Разработка месторождений полезных ископаемых подземным способом

СОДЕРЖАНИЕ

Задание.

Содержание

Введение

1. ВЫБОР ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ  И СРЕДСТВ ВЗРЫВАНИЯ

2. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ МАССОВОГО  ВЗРЫВА

2.1 Определение требуемой  крупности дробления

2.2 Выбор диаметра скважин

2.3 Обоснование расчетного  удельного расхода ВВ

2.4 Определение параметров  расположения скважин на уступе  и параметров зарядов-

3. ВЫБОР СХЕМЫ КОММУТАЦИИ  ВЗРЫВНОЙ СЕТИ И ЕЁ РАСЧЕТ-

3.2 Выбор ВВ и средства  инициирования

3.3 Диаметр шпура и конструкция  заряда

3.4 Удельный расход ВВ

3.6 Глубина шпуров

4. ВТОРИЧНОЕ ДРОБЛЕНИЕ  НЕГАБАРИТЫХ КУСКОВ

5. ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ  БЕЗОПАСНОСТИ

5.1 Определение радиуса  зоны, опасной по разлёту кусков  породы 

5.2 Основные требования по технике безопасности

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

                                                      Введение

Под разработкой месторождения понимается совокупность работ по вскрытию, подготовке месторождения, очистной выемке и транспортировке полезного ископаемого на поверхность, вентиляция и водоотлив.

Разработка месторождений полезных ископаемых подземным способом производится с помощью шахт - самостоятельных производственных единиц горного предприятия производящая подземную добычу полезного ископаемого в пределах отведенной для нее части месторождения.

При подземной разработке месторождения выделяют три стадии:

1. Вскрытие - проведение горных выработок открывающих доступ с поверхности к рудному телу;
2. Подготовка - проведение выработок разделяющих месторождение или его часть на выемочные единицы. Выемочные единицы в свою очередь подготавливаются к очистной выемке проведением нарезных выемок;
3. Очистная выемка - технологический процесс извлечения руды из выемочной единицы и управления горным давлением в очистном пространстве

В практике горнодобывающей промышленности используются самые разнообразные способы вскрытия месторождения, это обусловлено индивидуальностью горно-геологических условий, залегания месторождения - глубиной залегания, глубиной распространения оруднения, количеством и мощностью рудных тел, расстояний между ними, производственной мощностью предприятия, рельефом местности, гидрогеологией и т.д.

Способ вскрытия определяет тип и назначение основных вскрывающих выработок, их количество и место расположения относительно месторождения. Схема вскрытия определяет расположение и порядок проведения вскрывающих выработок.

 

1. ВЫБОР ВЗРЫВЧАТЫХ  ВЕЩЕСТВ И СРЕДСТВ ВЗРЫВАНИЯ

При выборе ВВ принимаем во внимание следующие факторы:

1.Условия размещения заряда ВВ

2.Коэффициент крепости  пород

Основываясь на условиях размещения ВВ, в обводнённых скважинах с коэффициентом крепости породы по шкале Протодьяконов М.М. f=14, выбираем в качестве ВВ Граммонит 50/50 в соответствии с табл.3.8 [1].

Изготовленный Граммонит 50/50 устойчиво детонирует от промежуточного детонатора. В качестве промежуточного детонатора используем патрон аммонита, снаряженный ЭД-КЗ.

Граммонит 50/50 допущен к постоянному применении на открытых горных работах и в шахтах не опасных по газу и пыли.

Выбираем электрический способ взрывания. Электрическое взрывание, являющееся одним из основных для открытых горных работ, обеспечивает безопасность взрывника, так как во время подключения ЭД к цепи и в момент взрыва он находится на безопасном расстоянии. Так же электрическое взрывание наиболее выгодное в экономическом плане.

В качестве средств инициирования выбираем электродетонатор ЭД-КЗ, соединительные провода СП-1 и конденсаторную взрывную машинку КПМ-1А.

 

Характеристики электродетонаторов электровзрывной цепи

Показатели	Тип ЭД
	ЭД-КЗ  1,8-3,0
Сопротивление, Ом
Импульс воспламенения, А2*мс	0,6-2,0
Безопасный ток, А	0,18

 

 

2. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ МАССОВОГО ВЗРЫВА

2.1 Определение требуемой крупности дробления

Определяется допустимый максимальный размер кусков (м) раздробленной породы (dmax) исходя из:

Вместимости транспортных средств (ёмкость транспортного средства должна в 3-4 раза превышать VЭ):

dmax ≤0,5*3√VТ,

где VТ - ёмкость кузова, VТ=6 м3.

dmax ≤0,5*3√6 ≤0,9м.

Размеров приёмных устройств, грохотов, дробилок:

dmax ≤(0,75..0,85)*b,

где b – ширина приёмного отверстия грохота, дробилки, м.

Для дробилки ККД-900 величина dmax равна 0.75м (стр. 14 [1]).

В качестве допустимого максимального размера куска dmax принимаем наименьший (dmax =0.75м) из рассчитанных по различным факторам

2.2 Выбор диаметра скважин

Диаметр скважины выбирают с учетом категории породы по трещиноватости и допустимого размера куска(dmax) взорванной породы.

При выборе диаметра скважин необходимо учитывать крепость горных пород и рациональную область применения различных способов бурения и типов буровых станков. Шарошечное бурение применяют в породах с коэффициентом крепости f 6. Станок среднего типа СБШ-250 МНА-32 с диаметром долота 244,5 мм (для долота 244,5 мм диаметр скважины—250 мм.) эффективен в породах с f=8…16 и выше. Выбираем диаметр скважины равным 250 мм, с учётом категории породы по трещиноватости (III категории – среднеблочный массив) и допустимого размера куска (dmax=0.75м) взорванной породы.

 

2.3 Обоснование расчетного удельного расхода ВВ

Определим удельный расход ВВ.

qР=qЭ*e*kd*ρ/2600

где qЭ - эталонный расход граммонита 50/50 при кондиционном размере кусков 500мм, qЭ=0,9 кг/м3

e-коэффициент работоспособности ВВ, при использовании грамманита 50/50, е=1,15

kd - поправочный коэффициент на допустимый размер куска,

при dmax=0.75 kd=0,85

ρ - плотность породы, кг/м3.

qР=0,9*1,15*0,85*2850/2600=0,96кг/м3.

2.4 Определение  параметров расположения скважин  на уступе и параметров зарядов

1)Вместимость 1м скважины:

P=π*dЗ2*Δ/4, где – Δ плотность ВВ в скважине, кг/м3.

P=3,14*0,252*900/4=44.2кг/м.

2). Предельная линия сопротивления по подошве WП определяется по формуле:

Wn=0,9√P/qР

Wn=0,9√44.2/0.96=6,1 м.

3). Полученную величину линии сопротивления необходимо проверить по условию безопасного ведения буровых работ:

W=H*ctgα+C,

где H – высота взрываемого уступа, м;

α - угол откоса борта уступа, °;

С - минимально допустимое расстояние от оси скважины до верхней бровки уступа, принимаемое C=3м.

W=8*ctg(65º)+3=3.9м.

Условие W≤Wn выполняется.

4)В зависимости от величины Wn определяется расстояние между скважинами в ряду a(м) и между рядами скважин b(м):

a=m*Wn, b=(0,8..1)*Wn,

где m=0,8..1,1 для вертикальных скважин.

a=0.9*6.1=5.5м,

b=0,9*6.1=5.5м.

5)Величина перебура скважины принимается (10..15)*dЗ (большее значение для более крепких пород) или рассчитывается по формуле:

примем = 2,5 м

6)Глубина скважины (м):

L=H+lПЕР=8+2,5=10,5

7). Величина забойки принимается  в пределах (20 30)*dЗ (большие значения принимаются для трещиноватых, меньшие – для монолитных) или из выражений:

 

=0,75*6.1=4.6м

8). Масса заряда в скважине:

для первого ряда , кг;

для последующих рядов ,кг.

Для первого ряда необходимо =0,96*5.5*6.1*8=258 кг,

Для последующих – =0,96*5.5*5.5*8=232 кг.

9). Предельно возможная  масса ВВ в скважине:

= 44.2*(10.5-4.6)=261 кг

, т.е. 258 < 261=>Условие выполняется.

10). Величина заряда в  скважине (м),

=258/44.2=5.8 м

=232/44.2=5.3 м

3.2 Выбор ВВ и средства  инициирования

Выбор ВВ производится с учетом газового режима шахты, крепости и обводненности пород. Так как породы по газовому режиму - не опасные и имеют коэффициент крепости f = 12 в качестве ВВ применяется - аммонит

Характеристика аммонита

Показатели	Значения
Кислородный баланс, %	-0,53
Объем газов при взрыве, л/кг	895
Теплота взрыва, кДж/кг	4312
Скорость детонации, км/с	3,6-4,8
Фугасность, см3, не менее	365

 

Согласно Единым Правилам Безопасности (ЕПБ), при проходке и углубке стволов шахт взрывание разрешается производить только с поверхности или с действующего горизонта электрическим способом или детонирующим шнуром, а в сухих и влажных забоях также и электроогневым. При проходке стволов с поверхности допускается применение для взрывания переменного и постоянного тока.

При подходке забоя ствола к угольному пласту или пропластку, а также на протяжении 20 м ниже пласта должны применяться предохранительные ВВ, а для взрывания электродетонаторов - постоянный ток.

В качестве средств взрывания используются:

для взрывания врубовых шпуров - электродетонаторы мгновенного действия;

для взрывания отбойных и периферийных шпуров - электродетонаторы короткозамедленного действия.

Для инициирования применяем ЭД-8-Ж (мгновенного действия) и ЭД-З-Н 50 мс (короткозамедленного действия).

3.3 Диаметр шпура и  конструкция заряда

Так как используется непредохранительное ВВ, диаметр патрона составляет 32 мм. Диаметр шпура должен быть на 4 - 7 мм больше диаметра патрона и принимается равным 40 мм.

Принимаем патрон диаметром 32 мм, ориентировочная длина 220-265 мм, масса заряда в патроне составляет 0,25-0,30 кг.

При проходке стволов обычно применяется колонковая (сплошная) конструкция заряда, но исходя из того, что при сплошной конструкции заряда патроны ВВ будут находиться в нижней части шпура, применяем рассредоточение с помощью воздушных промежутков. Воздушный промежуток создается по средствам укрепления патронов ВВ на деревянной рейке с помощью шпагата, на расстоянии, допускающем передачу детонации через влияние (для стандартных патронов аммонита диаметров 32÷36 мм это расстояние находится в предела 0,1÷0,3 м).

Согласно ЕПБ (§173) патрон-боевик должен быть расположен первым от устья шпура. Допускается расположение патрона-боевика с электродетонаторами первым от дна шпура.

При инициировании шпурового заряда в направлении от устья шпура время воздействия продуктов детонации на окружающую среду и соответственно объем разрушения меньше, чем при инициировании от забоя шпура. При обратном инициировании энергия взрыва используется более полно.

Пространство от устья шпура до заряда ВВ должно быть заполнено инертным к взрыву материалом.

Коэффициент заполнения шпура (отношение длины заряда Lз к длине шпура Lш) принимается: а = 0,55.

3.4 Удельный расход ВВ

Удельный расход ВВ, необходимый для взрывания 1 м3 породы в массиве, зависит от физико-механических свойств взрываемых пород (в первую очередь от крепости пород), степени зажима, глубины разработки, мощности взрываемых массивов, их однородности, трещиноватости, типа ВВ, взрываемости и ряда других факторов.

Для определения удельного расхода ВВ пользуются в основном эмпирическими формулами. Результаты расчета удельного расхода ВВ по эмпирическим формулам следует считать ориентировочным, которые требует уточнения по результатам опытных взрываний.

Значение удельного расхода можно определять по следующей формуле:

, кг/м³ (3.3)

где f - коэффициент крепости;

D - диаметр ствола вчерне, м;

,

Т - теплота взрыва принятого ВВ, ккал/кг;

,

dп - диаметр принятого патрона, мм.

Для пород с коэффициентом крепости f = 6 и диаметром ствола D = 6м.

 кг/м³

Полученное значение удельного расхода не может быть использовано для дальнейших расчетов ввиду большой величины.

Наиболее распространенной является эмпирическая формула проф.М. М. Протодьяконова, уточнённая проф.П.Я. Тарановым: [1, стр.123]

, кг/м3 (3.4)

где e-1 - показатель, обратный коэффициенту работоспособности, е-1 = Рэт/Рх;

Рэт - фугасность ВВ, принятого за эталонное, см3 (для аммонита 6ЖВ Рэт = 380 см3);

Рх - фугасность применяемого ВВ (таблица 2.2), см3;

f - коэффициент крепости пород по шкале проф.М. М. Протодьяконова;

kуз - коэффициент усиления заряда, kуз = 1,2-1,3.

Для пород с коэффициентом крепости f = 12 и диаметром ствола D = 6 м:

 кг/м3.

Принимаем для f = 12 - q = 0,83 кг/м³.

 

 

 

3.6 Глубина шпуров

В общем случае глубина шпуров должна быть такой, при которой затраты труда, времени и средств на проходку 1 м ствола будут минимальными.

На скоростных проходках средняя глубина шпуров определяется по заранее установленной скорости: [1, стр.125]

, м (3.8)

где Vм - заданная месячная скорость проходки, м/мес (Vм = 30 м/мес);

Тц - продолжительность цикла, ч (принимается равной 6 ч.);

η - КИШ (η =0,8 - 0,95);

m - число часов в сутки, в течении которых производятся работы по проходке ствола (m = 7);