Буровзрывная технология проведения горизонтальной выработки в однородном массиве

 

 

 

 

Назначение основных параметров рельсового пути

В качестве временного рельсового пути применяем рельс Р-24 для вагонеток вместимостью не более 3,3 м³, а также деревянные шпалы. Основные параметры рельсового пути представлены в таблице 6 [4].

     Таблица 6

Параметр	Значение
Тип рельса	Р-24
Высота ж/д пути от балласта до головки рельсов, мм	160
Высота балласта, мм	190
Длина деревянной шпалы, мм	1700
Ширина колеи, мм	900

 

Одним из основных параметров рельсового пути является радиус закругления  переводной кривой для стрелочных переводов  и съездов. 

Минимальный радиус переводной кривой R при откатке партии вагонеток со скоростью до 1,5 м/с, наиболее характерной для практики [4], равен:

 [1],

где Б – жесткая база вагонетки:  Б = 1,1 м;

Выбор путевых обменных устройств

Исходя из ширины колеи, необходимого радиуса переводной кривой и типа рельса, выбираем в качестве путевых обменных устройств два односторонних съезда С924-1/45-1216 и один односторонний перевод ПО924-1/4-12 [4]. Параметры путевых обменных устройств приведены в таблицах 7 и 8 соответственно.      

Таблица 7 

Параметр	Значение
Колея, мм	900
Тип рельса	Р24
Марка крестовины	1/4
Радиус переводной кривой, м	12
Длина, мм	13340
Масса, кг	3150

 

        Таблица 8 

Параметр	Значение
Колея, мм	900
Тип рельса	Р24
Марка крестовины	1/4
Радиус переводной кривой, м	12
Длина, мм	8100
Масса, кг	1170

 

Формирование  альтернативных комплектов проходческого  оборудования

Варианты комплектов проходческого оборудования приведены  в таблице 9.  

 

                                                                            Таблица 9         

№ комплекта	Комплекты	Средства бурения шпуров		Средства погрузки породы			Схема транспорта
		БУЭ-3	БУЭ-3Т	1ПНБ-2	2ПНБ-2	1ППН-5Э	ВГ-3,3; 4,5 АРП-2М
1	БУЭ-3; 1ПНБ-2; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3	+		+			+
2	БУЭ-3; 2ПНБ-2; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3	+			+		+
3	БУЭ-3; 1ППН-5Э; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3	+				+	+
4	БУЭ-3Т; 1ПНБ-2; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3		+	+			+
5	БУЭ-3Т; 2ПНБ-2; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3		+		+		+
6	БУЭ-3Т; 1ППН-5Э; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3		+			+	+

 

При формировании альтернативных комплектов проходческого оборудования вариант  использования буровой установки БУР-2 не рассматривался в связи с тем, что ход автоподатчика установки, равный 2750 мм [4], не удовлетворяет максимальной длине шпура, т.к. глубина врубовых шпуров составила (см. пункт 1.2).

При использовании погрузочной машины 1ППН-5 её нужно перегонять с одного рельсового пути на другой в связи с тем, что её фронт погрузки 4 м (при исходной ширине выработки в проходке ). Данное обстоятельство значительно увеличит время процесса “уборка породы”, что является нецелесообразным.

Окончательный выбор  комплекта проходческих машин производится по критерию целесообразности их применения [6]:

где v₁ и v₂ – скорости проведения выработки комплектами №1 и №2;

n₁ и n₂ – численный состав бригад, обслуживающих комплекты №1 и №2;

C₁ и C₂ – стоимость комплектов №1 и №2 на состояние 1981 г.;

k_г1 и k_г2 – коэффициенты готовности комплектов №1 и №2 соответственно.

Принцип выбора того или иного комплекта состоит в том, что комплект №1 будет считаться предпочтительней комплекта №2, если К < 1.    

При вычислении данного  критерия используем следующие допущения: считаем, что v₁ = v₂, n₁ = n₂, т.о. определяющими параметрами критерия будут являться стоимостная величина комплектов проходческих машин и их коэффициенты готовности.

 

Коэффициент готовности i-ой проходческой машины, характеризующий надежность и вероятность ее работоспособного состояния [4]

где t₀ – наработка на отказ (средняя продолжительность работы машины между двумя последовательными отказами);

t_в – время восстановления (среднее время устранения отказа).

Согласно используемой методической литературе, коэффициент готовности будет вычисляться по зависимостям, представленным в таблице 10 [4]. При вычислении принимаем:

- коэффициент крепости пород

- коэффициент готовности буровых машин БУЭ-3 и БУЭ-3Т, равный 0,8, т.к. рекомендуется при расчете отечественных буровых установок принимать k_гi = 0,7 0,9 [3].

Т.к. электровоз 4,5 АРП-2М-900, вагонетки ВГ-3,3 присутствуют во всех четырех комплектах оборудования, то при сравнительной оценке комплектов их коэффициентами готовности можно пренебречь. Аналогично можно поступить и с рассматриваемыми буровыми машинами в связи с равенством их коэффициентов готовности.   

 

Таблица 10

Проходческое оборудование	Коэффициент готовности kг
Погрузочные машины
1ПНБ-2	0,959-0,069f = 0,614
2ПНБ-2	1,103-0,066f = 0,703
1ППН-5Э	-

 

            Коэффициент готовности погрузочно-транспортной линии) с последовательными технологическими связями определяется из выражения [4]:

где k_гi – коэффициент готовности i-ой проходческой машины.

Результаты расчетов стоимостей комплектов проходческого  оборудования представлены в таблице 11.

                  

Расчет стоимостей комплектов проходческих машин

 

1. БУЭ-3; 1ПНБ-2; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3:

2) БУЭ-3, 2ПНБ-2; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3:

3) БУЭ-3, 1ППН-5Э; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3:

4) БУЭ-3Т; 1ПНБ-2; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3:

5) БУЭ-3Т; 2ПНБ-2; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3:

6) БУЭ-3Т; 1ППН-5Э; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3:

 

         Таблица 11

№ ком-плекта	Наименование комплекта  оборудования	Стоимость комплекта оборудования Сi, тыс.руб.	Коэффициент готовности комплекта оборудования
1	БУЭ-3; 1ПНБ-2; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3	35,2	0,614
2	БУЭ-3; 2ПНБ-2; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3	41,2	0,703
3	БУЭ-3; 1ППН-5Э; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3	35,6	-
4	БУЭ-3Т; 1ПНБ-2; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3	44,3	0,614
5	БУЭ-3Т; 2ПНБ-2; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3	50,3	0,703
6	БУЭ-3Т; 1ППН-5Э; 4,5 АРП-2М; ВГ-3,3	44,7	-

 

1. По отношению к 1-ому комплекту  критерий целесообразности:

 

- 2-ого комплекта 

 

- 4-ого комплекта

 

- 5-ого комплекта

 

2. По отношению ко 2-ому  комплекту критерий целесообразности:

- 1-ого комплекта 

 

- 4-ого комплекта

 

- 5-ого комплекта

 

3. По отношению к 4-ому комплекту критерий целесообразности:

 

- 1-ого комплекта 

 

- 2-ого комплекта 

 

- 5-ого комплекта

 

4. По отношению к 5-ому комплекту критерий целесообразности:

 

- 1-ого комплекта

 

 - 2-ого комплекта

 

- 4-ого комплекта

 

 

Таблица 12: Результаты вычислений критерия целесообразности применения

комплекта проходческих машин 

	БУЭ-3, 1ПНБ-2	БУЭ-3, 2ПНБ-2	БУЭ-3Т, 1ПНБ-2	БУЭ-3Т, 2ПНБ-2
БУЭ-3, 1ПНБ-2	----	0,746	0,795	0,611
БУЭ-3, 2ПНБ-2	1,340	-	1,065	0,819
БУЭ-3Т, 1ПНБ-2	1,259	1,068	-	0,737
БУЭ-3Т, 2ПНБ-2	1,636	1,221	1,300	-

                 

Сравнив значения коэффициентов целесообразности применения комплекта проходческих машин, можно прийти к выводу, что эффективнее из всех вышерассмотренных являются комплекты №1 и №2. Однако, при последующем сравнении этих комплектов стоит отметить меньшую стоимость комплекта №1, поэтому окончательно принимаем комплект проходческих машин №1, включающий бурильную машину БУЭ-3, погрузочную машину 1ПНБ-2, аккумуляторный электровоз 4,5 АРП-2М с вагонетками ВГ-3,3.

     Проверяем выбранный комплект по габаритным значениям, исходя из правил безопасности. Из рисунка (рис. 2)  видно, что данное оборудование проходит в сечение выработки.  

  

2.  Буровзрывные работы

2.1 Выбор средства взрывания и взрывчатого вещества

Так как выработка опасна по выбросу  метана (III категория, т.е. с 1 т горной породы выделяется от 10 до 15 м³ метана среднесуточно), то необходимо применять электрический способ взрывания с использованием предохранительного электродетонатора [8]. Т.о. применим в качестве средства взрывания для врубовых шпуров электродетонатор ЭД-КЗ-ОП (ГОСТ 21806-76) [2]: электродетонатор мгновенного действия, предохранительный, водоустойчивый; для взрывания отбойных и оконтуривающих шпуров – электродетонатор ЭД-КЗ-ПМ (ГОСТ 21806-76) [2]: электродетонатор короткозамедленного действия, предохранительный, водоустойчивый с интервалами замедления 30 мс; 45 мс; 60 мс; 80 мс; 100 мс. Их основные параметры представлены в таблице 13.

 

Таблица 13. Характеристики электродетонаторов ЭД-КЗ-ПМ и ЭД-КЗ-ОП

Наименование	Количество серий     замедления	Интервал замедления, мс	Безопасный   ток, А		Номер журнального постановления
ЭД-КЗ-ПМ	1-7	2         15; 30; 45; 60; 80; 100; 120	0,18		203/77
ЭД-КЗ-ОП	-	-	0,18	203/77

 

Выбор типа ВВ производим с учетом газового режима шахты, физико-механических свойств пород и обводненности выработки. Исходя из вышеперечисленных условий, в качестве взрывчатого вещества принимаю аммонит АП-5ЖВ – аммонит предохранительный пятой модификации на желатинообразной основе, водоустойчивый  III класса [2], характеристики которого представлены в таблице 14.