Разработка паспорта буровзрывных работ при проведении горно-подготовительной выработки

курсовой проект.doc

Выбор взрывчатого вещества
Выбор средств взрывания
Выбор буровой установки
Параметры бурения шпуров
Конструкция шпуровых зарядов
Расчет зарядов взрывчатых веществ
Обоснование способа режима средств и показателей взрывания
Расчет электровзрывной сети
Определение показателей буровзрывных работ
Общие требования по охране труда при производстве взрывных работ
Выбор взрывчатого вещества производится в зависимости от опасности шахты по газу и взрывчатой пыли крепости взрываемых пород и обводненности забоя.
В шахтах опасных по газу и пыли следует применять предохранительные ВВ IV класса.
В шахтах опасных по газу но не опасных по пыли следует применять предохранительные ВВ III класса.
В шахтах не опасных по газу и пыли следует применять непредохранительные ВВ II класса.
В данном случае принимаем предохранительное взрывчатое вещество (ВВ) III класса аммонит АП-5ЖВ (таблица 1). Его выпускают в патронах 36 мм.
Таблица 1 - Технические показатели аммонита АП-5ЖВ
Плотность патронов гсм3
Масса одного патрона кг
Длина одного патрона м
В настоящее время наиболее распространенным является электрический способ взрывания который обеспечивает возможность:
- взрывать любое количество зарядов с любого расстояния;
- взрывать заряды в любой последовательности и с любыми интервалами между взрывами;
- вести взрывные работы в шахтах опасных по газу и пыли;
- осуществлять перед взрывом проверку правильности монтажа взрывной сети.
Кроме того при этом способе отсутствуют ядовитые газы выделяющиеся при горении огнепроводного шнура.
К средствам электрического взрывания относятся электродетонаторы (ЭД) (Таблица 2.1) проводники тока контрольно измерительные приборы и источники тока. Электродетонаторы короткозамедленного и замедленного действия отличаются от ЭД мгновенного действия тем что у них между зарядом капсюля-детонатора (КД) и электровоспламенителем помещен замедляющий состав горящий в течение определенного времени. Время замедления зависит от длины такого заряда и его состава.
В шахтах опасных по газу и пыли допускается только электрическое взрывание зарядов ВВ с предохранительными ЭД мгновенного и коротко замедленного действия: ЭД-КЗ-ОП ЭД-КЗ-П ЭД-КЗ-ПМ. Предохранительные свойства ЭД достигаются нанесением на гильзу ЭД слоя пламегасителя.
Поскольку шахта опасна по газу принимаем предохранительные ЭД короткозамедленного действия типа ЭД-КЗ-ПМ (таблица 2).
Таблица 2 – Техническая характеристика электродетонатора ЭД-КЗ-ПМ
Сопротивление одного электродетонатора Ом
Интервалы замедления
30 45 60 80 100 120 мс
В качестве источника тока принимаем взрывной прибор ПИВ-100М (таблица 3).
Таблица 3 - Техническая характеристика ПИВ-100М
Напряжение на конденсаторе-накопителе В
Емкость конденсатора-накопителя мкФ
Максимально допустимое сопротивление последовательной взрывной сети Ом
Длительность подключения конденсатора к сети с
Первичный источник тока
Для бурения шпуров крепостью менее 6 ( 6) применяется вращательное бурение. В качестве бурильных машин для вращательного бурения используются ручные или колонковые электрические или пневматические сверла. Промышленность выпускает электрические ручные сверла типа ЭР и СЭР.
Все горные электросверла выпускаются во взрывобезопасном исполнении.
Ручные пневмосверла применяют в шахтах особо опасных по взрыву метана или пыли для бурения шпуров по породам с 4. Буровым инструментом при вращательном бурении шпуров являются бурильные штанги и съемные резцы.
В породах средней крепости и крепких применяется ударно-поворотное бурение шпуров. Бурильные машины ударно-поворотного действия называют перфораторами. По виду потребляемой энергии перфораторы подразделяют на пневматические гидравлические электрические и перфораторы с двигателем внутреннего сгорания.
По назначению и массе пневматические перфораторы подразделяют на переносные колонковые и телескопные.
Переносные перфораторы предназначены для бурения шпуров с пневматических поддержек или других установочно-подающих устройств.
Колонковые перфораторы имеют большую массу поэтому устанавливаются для бурения шпуров на манипуляторах бурильных установок или распорных колонках.
Исходя из горнотехнических условий задания (коэффициент крепости по шкале профессора Протодьяконова =3-4) будем применять вращательное бурение. Используем электрическое ручное сверло типа СЭР-19М (таблица 4).
Таблица 4 - Техническая характеристика электросверла СЭР-19М
Номинальная мощность на шпинделе кВт
Частота вращения шпинделя обмин
Способ подачи сверла на забой
Усилие подачи на забой кН
Бурение шпуров в забое осуществляется с помощью электрического ручного сверла типа СЭР-19М.
Максимальная длина штанги в комплекте должна быть не менее максимальной глубины шпуров. По таблице 5.
Таблица 5 - Глубина шпуров в зависимости от крепости пород и сечения выработок
Коэффициент крепости
Глубина шпуров для выработок сечением
Принимаем глубину комплекта шпуров равной 20 м.
Все шпуры в забое выработки подразделяются на врубовые отбойные и оконтуривающие. Глубину и коэффициент заполнения врубовых шпуров ВВ принимают на 10-15% больше а коэффициент заполнения оконтуривающих шпуров на 15-20 % меньше чем отбойных шпуров. Отсюда рассчитаем глубину врубовых и оконтуривающих шпуров:
Врубовые шпуры в забое взрываются первыми. Они предназначены для создания дополнительной обнаженной поверхности что облегчает работу отбойных (основных) шпуров. Совокупность врубовых шпуров называют врубом.
Тип вруба и число вспомогательных шпуров для образования врубовой полости зависят от площади забоя длины заходки крепости и текстуры пород.
Врубы для образования врубовой полости подразделяются на три типа:
- с наклонными шпурами к плоскости забоя (воронкообразные пирамидальные клиновые веерные);
-с перпендикулярно направленными шпурами (прямые врубы);
Врубы с наклонными шпурами применяют в породах любой крепости.
Вертикальный клиновой вруб применяют в породах однородного строения а также при вертикальных трещинах и напластованиях. Горизонтальный клиновой вруб применяют в выработках большого сечения а также при горизонтальных трещинах и напластованиях.
Так как по заданию к курсовому проекту информацией по напластованию и трещиноватости можно пренебречь то мы принимаем вертикальный клиновой вруб.
Одним из основных параметров бурения шпуров определяющим расположение шпуров в забое и оптимальное расстояние между ними является линия наименьшего сопротивления (ЛНС) отбойного шпура Wот .
где Км - коэффициент местных геологических условий принимается в зависимости от категории трещиноватости пород от 09 до 11;
К3 - коэффициент зажима принимается при S 4 м2 -- 06; при S = 4 60 м2 -- 07-08; при S > 60 м2 -- 09;
d3 - диаметр заряда м;
Δ - плотность заряжания тм3 ;
ρ - плотность породы тм3 ;
е - относительная работоспособность ВВ.
Коэффициент плотности заряжания шпуров Δ в зависимости от диаметра патронов и крепости пород можно определить по таблице 6.
Таблица 6 - Коэффициент плотности заряжания шпуров в зависимости от крепости пород и диаметра патронов ВВ
Значения крепости пород
Общее число шпуров в забое N можно определить по формуле:
гдеq - удельный расход ВВ кгм ;
S - площадь поперечного сечения выработки м2;
– коэффициент использования шпуров (КИШ) обычно =08-09;
dп - диаметр патронов ВВ или диаметр шпура (при использовании порошкообразных или гранулированных ВВ) см;
kз - коэффициент заполнения шпуров.
Для выработок площадь поперечного сечения которых не превышает 20 м2 удельный расход ВВ определяется по формуле:
где f - коэффициент крепости пород по М.М. Протодьяконову;
S - площадь поперечного сечения выработки м;
Кк - коэффициент учитывающий требуемую степень дробления породы (Кк = 11-13);
е - коэффициент относительной работоспособности применяемого ВВ по отношению к эталонному ВВ (аммонит 6ЖВ).
Относительная работоспособность (е) некоторых ВВ:
Аммонит 6ЖВ - 10; гранулит М - 111; игданит - 113: аммонал М-10 - 08; аммонит скальный № 1 - 08; граммонал А-8 - 08; аммонал скальный № 3 - 08; детонит М - 082.
Количество оконтуривающих шпуров (Nок):
гдеРк - периметр контура выработки в поперечном сечении (11908 м);
ак - расстояние между контурными шпурами м.
Принимаем на заходку 6 врубовых 19 оконтуривающих и 10 отбойных шпуров.
При проведении буровзрывных работ применяется конструкция шпуровых зарядов двух видов: сплошная и рассредоточенная.
Для проходки выработки мы применяем сплошную конструкцию зарядов. Патрон-боевик размещаем первым от устья заряда.
Рисунок 1 – Конструкция шпуровых зарядов
Масса заряда взрывчатых веществ в шпуре определяется по формуле:
где Q3 - масса заряда ВВ в шпуре;
Qц - расход ВВ на цикл кг;
N— общее количество шпуров на цикл.
Расход ВВ на цикл составит:
где Qц - расход ВВ на цикл кг;
qp - расчетный удельный расход ВВ кгм3 (qр=q);
Lш – глубина комплекта шпуров м.
Ориентировочно определим величину зарядов во врубовых и оконтуривающих шпурах.
Массу заряда во врубовых шпурах мы увеличим на 10% а массу заряда в оконтуривающих шпурах уменьшим на 15%.
Так как мы приняли сплошную конструкцию заряда то количество патронов в шпуре (n) округляем до целого.
где m – масса одного патрона ВВ кг.
(принимаем 4 патрона);
(принимаем 3 патрона);
(принимаем 3 патрона).
Уточненная масса заряда в одном шпуре
Фактический расход ВВ на цикл составит:
Средний удельный расход ВВ на цикл составит:
где - коэффициент использования шпуров;
Для проведения горно-подготовительной выработки преимущественно применяют электрическое мгновенное и короткозамедленное взрывание.
Первыми обычно взрывают заряды во врубовых шпурах затем через интервал замедления взрывают заряды в отбойных шпурах которые делят на группы взрываемые с интервалом. Заряды в контурных шпурах взрывают одновременно после отбойных.
Интервал замедления t между взрывами отдельных групп зарядов при короткозамедленном взрывании можно определить по формуле:
где W - линия наименьшего сопротивления м;
f - коэффициент крепости пород.
Источником тока для производства взрывных работ принимаем взрывную машинку ПИВ-100М технические характеристики которой указаны в таблице 3.
Рассмотрим электрический способ взрывания при последовательной схеме инициирования как наиболее часто применяемой на практике. Электровзрывная сеть состоит из электродетонаторов с проводами соединяющих их между собой и источника тока или минной станции. Расчет электровзрывной сети сводится к определению ее полного сопротивления и силы тока проходящего через каждый электродетонатор.
Для соединения электродетонаторов со взрывной машинкой применяем магистральные провода марки ВМП (таблица 7). Для безопасного ведения работ место укрытия взрывника находится на расстоянии 200 м от забоя значит длина магистральных проводов также составит 200 м.
Таблица 7 -- Техническая характеристика провода марки ВМП
Площадь сечения жил мм2
Сопротивление 1 м провода Омм
Магистральные и соединительные
Величина сопротивления сети без электродетонаторов определяется по формуле
где Rм Rc Ry Rк - сопротивление магистральных соединительных участковых и концевых проводов соответственно Ом.
Полное сопротивление электрической цепи при установке одного ЭД в боевике
где Lм Lc Ly - длина соответствующих участков проводов м;
N- число последовательно соединенных боевиков;
Rэ - сопротивление одного ЭД Ом;
rм rc rу - сопротивление 1 м магистральных соединительных и участковых проводов соответственно.
Общее сопротивление Rобщ электровзрывной сети для обеспечения безотказного взрыва должно соответствовать неравенству
где Rном - номинальное паспортное (допустимое) сопротивление сети для выбранного типа взрывной машин.
35320 (удовлетворяет ЕПБ).
Общая сила тока в сети
где U - напряжение в электровзрывной сети В.
Общая сила тока проходящего через ЭД должна быть больше гарантийного тока. В соответствии с требованиями ЕПБ при ВР при использовании постоянных источников тока в каждый ЭД должен поступать гарантийный ток не менее 1 А если одновременно взрывается до 100 ЭД не менее 13 А -до 300 ЭД не менее 25 А при взрывании переменным током независимо от количества ЭД. При инициировании зарядов от взрывных приборов в электровзрывную сеть поступает импульсный ток поэтому условие безотказного взрыва проводят только по допустимому сопротивлению.
(удовлетворяет ЕПБ при ВР).
Объем бурения на цикл:
Подвигание забоя за один цикл:
где Lcp - средняя длина шпуров м;
- коэффициент использования шпуров (см. раздел 6)
Объем разрушенной породы за цикл:
Расход ВВ на 1 м3 взорванной породы q1 и на 1 м проходки выработки q11:
где Qц1 - уточненный расход ВВ на забой кг;
V- объем разрушенной породы за цикл м3.
Расход бурения на 1 м3 породы L1 и на 1 погонный метр выработки L11:
Удельный расход ЭД на 1м3 взорванной породы N1 и на 1 погонный метр выработки N11:
где N- число шпуров (электродетонаторов) на один цикл.
Расход забоечного материала:
где d - диаметр шпуров м;
Lзаб. ср - средняя длина забойки в 1 шпуре на цикл м.
Определим длину зарядов в шпурах:
где nп – количество патронов в шпуре шт.;
Lп – длина патрона ВВ м .
Определим длину забойки в шпурах:
где Lш – глубина определенного типа шпура м.
Определим среднюю длину забойки в шпурах:
Перед производством взрывных работ люди находящиеся вблизи должны удалиться в безопасное место указанное руководителем взрывных работ участка.
Необходимо знать значение звуковых сигналов подаваемых при производстве взрывных работ:
Первый звуковой сигнал - предупредительный (один продолжительный). Сигнал подается перед заряжанием.
По этому сигналу все люди не занятые заряжанием должны быть удалены руководителем взрывных работ за пределы опасной зоны в места указанные в паспорте буровзрывных работ (наряд-путевке). У мест возможного входа в опасную зону в выработках со свежей струёй воздуха должны быть выставлены посты охраны а в выработках с исходящей струей воздуха - предупредительные знаки. Мастер-взрывник обязан предъявить руководителю взрывных работ наряд путевку для записи о выставлении постов охраны об инструктаже постовых.
После окончания заряжания и удаления из опасной зоны людей занимавшихся заряжанием мастер-взрывник производит монтаж взрывной сети.
Второй звуковой сигнал - боевой (два продолжительных).
После этого сигнала производится взрыв.
Мастер-взрывник подключает магистральные провода к взрывному прибору находясь в безопасном месте (укрытии) указанном в паспорте БВР (в наряд-путевке) и подает импульс тока во взрывную сеть.
Третий звуковой сигнал - отбой (три коротких).
Этот сигнал подается мастером-взрывником после полного проветривания и осмотра места взрыва на наличие отказов заколов и т.д. и означает окончание взрывных работ. Производится замер газа метана. Допуск людей на рабочее место производит руководитель взрывных работ.
При проведении нескольких взрываний в одной опасной зоне следующий звуковой сигнал (боевой) подается перед каждым последующим взрывом.
Сигналы подаются мастером-взрывником свистком.
При переноске взрывчатых материалов (ВМ) по территории пром-площадки мастер-взрывник (заведующий складом ВМ) должен быть одет в сигнальный жилет. Работникам не связанным с переноской ВМ или ведением взрывных работ не допускается останавливать мастера-взрывника (заведующего складом ВМ) или подходить к нему при наличии у него ВМ.
Транспортные средства на которых перевозятся ВМ должны быть оборудованы красным фонарем (проблесковым) установленным на крыше автомобиля видимым со всех сторон и включенным при движении с ВМ. Водители встречных транспортных средств заметив включенный красный фонарь (проблесковый) должны заранее освободить проезжую часть заехав в ближайшую сбойку (камеру) остановиться и пропустить транспортное средство с ВМ. Люди движущиеся по выработке и заметившие включенный красный фонарь (проблесковый) должны зайти в людскую нишу или в ближайшую сбойку и дождаться проезда транспортного средства с ВМ. Огневые работы ведущиеся по маршруту движения транспорта с ВМ должны быть приостановлены.
Нельзя производить какие-либо операции по воздействию на найденные ВМ или выносить их из рудника. Найденные ВМ необходимо передать лицу технадзора или сдать на склад ВМ. При невозможности сдать их на склад необходимо оградить их или выставить около них пост и сообщить диспетчеру или на склад ВМ. При возникновении возгорания на транспортном средстве перевозящем ВМ (совместно средства инициирования и взрывчатые вещества) водителю (мастеру-взрывнику) необходимо немедленно остановиться не отключая фары и фонарь красного цвета (проблесковый) всем безопасно покинуть автомобиль. При этом мастер-взрывник должен обязательно взять с собой сумку с электродетонаторами закрестить вход в выработку в 150 м от места аварии со стороны свежей струи срочно сообщить о случившемся диспетчеру рудника доложить свою фамилию профессию местонахождение поступить в распоряжение диспетчера рудника.
Разрушение горных пород взрывом: учебно-методическое пособие по курсовому проектированию для студентов специальности 1-51 02 01-02 «Подземные горные работы» 1-51 02 01-03 «Обогащение полезных ископаемых» Б.А. Волков. – Минск: БНТУ 2010. – 29 с.
Инструкция №Р—1 по охране труда для подземных работников рудников: г.Солигорск 2010.

Чертеж.cdw

Условия и показатели
Категория шахты по газу
Площадь сечения выработки
Подвигание забоя за цикл
Количество шпуров на забой
Тип и количество ЭД:
Тип взрывной машинки
Объем взорванной породы за цикл
Выход взорванной массы с 1 п.м шпура
Объем бурения за цикл
Удельный объем бурения
Расход забойки на цикл
в которых взрывание
производится за один прием
Схема расположения шпуров в забое
Горнотехнические условия и основные показатели проекта
Параметры и очередность взрывания шпуров
Конструкция шпурового заряда