Характеристики 2ПНБ-2:
производительность – 2,5 м3/мин;
скорость рабочая – 0,15 м/с;
ширина захвата – 1800 мм;
длина – 7800 мм;
ширина – 1800 мм;
высота – 1450 мм;
масса – 11850 кг.
Характеристики БУЭ3:
диаметр буровой коронки – 43 мм;
ширина забоя – 5,4 м;
высота забоя – 4,2 м;
диаметр шпура – 43 мм;
масса – 9800 кг.
Характеристики СЭР 19М:
частота вращения – 340/700 об/мин;
длина – 370 мм;
ширина – 318 мм;
высота – 300 мм;
масса – 18 кг.
Примем основные организационные параметры:
-продолжительность смены -7 ч;
-число рабочих дней в неделе - 5;
-число рабочих дней в месяце -22;
-продолжительность цикла;
-число циклов в сутки;
-среднемесячная техническая скорость проходки выработки не ниже нормативной (табл.3. СНиП –III-11-77).
5. Буровзрывной способ.
Выполним расчет параметров буровзрывного комплекса.
Выберем тип ВВ и СВ.
Наибольшее применение на горных предприятиях нашла взрывчатка типа Аммонит №6 ЖВ с работоспособностью Р = 360-380 см3. В качестве средства взрывания врубовых шпуров применим электродетонаторы ЭДЗИ-1,
ЭДЗИ-2, ЭДЗИ-3, ЭДЗИ-4,с жёстким способом крепления мостика. Для подрыва оконтуривающих и отбойных шпуров применяются электродетонаторы типа ЭДЗИ-5 – ЭДЗИ-10.
Из условий прочности пород выберем пирамидальный вруб, который применяется при горизонтальной трещиноватости пород.
В качестве типа заряда применим обычный колонковый заряд.
Определим удельный расход ВВ. Удельный расход зависит от качества ВВ, свойств пород, размеров выработки, качества заряжания и забойки шпуров и наличия дополнительных плоскостей обнажения.
Удельный расход ВВ определяется по формуле Н. М. Покровского:
q = q1 * f0 * V * e * m
q-удельный расход;
q1-удельный заряд условного ВВ, определяется по формуле:
q1 = 0,1f = 0,1 * 8 = 0,8 .
f0-коэф.-т структуры породы, равен 1,4.
V-коэффициент зажима учитывающий глубину шпуров и сечения в черне. Определяется по формуле:
V = 6,5 / (Sвч )0,5 = 6,5 / 4,43 = 1,46.
e-коэффициент работоспособности ВВ. Определяется по формуле:
е = Аэ /Ап = 380 /380 =1,0,
где Аэ - работоспособность эталонного ВВ, а Ап – работоспособность применяемого ВВ.
m - коэффициент изменения расхода ВВ в зависимости от диаметра патрона ВВ.
m = 36 / dпатр
m = 36 / 36 =1,0
При применении патронов диаметром 36 мм m равен 1,0.
Удельный расход ВВ составит:
q = 0,8 * 1,4 * 1,46 * 1,0 * 1,0 = 1,64 кг/м3.
Определим общее количество шпуров:
Nоб = Nвр + Nот + Nконт
Определим количество шпуров на заходку:
Nоб = 1,27 * q * Sвч / ( d2 * Δ * a *Ку)
d-диаметр патрона ВВ, равен 36 мм.
Ку –коэффициент уплотнения заряда, равен (1,15-1,2)
Δ -плотность ВВ в патронах, равна 1100-1200 кг/м3.
а -коэффициент заполнения шпура, равен (0,45-0,85)
Nоб = 1,27 * 1,84 * 19,7 / ( 0,0362 * 1,2 * 0,85 * 1200 ) = 33 шпуров.
Nвр = 9 шпуров.
Nконт = ((Рвч – В1) / ак) – 1
Nконт = ((15,6 – 5,573) / 0,75) – 1 = 13 шпуров.
Nот = Nоб - Nвр - Nконт
Количество врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров должно удовлетворять условию:
Nвр : Nотб : Nконт = 1 : 1,3 :1,5
Nот = 33 – 9 – 13 = 11 шпуров.
Определим оптимальную наклонную глубину шпура:
lш = 0,8 Тц / ((η * sinαcp* Sпр ) / (n * p) + N * φ / ( k * v) +
η * sinαcp * φ1 / ( z * mкр* Hкр))
lш = (0,8 * 7) / (((0,95 * 0,99 * 20,5) / (1*2,5)) + (33 * 0,8) / (2*13,6) +
(0,95 * 0,99 * 0,1) / (1 * 0,33 * 0,12))) = 2,5 м.
Тц -продолжительность проходческого цикла.
η -КИШ, равный 0,9 для врубовых шпуров и 0,95 для отбойных и оконтуривающих.
n – число погрузочных машин, 1 шт.
mкр – кол-во крепильщиков.
z – шаг крепи,1000 мм.
р – нормированная производительность погрузочной машины.
k – число бурильных машин, 2шт.
Hкр – норма выработки по креплению (по ЕНиРу).
φ1-коэффициент совмещения процессов, равен 0,1 (90% совмещенных, 10% несовмещенных).
Определим глубину отбойных шпуров:
lотб = l1 / sin αcp = 2,5 / 1,0 = 2,5 м.
Глубина оконтуривающих шпуров находится по формуле:
lконт = lотб / sin αКонт = 2,5 / 0,99 = 2,52 м.
Глубина врубового шпура определяется по формуле:
lвр = lотб / sinαконт + 0,15 = 2,5 / 0,99 + 0,15 = 2,66 м.
Количество врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров должно удовлетворять условию:
Nвр : Nотб : Nконт = 1 : 1,3 :1,5
Nвр = N * / (1+1,3+1,5) = 9 шт.
Nотб = N*1,3/(1+1,3+1,5) = 11 шт.
Nконт = N*1,5/(1+1,3+1,5) = 13 шт.
Определим расстояние между шпурами.
Расстояние между устьем оконтуривающего шпура и стенкой выработки следует принимать в пределах 0,1 – 0,25 м.
а конт = l конт * cos α конт = 2,52 * 0,087 = 0,22 м.
а вр = l вр * cos α вр+ b/2 = 2,66 * 0,259 + 0,2 = 0,43 м.
b = ( 0,1 – 0,4 ) м.
Расстояние между оконтуривающими шпурами:
а1конт = 4 * (Sвч )0,5/ N конт = 4* 4,43 / 13 = 1,36 м.
а от = Р / Nот = 15,6 / 11 = 1,41м.
Определим расход ВВ на 1 заходку:
Q = q * Sпр * l * η = 1,64 * 20,5 * 2,5 * 0,9 = 75,6 кг.
Определим среднюю массу, приходящуюся на один шпур:
qср = Q / N = 75,6 / 33 = 2,3 кг.
Определим расчетную массу заряда по типам шпуров:
qвр = qср * ( 1,1 -:- 1,2 ) = 2,3 * 1,2 =2,7 кг.
qотб = qср = 2,3 кг.
qок = qср = 2,3 кг
Применим патрон ВВ диаметром 36 мм, массой 300 г, длиной 250 мм.
Фактическая масса заряда должна быть кратной массе одного патрона ВВ.
Для врубовых шпуров:
q1вр = 9 * 0,3 = 2,7 кг.
Длина заряда также должна быть кратной длине одного патрона ВВ.
lзар = 9 * 0,25 = 2,25 м.
Длина забойки шпура:
lзаб = lвр - lзар = 2,66 – 2,25 = 0,41 м.
Коэффициент заполнения шпура равен
авр = lзар / lвр = 2,25 / 2,66 = 0,84
Для оконтуривающих шпуров:
q1ок = 8 * 0,3 = 2,4 кг.
lзар = 8 * 0,25 = 2,0 м.
lзаб = lок - lзар = 2,52 – 2,0 = 0,52 м.
аок = lзар / lок = 2,0 / 2,52 = 0,79
Для отбойных шпуров:
q1отб = 8 * 0,3 = 2,4 кг.
lзар = 8 * 0,25 =2,0 м.
lзаб = lотб - lзар = 2,5 – 2,0 = 0,5 м.
аотб = lзар / lотб = 2,0 / 2,5 =0,8
Фактическая масса Qф всех зарядов определяется по формуле:
q1вр* Nвр + q1отб* Nотб + q1ок* Nок = 2,7*10 + 2,4*12 + 2,4*15 = 91,8 кг.
6. Выбор схемы соединения электродетонаторов
Выбор схемы соединения электродетонаторов производится из расчета силы тока, поступающей в каждый электродетонатор.
При последовательном соединении:
I = i = E / ( R + n * r ) = 600 / (4,67 + 33*4,2) = 4,18 А.
i = I ≥ iσ
При параллельном соединении:
I = E / ( R + r / n ) =600 / (4,67 + 4,2/33 ) =125 А.
i = I / n ≥ iσ
I – величина тока в электровзрывной сети.
Е – напряжение источников тока, В.
Е = 600 В.
R – расчетное сопротивление одного электродетонатора, Ом.
r = 2 Ом, для константановых мостиков накаливания.
r = 4,2 Ом, для нихромовых мостиков накаливания.
n – кол-во электродетонаторов, равное числу шпуров.
i – сила тока, поступающая в каждый электродетонатор.
iσ – минимальная величина тока на 1 электродетонатор для безотказного взрывания, А.
iσ менее 2,5 А при источнике переменного тока.
iσ более 2,5 А при источнике постоянного тока.
R – сопротивление всех проводов, Ом
R = ρ * lпр / S пр
ρ – удельное сопротивление материала провода, Ом * м2 / м.
ρмеди = 0,0175 Ом * м2 / м.
lпр – длина проводов, равна 200 м.
S пр – сечение провода, равное 0,75 м.
Ожидаемые показатели при проходке БВР.
Подвигание забоя за цикл:
Vц = lотб * КИШ = 2,5 * 0,9 = 2,25 м.
Vсут = Vц * 3 = 2,25 * 3 = 6,75 м.
Vмес = Vсут *Nраб.дн. = 6,75 * 22 = 148,5 м.
Последняя величина является среднемесячной скоростью проходки выработки.
По нормам среднемесячная проходка квершлагов и полевых штреков равна 70 м/мес., штреков по полезному ископаемому 110 м/мес.
Определим объем взорванной породы за один цикл:
Vп = Sпр * Vц = 20,5 * 2,25 = 46,125 м3
Определим расход ВВ на1 м выработки
Q1м = Qф / Vц = 91,8 / 2,25 = 40,8 кг/м.
Расход ВВ на 1 м3 породы:
q1м3 = Qф /Vп = 91,8 / 46,125 =1,99 кг/м3.
Для бурения шпуров электросверлами СЭР-19м принимаем буровые штанги длиной 3м и резцы РЦ-13М.