Расчёт параметров буровзрывных работ при отбойке горных пород на карьерах

                               Министерство образования и науки  РФ

ФГБОУ «Московский государственный  горный университет»

Кафедра «Взрывное дело»

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

по дисциплине «Процессы  горных работ. Разрушение горных пород  взрывом»

 

 

РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ ПРИ ОТБОЙКЕ ГОРНЫХ ПОРОД  НА КАРЬЕРАХ

 

ВАРИАНТ № 8

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                         Выполнил:

студент  гр. ГФ-2-09

                                                                                 Вьюгов Ф. А.____________

Проверил:

 проф., к.т.н.

                                                                                  Горбонос М. Г.___________

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2013

РЕФЕРАТ

 

УДК 622.233:622.235

 

Проект  37 с., 6 ч., 5 табл., 6 источников, 2 приложения.

 

БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ, СКВАЖИННАЯ ОТБОЙКА ПОРОД, ГЛУБИНА ЗАБОЙКИ, ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА, УДЕЛЬНЫЙ РАСХОД, СОПРОТИВЛЕНИЕ ПО ПОДОШВЕ, СХЕМА  ИНИЦИИРОВАНИЯ, МАССОВЫЙ ВЗРЫВ, ПОРЯДНАЯ СХЕМА ВЗРЫВАНИЯ, БЕЗОПАСНЫЕ РАССТОЯНИЯ.

 

Объектом исследования является массовый взрыв массива горных пород.

Цель работы  - закрепление полученных теоретических знаний по дисциплине «Разрушение горных пород взрывом» и приобретение инженерных навыков по расчёту параметров буровзрывных работ.

В процессе работы были изучены: последовательность расчёта параметров буровзрывных работ, правила расчёта параметров вторичного дробления негабарита, порядок расчёта безопасных расстояний при производстве взрывных работ, состав проектной документации на  массовый взрыв и порядок составления его графической части; были приобретены навыки: обоснованного выбора типа взрывчатых веществ и способа инициирования взрывчатых веществ с учётом горно-геологических условий разработки и характеристик взрываемых пород, расчёта основных параметров зарядов и их расположения, расчёта параметров вторичного дробления негабарита, определения безопасных расстояний при производстве взрывных работ, составления проекта массового взрыва и его графической части.

 

 

 

 

 

ПЕРЕЧЕНЬ

принятых сокращений

ВМ  –  взрывчатые материалы;

ВВ  – взрывчатое вещество;

СИ  – средство инициирования;

ПД  – промежуточный детонатор – штатные тротиловые, тротилгексогеновые шашки;

ПБ  – патрон боевик ПД, изготовляемый из порошкообразных ВВ, в т.ч. патронированных;

КЗВ  – короткозамедленное взрывание;

КД  – капсюль-детонатор;

ЭД  – электродетонатор;

ДШ  – детонирующий шнур;

ЭДКЗ  – электродетонатор короткозамедленного действия,

ЛНС  – линия наименьшего сопротивления;

СПП  – сопротивление по подошве;

ЕПБ ВР  – Единые нормы и правила при взрывных работах;

СНиП  – Санитарные нормы и правила;

ТУ  – технические условия;

СЗМ  – смесительно-зарядная машина;

ПРТС  – погрузочно-разгрузочные и транспортно-складские работы с ВМ

 

 

 

 

 

БЛАНК ЗАДАНИЯ

 

        Задачей данного задания является расчет параметров буровзрывных работ при скважинной отбойке на Камнеренчском щеб. заводе, исходные данные, необходимые для выполнения работы, приведены ниже:

Месторождение	Камнереченский щеб. завод
Предприятие	Зап.-Сиб. ж/д, ОАО” РЖД”
Тип породы	диабазы
Плотность породы,	2.7
Предел прочности на сжатие,	16
Предел прочности на растяжение,	10
Коэффициент крепости по проф. М. М. Протодьяконову, f	16
Группа грунтов по СНиП	IX
Трещиноватость (среднее  расстояние между трещинами) lср, м	1.4
Высота уступа Н, м	12
Угол откоса уступа α0, град	80
Объем взрываемого блока, тыс. м3	35
Тип бурового станка	6СБШ – 200 – 32
Тип шарошечного долота	III-215.9 ОК-ПВ
Диаметр скважин, мм	220
Взрывчатое вещество	Граммонит П-21
Плотность заряжения,	0.9
Способ взрывания, СИ	Эдилин
Тип боевика (ПД)	Т-900
Схема взрывания	порядная
Предельный размер кондиционного  куска lН, м	0.8
Расстояние до охраняемых объектов,	700
Обводнённость lст.в., м	1.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ 2

СОДЕРЖАНИЕ 4

Описание  бурового станка 6СБШ-200-32 6

2 ОБОСНОВАНИЕ  ВЫБОРА ТИПА ВВ 7

3 ВЫБОР СПОСОБА  ВЗРЫВНИЯ И НЕОБХОДИМОГО СРЕДСТВА  ИНИЦИИРОВАНИЯ ЗАРЯДОВ ВВ 7

4. РАСЧЕТ  ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЗРЫВНЫХ  РАБОТ 8

5. РАСЧЕТ  ПАРАМЕТРОВ ВТОРИЧНОГО ДРОБЛЕНИЯ  НЕГАБАРИТА И СОСТАВЛЕНИЕ ПАСПОРТА  ВЗРЫВНЫХ РАБОТ 13

5.1 Дробление  негабарита шпуровыми зарядами 13

5.2 Дробление  негабарита накладными и кумулятивными  зарядами 19

6. РАСЧЕТ  БЕЗОПАСНЫХ РАССТОЯНИЙ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ  ВЗРЫВНЫХ РАБОТ 21

6.1 Расчет  безопасных расстояний по разлету  отдельных кусков породы 21

6.2 Расчет  безопасных расстояний по действию  ударно воздушной волны 22

6.3 Расчет  безопасных расстояний по сейсмическому  воздействию 23

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 25

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 - Проект массового взрыва 26

ПРИЛОЖЕНИЕ 2- Типовой паспорт  дробления негабарита….…..…………32

 

1.ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОГО  ДИАМЕТРА СКВАЖИНЫ И ВЫБОР  СООТВЕТСТВУЮЩЕГО БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

 

По имеющимся исходным данным видно, что работы проводятся на крепких породах (f=16-20) и поэтому в данном случае целесообразно использовать станок 6СБШ-200-32. Данный станок предназначен для бурения вертикальных и наклонных скважин для производства буровзрывных работ при разработке полезных ископаемых и строительных материалов открытым способом.

 

Таблица 1. Технические характеристики 6СБШ-200-32

Диаметр скважин, мм	200-250
Глубина бурения вертикальных скважин, м	40
Угол наклона скважины к вертикали, град	0; 7,5; 15; 22,5; 30
Установленная мощность , кВт	377
Скорость передвижения, км/ч	0,75
Преодолеваемый подъем, град	12
Скорость подъема бурового става, м/мин	31
Частота вращения бурового става, об/мин Рабочее давление в гидросистеме, МПа.	17
Верхний предел частоты вращения бурового става, мин.	1 до 150

 

 

 

 

 

Габаритные размеры.

 

В рабочем положении, м:

-Высота:                      13,83

-Длина:                        10,25

-Ширина:                    4,88

 

 

В транспортном положении, м:

-Высота:                      5,65

-Длина:                       12,34

-Ширина:                    4,88

 

Масса станка, т:         54

 

 

 

Описание бурового станка 6СБШ-200-32

 

Станок буровой, самоходный 6СБШ-200-32 предназначен для бурения взрывных скважин диаметром 200-250 мм глубиной до 40 м.

Буровой станок - самоходная маневровая установка на гусеничном ходу с индивидуальным электроприводом  на каждую гусеницу. Управление ходом  осуществляется с переносного пульта. На раме станка установлен рабочий  орган, выполняющий все работы, связанные  с процессом бурения, вращения бурового снаряда, создания осевого усилия на забой, спуск и подъем снаряда из скважины. Выравнивание по горизонтали осуществляется тремя гидродомкратами. Эффективная система пылеподавления исключает возможность загрязнения окружающей среды. Высокая проходимость и устойчивость станка позволяет использовать его на сложных труднодоступных участках работ. В качестве электроносителя используется электроэнергия напряжением 6 кВ и сжатый воздух давлением 0.7 МПа. Сжатый воздух передается станку либо от передвижного компрессора, производительностью 40 м³/мин, либо от карьерной сети. 

                              2 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТИПА ВВ

Для данного проекта из технико-экономических соображений было обоснованно применение Граммонита П-21.

 

Граммонит П-21 это гранулированное тротилосодержащее ВВ

Разработка граммонита было продиктована необходимостью создать заводские не пылящее, недорогое ВВ, пригодное для механизированного заряжания скважин.

Преимущества граммонита перед порошкообразным аммонитом - пониженное пыление, лучшая сыпучесть и меньшая слеживаемость.

Благодаря наличию тротила в составе ВВ, который выполняет функции горючего и сенсибилизатора, граммонит 79/21 обладает определенной степенью водоустойчивости и способен детонировать в обводненных скважинах. Степень водоустойчивости зависит от содержания тротила и структуры ВВ, их можно разделить на абсолютно и условно водоустойчивые.

 

К первым относятся ВВ, из которых селитра вымывается крайне медленно благодаря структуре гранул, обладающих малой пористостью и высокими гидрофобными свойствами.

 

Ко вторым относятся ВВ, представляющие собой механические смеси гранулированной селитры с тротилом, иногда с добавками других горючих компонентов. К таким ВВ относятся граммониты. В них поверхность гранул селитры не защищена или слабо защищена от действия воды и селитра быстро растворяется в окружающей заряд воде. Тем не менее, благодаря наличию в ВВ тротила они взрываются с полным или частичным выделением тепла. Если столб воды над зарядом невелик и раствор селитры в основном сохраняется в объеме заряда между гранулами (чешуйками)тротила, то при взрыве реализуется почти вся потенциальная энергия ВВ, так как селитра и в растворенном состоянии принимает участие в процессе взрыва. При значительном столбе воды в скважине или ее циркуляции селитра вымывается, эффект взрыва снижается, и может произойти отказ.

Таким образом, граммонит 79/21 по своим эксплуатационным качествам не дублируют бестротиловые гранулированные ВВ, а имеют свою область применения. Бестротиловые ВВ выгодно применять для заряжания сухих скважин, граммониты — для обводненных скважин. При использовании технологии заряжания в полиэтиленовые рукава можно использовать только граммонит 79/21.

При водонаполнении граммонитов в результате заполнения пустот между гранулами раствором аммиачной селитры снижается критический диаметр зарядов, повышается скорость детонации. Каждому составу свойственно оптимальное содержание воды, отвечающее максимальным параметрам детонации. Положительное влияние растворонаполнения усиливается для ВВ с отрицательным кислородным балансом.

Граммониты представляют собой механическую смесь гранулированной селитры с чешуйчатым или гранулированным тротилом.

В зависимости от диаметра скважин заряд граммонита 79/21 сохраняет детонационную способность при содержании в нем воды до 20-25 %, При содержании воды до 10 % сохраняется восприимчивость к детонационному импульсу, а эффективность взрывов возрастает по сравнению с взрывом сухого граммонита. По данным В.Б. Иоффе, оптимальное содержание воды составляет 10-12 %.

При смешивании граммонита 79/21 с водой часть селитры растворяется, и раствор заполняет межгранульное пространство. При этом происходит осадка и уплотнение заряда и повышается вместимость скважины. Согласно измерениям, максимальная плотность около 1,3 г/см3 отвечает содержанию воды 11-12 % по массе. В этом случае  теплота  взрыва водосодержащей   смеси уменьшается примерно на 770 кДж/кг по сравнению с сухим ВВ, но объемная энергия увеличивается на 1670 кДж/л. Таким образом, при соответствующем увеличении удельного расхода ВВ эффективность взрывания при постоянном объеме бурения может быть увеличена. Критический диаметр заряда растет с увеличением содержания воды в составе вначале медленно, примерно до 10 % содержания воды, затем быстрее. Скорость детонации достигает наибольших значений при макси­мальной плотности ВВ, т.е. при содержании воды 11-12 %. Восприимчивость к начальному импульсу снижается с увеличением содержания воды в составе ВВ.

Для сильно обводненных скважин на угольных разрезах Междуреченска эффективное использование граммонита 79/21 обеспечивается заряжанием в полиэтиленовые рукава.

3 ВЫБОР СПОСОБА  ВЗРЫВНИЯ И НЕОБХОДИМОГО СРЕДСТВА  ИНИЦИИРОВАНИЯ ЗАРЯДОВ ВВ

В рассматриваемой задаче будем использовать порядную схему взрывания с использованием Эдилин. Основываясь на анализе имеющихся литературных данных и производственного опыта ведения взрывных работ в аналогичных горно-геологических условиях, примем: ДБИ-1 и ДБИ-2.