли. (Воздвиженский,1979)

Достоинства прямой промывки:

1) способствует увеличению скорости бурения;

2) позволяет закреплять стенки скважины;

3) технически простой и дешевый.

Недостатки прямой промывки:

1) размываются стенки скважины;

2) низкий выход керна;

3) повышенный расход промывочной жидкости.

Для пород, слагающих заданный геологический разрез, указанные недостатки не имеют значения.

При прямой промывке жидкость насосом 1 нагнетается по нагнетательному шлангу 2 подается к забою по бурильной колонне 3, охлаждает породоразрушающий инструмент 4, омывает забой и поднимается по кольцевому пространству между стенками скважины и колонной бурильных труб, транспортируя на поверхность разбуренную породу. (Рис. 1.1.)

Рис. 1.1. Схема прямой промывки скважин.

Выбор промывочной жидкости.

Основные типы промывочной жидкости:

1) техническая вода (пресная, морская, рассолы) применяется при алмазном бурении в устойчивых породах;

2) глинистый раствор применяется при твердосплавном бурении в трещиноватых, рыхлых, сыпучих, плывучих и других слабоустойчивых породах для предотвращения обвалов, а также в трещиноватых скальных породах для борьбы с потерей циркуляции.

Назначение глинистых растворов:

1. глинизация стенок скважины;

2. удержание шлама во взвешенном состоянии;

3. создание повышенного противодавления на пласт;

4. облегчение транспортирования шлама по стволу;

5. предохранение бурового инструмента от коррозии благодаря глинистой корке, покрывающей всю поверхность инструмента. (Воздвиженский, 1979)

В качестве промывочной жидкости:

- в интервале 0,0 – 20,0м – промывка глинистым раствором;

- в интервале 20,0 – 710,0м – промывка технической водой.

Тампонаж скважин.

Тампонирование скважины – комплекс работ по гидроизоляции отдельных ее интервалов.

Цели тампонажа:

1) разделение и изоляция водоносных и других горизонтов;

2) укрепление стенок скважины;

3) ликвидация водопроявлений;

4) устранение поглощения промывочной жидкости;

5) защита подземных вод от загрязнения.

Проектом предусматривается затрубный цементный тампонаж.

Цементом называется вяжущее вещество, которое, будучи замешано с пресной водой в тесто, твердеет как в воздухе, так и в воде. Цемент изготавливают путем тонкого измельчения клинкера(обожженной до спекания смеси известняка и глины) совместно с гипсом в количестве, необходимом для регулирования сроков схватывания и твердения. (Воздвиженский,1979)

Тампонаж производится в интервалах зоны поглощения и самого нижнего слоя представленного наносами и песчаниками, т.е. где установлены обсадные трубы с целью гидроизоляции:

· устья скважины в интервале 0,0 – 20,0м;

· зоны поглощения в интервале 60 – 110м.

Ликвидация скважин.

Пробурив скважину, производят контрольный замер ее глубины, измерение зенитного и азимутального углов через установленные интервалы (по условию через 50м) и геофизические исследования (каротаж). Затем приступают к извлечению обсадных колонн и ликвидационному тампонированию скважины.

Ликвидационное тампонирование. Цель ликвидационного тампонирования состоит в том, чтобы изолировать все водоносные пласты и пласты полезного ископаемого, подлежащего разработке, от поступления в них воды по скважине и по трещинам из изолируемого водоносного пласта и устранить возможность циркуляции подземных вод по стволу скважины при извлечении обсадных труб и ее ликвидации.

Для ликвидационного тампонирования скважины, пройденной в скальных и полускальных породах, применяют цемент, в породах глинистых – пластичную жирную глину. Скважина, пробуренная с применением глинистого раствора и тампонируемая цементом, перед тампонированием промывается водой для разгллинизации. Цементный раствор нагнетают насосом через бурильные трубы, опущенные до забоя. По мере заполнения скважины цементным раствором бурильные трубы приподнимают. После подъема насос и бурильные трубы должны быть промыты водой для очистки от остатков цементного раствора.

При тампонировании глиной ее замачивают, приготовляют густое глиняное тесто, затем с помощью глинопресса или вручную готовят цилиндры из глины. Глиняные цилиндры опускают на забой скважины в длинной колонковой трубе и, приподняв колонковую трубу на 1,0 -1,5м над забоем, выпрессовывают с помощью насоса давлением воды обычно при 1,0 -1,5МПа. Для надежности каждую порцию тампонажной глины трамбуют металлической трамбовкой.

Для ликвидационного тампонирования глубоких скважин хорошо зарекомендовали себя:

1. глинисто – цементный раствор, изготовляемый на базе глинистого раствора повышенной вязкости. На 1м³ глинистого раствора добавляют 120 – 130 кг тампонажного цемента и 12кг жидкого стекла;

2. в Донбассе для тампонирования законченных скважин применяют отверждаемый глинистый раствор(ОГР) следующего состава: нормальный глинистый раствор 64%; формалин- 11%; ТС-10 – 25%. ТС – 10 представляет собой темно-коричневую жидкость, изготовленную из смеси сланцевых фенолов, этиленгликоля и раствора едкого натра.

В ряде разведочных районов к тампонажным растворам добавляют песок.

При наличии полного поглощения промывочной жидкости на интервале скважины выше зоны поглощения устанавливают деревянные пробки.

В устье ликвидационной скважины оставляют обсадную трубу (репер) с цементной пробкой. На трубе отмечают номер и глубину скважины, а также предприятие, выполнявшее бурение. (Воздвиженский,1979)

Расчет количества ликвидационного материала.

, где

V_{л. м.} - объем ликвидационного материала;

D = 76мм = 0,076м– средний диаметр скважины;

Н = 710м – высота скважины;

V_{л. м.} = (3,14*0,076 ²/4)*710=3,22 м³ для одной скважины.

V_{л. м.} *2 = 3,22*2 =6,44 м³ для двух скважин.

Для дополнительного ствола скважины:

V_{л. м.} = (3,14*0,059 ²/4)*560=1,531 м³ для одной скважины.

V_{л. м.} *2 = 1,531*2 =3,062 м³ для двух скважин.

V_общ=3,062+6,44=9,502 общий расход ликвидационного материала

Техника безопасности.

При производстве буровых работ необходимо руководствоваться «Правилами безопасности при геологоразведочных работах».

Руководство буровыми геологоразведочными работами может быть возложено исключительно на лиц, имеющих на это право(инженер, техник, буровой мастер). Управление буровыми станками, буровыми механизмами, а также обслуживание двигателей, компрессоров электроустановок должно производиться лицами, имеющими на это право, подтвержденное соответствующим документом. Все рабочие, как вновь принимаемые, так и переводимые на др. работу, допускаются к выполнению работ только после прохождения инструктажа по вопросам техники безопасности и обучения безопасным методам труда. Повторный инструктаж всех рабочих по технике безопасности должен проводиться не реже одного раза в полугодие. Проведение обучения и повторного инструктажа должно быть зарегистрировано в «Журнале регистрации обучения и всех видов инструктажа по технике безопасности».

Буровой агрегат должен проверяться в начале смены бурильщиком и периодически, но не реже одного раза в декаду, буровым мастером.

Результаты проверки должны записываться бурильщиком в буровой журнал, а буровым мастером в «Журнал проверки состояния техники безопасности». Обнаруженные неисправности должны устраняться до начала работ.

Запрещается работать при неисправных узлах станка, насоса, двигателей пусковой аппаратуры, неисправном слесарном, буровом, вспомогательном и технологическом инструменте.

Буровая установка должна быть обеспечена комплектом приспособлений и устройств для безопасного ведения работ и средствами индивидуальной защиты. Особое внимание уделяется ограждению вращающихся частей механизмов и защите от поражения электротоком.

Буровое здание должно быть освещено в соответствие с санитарными нормами, обеспечено умывальником, полотенцами и мылом, бачком для кипяченой воды, аптечкой.

Все рабочие работают только в спецодежде и в защитных касках, для хранения одежды необходимо иметь специальное помещение или шкаф.

Технологические режимы бурения должны соответствовать, указанным в геолого-техническом наряде. Контрольно-измерительная аппаратура должна быть исправна.

В процессе работы систематически проводится проверка состояния техники безопасности и санитарии лицами, ответственными за состояние техники безопасности.

При использовании в зимнее время печного отопления буровых вышек необходимо серьезное внимание обращать на выполнение требований пожарной безопасности. Пол под печкой и вокруг нее на расстоянии 0,5м обязательно следует покрывать листовой сталью. Стену здания у печи необходимо оббить стальным листом с асбестовой прокладкой или засыпать песком пространство между листом и стеной. Расстояние от стены до печи должно быть не менее 0,7м. печные трубы должны быть выведены выше крыши бурового здания не менее чем на 1,5м, а в местах проведения их через деревянные конструкции должны быть обернуты асбестом.

Запрещается применять факелы и др. источники открытого огня для аварийного освещения, а также для разогрева дизельной установки и масляных баков буровых станков. (Правила безопасности при геологоразведочных работах, 1980; Советов, 1980).

Часть 2. Проходка горноразведочных выработок.

Таблица 2.2.1

Буровзрывные работы.

По канавам:

Буровзрывной способ проходки является наиболее сложным. Он включает ряд последовательных операций, составляющих вместе проходческий цикл:

1) разметка шпуров на забое выработки;

2) бурение шпуров;

3) зарядка шпуров ВВ;

4) взрывание зарядов (отпалка);

5) уборка разрыхленной взрывом породы;

По штольням:

Буровзрывной способ проходки является наиболее сложным. Он включает ряд последовательных операций, составляющих вместе проходческий цикл:

1) разметка шпуров на забое выработки;

2) бурение шпуров;

3) зарядка шпуров ВВ;

4) взрывание зарядов (отпалка);

5) проветривание забоя;

6) уборка разрыхленной взрывом породы;

7) настил путей;

8) монтирование воздухопровода.

Продолжительность рабочего дня горно-проходческой бригады – 6 часов.

Разметка и бурение шпуров.

По канавам:

Шпуры должны быть расположены таким образом, чтобы обеспечи­вались:

- равномерная работа каждого шпура, исключающая подрыв рядом рас­положенных зарядов;

- отбойка породы в контурах выработки, согласно проекту;

- равномерное дробление породы и измельчение ее до нужной крупно­сти кусков, что обеспечивает наибольшую производительность породоуборочных работ.

В проекте шпуры будут располагаться в шахматном порядке. (Рис. 2.2.)

 

Рис. 2.2. Cхема расположения шпуров в канаве.

 

Т.к. общее число шпуров 40, то в каждом ряду будет располагаться по 20 шпуров.

Расстояние между рядами шпуров 0,3м.

Расстояние между шпурами в ряду 1,5м.

По штольням:

Количество шпуров на забое не зависит от размера сечения горной выработки и прочности горной породы.

N=19
Существуют следующие типы шпуров:

1. врубовые: они взрываются в первую очередь, работают в наиболее сложных условиях и их задача – образовать углубление и облегчить работу остальным шпурам;

2. вспомогательные: их задача – расширение вруба;

3. отбойные: их задача заключается в том, чтобы оторвать основную массу породы и придать горной выработке нужные размеры и форму, они взрываются в последнюю очередь.

Иногда в центре забоя оставляют один незаряженный шпур (его еще называют холостым) с целью более качественного разрыхления породы.

Правила при размещении шпуров:

1) шпуры размещаются по площади забоя относительно равномерно;

2) расстояние между зарядами должно быть таким, чтобы исключить возможность детонации. Рис. 2.2.

Рис. 2.2. Схема расположения шпуров на забое штольни:

 

 

1-5 – Врубовые шпуры;

14-19 – Отбойные шпуры;

6-13 – Вспомогательные шпуры

Бурение шпуров будет осуществляться ручным низкочастотным перфоратором ПА – 23.

Т.к. длина шпуров равна 1,7625м, то используем 4 комплекта буров. Характеристика буров и диаметр патронов приведены в таблице:

№ бура	Длина бура, мм	Диаметр головки бура, мм	Диаметр патрона, мм

 

Паспорт буровзрывных работ.

1. Площадь сечения выработки 3,55 м²,

ее длина 30м;

2. Категория пород по М.М. Протодьяконову XVI;

3. Тип вруба – в две линии в шахматном порядке

4. Общее количество шпуров 40;

5. Угол наклона врубовых шпуров к плоскости забоя - 90⁰;

6. Глубина и длина всех шпуров 0,63м;

7. Длина заходки 0,5м;

8. Количество заходок на всю выработку 1;

9. Коэффициент использования шпуров 0,8;

10. Взрывчатое вещество аммонит порошкообразный № 9;

11. Средства взрывания: огнепроводн6ый шнур, детонатор;

12. Способ взрывания огневой;

13. Расход ВВ на одну заходку 4,63 кг;

14. Расход СВ на одну заходку ОШ=106,3м;

15. Величина заряда в каждом шпуре 150г;

16. Длина зарядки в каждом шпуре 180мм, длина забойки 0,45м.

По штольням:

В проекте выбирается электрический способ взрывания. Т.к. способ может применяться в любых горных выработках, и количество одновременно взрываемых шпуров не ограничено. Способ значительно безопаснее других. Но требует применения специального оборудования.

При электрическом способе взрывания необходимо:

1) проверить электродетонаторы;

2) подготовить магистраль;

3) изготовить патроны-боевики;

4) произвести заряжание и забойку шпуров;

5) смонтировать и проверить электровзрывную сеть;

6) произвести взрыв.

При электрическом способе взрывание патрона-боевика производится элек­тродетонатором (ЭД).

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 ЭД.

Тип ЭД	Марка	Материал мостика и его диаметр, мм	Пределы сопротивлений, Ом	Время срабатывания, мсек
общие	Допустимая разница при соединении в одну цепь
ЭД мгновенного действия обыкновенной чувствительности, водостойкие, адезидтетриловые	ЭД-№ 8А	Констант 0,05	0,7-1,7	0,3	до 100

 

Характеристика проводников.

Марка проводников	Диаметр провода по меди, мм	Сопротивление провода при 20^0, Ом/км
ЭР	0,50
ПР-500	0,98

 

В качестве источника тока конденсорная взрывная машинка ВКМ 3/50.

Техническая характеристика источника тока.

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

 

Расчет сопротивления взрывной цепи для последовательного соединения.

Расчет количества проводников представлен в таблице:

Проводники	На одну заходку, м	На одну штольню, м	На три штольни, м
ЭР	77,3	7946,4	23839,3
ПР--500

 

Схема соединения шпуров на забое штольни представлена на рисунке

Рисунок 2.3.4.2 Схема соединения шпуров на забое штольни.

 

Общее сопротивление цепи (Rобщ)

Rобщ = Rм + Rс +n Rд, где

Rм - сопротивление магистральных проводов;

Rс - сопротивление соединительных проводов;

n Rд – сопротивление всех электродетонаторов.

Rд=1 Ом; nRд=19 Ом

Rобщ=10+7,73+19=36,73 Ом

Сила тока в цепи будет равна , где

U- Напряжение источника тока, В.

Таким образом, сила тока в сети превышает гарантийную силу тока каждого детонатора, что подтверждает правильность выбора источника тока.

Паспорт буровзрывных работ.

1. Площадь сечения выработки 4м², ее длина 150м;

2. Категория пород по М.М. Протодьяконову XVI;

3. Тип вруба – центрально-призматический;

4. Общее количество шпуров 19;

5. Угол наклона врубовых шпуров к плоскости забоя=90⁰;

6. Глубина и длина всех шпуров 1,7625м;

7. Длина заходки 1,41м;

8. Количество заходок на всю выработку 102,8;

9. Коэффициент использования шпуров 0,8;

10. Взрывчатое вещество аммонит прессованный № 9;

11. Средства взрывания: электропроводный шнур, источник тока, электродетонатор;

12. Способ взрывания, источник тока – электрический, конденсорная взрывная машинка ВКМ 3/50;

13. Расход ВВ на одну заходку 2,9 кг, на одну выработку 327,932 кг;

14. Расход СВ на одну заходку ЭР=77,3м, ПР-500=400м, на одну выработку ЭР=7946,4м, ПР-500=400м;

15. Величина заряда в каждом шпуре 200г;

16. Длина зарядки в каждом шпуре 240мм, длина забойки 1,5225м.

 

Хранение ВВ.

Хранение взрывчатых материалов разрешается только в специальных складах, построенных и оборудованных в строгом соответствии с требованиями правил безопасности. Склад взрывчатых материалов располагается на отдельной изолиро­ванной площадке, удаленной от жилых и технических зданий и сооружений. Учи­тывая количество и тип используемых взрывчатых веществ, предполагается нали­чие кратковременного поверхностного склада.

Допускается совместное хранение взрывчатых веществ и средств взрывания, с учетом того, что требуемое количество взрывчатых веществ не превышает 3 т, а детонаторов не более 10000 шт.

На кратковременных складах не обязательно устройство тамбуров и двойных дверей в хранилищах, грозовой защиты, водоемов, освещения, сигнализации, теле­фонной связи, канавы вокруг ограды, не обязательна расчистка территории склада от хвойных деревьев. Вокруг склада в радиусе 40 м устраивается ограждение, вы­сотой не менее 2 м. Охрана склада производится заведующим складом, взрывника­ми, проинструктированными рабочими или ответственными за перевозку взрывча­тых материалов лицами при условии круглосуточного (посменного) их дежурства.

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 30 канав.

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

Уборка отработанной породы.

Канавы

Интервал 0,0-2,0: Намечается внешний контур канавы по всей ее ширине и длине в зависимости от устойчивости пород, предположительной глубине и ширине выхода рудной зоны. Затем снимается слоями на штык лопаты вся толща рыхлых наносов. Грунт выемки складируетя вдоль бровки, на расстоянии от нее порядка 0,5м, чтобы он не осыпался обратно. Далее разбирается вручную трещиноватый щебнисто-глыбовый элювий. Здесь применяется клин, лом, кайло, кувалда

Интервал 2,0-2,5 м. Уборку взорванной и взрыхленной породы из канав производят вручную или механическим путем с использованием скреперов и ленточных транспортеров.

Штольни.

После приведения забоя в безопасное состояние приступают к уборке породы. Одновременно дробят крупные куски породы, если без этого нельзя погрузить их в вагонетку.

Погрузку пород производят вручную или с помощью машин, которые предназначены для работы в скальных породах.

В проекте погрузка и откатка пород будет осуществляться вручную.

Характеристика рудничных рельсов, используемых в проекте.

Тип рельсов	Вес 1 пог.м рельса,кг	Размеры, мм
Высота	Ширина подошвы	Ширина головки	Толщина шейки
Р-8	8,42			27,5	6,0

 

Характеристика рудничных опрокидных вагонеток, используемых в проекте.

Емкость кузова, м^3	Ширина колеи, мм	Габаритные размеры, мм
длина	ширина	высота
0,40

 

Рельсы с помощью костылей через металлические прокладки, толщиной 10-12мм, пришиваются к деревянным шпала