Проект проведения подземной горной выработки (стр. 3 из 10)
Расчет прочных размеров крепи
С учетом горно-геологических условий и имеющихся материалов применяем металлическую распорную анкерную крепь АР-1. Анкерная крепь АР-1 состоит из штанги со вставленным в прорезь и заваренным в ней клином , двух полумуфт, опорной плиты и натяжной гайки. Применяется в породах с крепостью более f=12.
Все расчеты прочности закрепления в шпуре анкерной крепи произведены по формулам из справочника «Теория и практика применения анкерной крепи» Автор А.П. Широков. Москва «Недра» 1981г.
где,
ц – угол трения пород, 30град
D – диаметр распорной муфты, 32см
h – высота распорной муфты, 30см
усж – предел прочности породы на сжатие
б – половина угла симметричного клина, 2град
р1 – угол трения стали по стали,0,2град
Необходимая длина анкер Lа в кровле и высота возможного вывала пород выработки находится из выражений:
Lа = b+ L2 + L3=0,1+0,35+0,05=0,5м;
мгде L2 – величина заглубления анкеров за контур возможного вывала пород (принимается равной 0,35м); L3 - длина анкера, выступающего за контур выработки, Lк = 0,05м; аn = полупролет выработки в проходке, м; h – высота выработки в проходке, м.
- коэффициент, характеризующий устойчивость боков выработки;
- коэффициент, характеризующий наклон призмы сползания в боках выработки (принимается по Таблице 12.1. Теория и практика применения анкерной крепи. Автор А.П.Широков. Москва «Недра» 1981 г); цб – угол внутреннего трения (сопротивления) пород в боках выработки; Кк – коэффициент, учитывающий уменьшение прочности пород в кровле выработки (принимается по Таблице 13.1); fк – коэффициент крепости пород в кровле выработок; Ксж – коэффициент концентрации сжимающих напряжений на контуре выработки, значение которого принимается по табл. 12.2; г – средний удельный вес толщ пород, залегающих над выработкой до поверхности, МН/м3; Н – глубина выработки от поверхности, м; Кб – коэффициент, учитывающий уменьшение прочности пород в боках выработки, значение которого принимается по Табл.12.1Принимаем длину анкера в кровле Lк = 0,5м.
В связи с тем, что ш<0, анкерование боков выработки не производится
Площадь кровли, поддерживаемая одним анкером,
м2где Fк – площадь кровли, поддерживаемая одним анкером, м2; Рк – прочность закрепления анкера в шпуре, пробуренном в кровле;
– коэффициент запаса, учитывающий неравномерность распределения загрузки на анкер и возможность пригрузки со стороны вышележащих слоев, принимается равным 4,5; б – угол наклона выработки, градус 00Расстояние между анкерами в ряду:
мгде Ln – шаг установки анкеров по ширине выработки, м;
Lу – расстояние между рядами анкеров, м, принимается 1,5м
Число анкеров в ряду:
где Lb=1,33×b=1,33×3,25=4,32м – часть периметра выработки, которая подлежит анкерованию по кровле, м. Где b – ширина выработки вчерне.
Принимается 3 анкера в ряду.
На основании полученных данных составляется паспорт крепления разведочной выработки, который наряду с другими важнейшими документами, является документом в соответствии с которым осуществляется проходка выработки. Он содержит все необходимые сведения о конструкции крепи и материалах, из которых она изготавливается, способе её возведения и оборудовании, которое при этом применяется.
Составление паспорта крепления
I. Характеристика выработки
1. Форма поперечного сечения – прямоугольно-сводчатая
2. Сечение выработки Sвч= 8,5м2; Sсв=8,3м2
3. Размеры сечения вчерне: ширина – 3450мм, высота – 2700мм, радиус осевой дуги – 3120мм, радиус боковой дуги – 590мм
4. Протяженность выработки – 380м
5. Периметр поперечного сечения вчерне P=2hб+1,33×b = 2×1,85 + 1,33×3,45 = 8,3м
II. Характеристика горных пород
1. Категория по буримости – XVIII
2. Коэффициент крепости – 15
3. Характеристика устойчивости – устойчивые
III. Характеристика крепи
1. Крепление – анкерная крепь по кровле
2. Конструкция – распорная анкерная крепь АР-1
3. Материал крепи – металл
4. Расстояние между анкерами в ряду –1,45м
5. Расстояние между рядами анкеров – 1,5м
6. Диаметр анкера – 32мм, диаметр шпура – 40мм
7. Длина анкера – 0,5м, глубина шпура – 0,5м
8. Расход крепи на 1пм – 2шт
Разработка паспорта буровзрывных работ
Взрывчатыми веществами (ВВ) называются взрывчатые химические соединения или механические смеси ряда химических компонентов, которые в своём составе содержат все необходимые химические элементы для реакции взрывного окисления без притока кислорода извне.
Взрывание – процесс детонирования зарядов ВВ в заданной последовательности и в заданный момент времени способами, обеспечивающими безопасность взрыва. Для этой цели используют средства взрывания, с помощью которых начальный импульс передаётся заряду ВВ и, таким образом, возбуждается его детонация.
Взрывные работы при проведении горных выработок выполняются в соответствии с паспортом буровзрывных работ, который состоит из схемы расположения шпуров в забое, табличных показателей по шпурам, технико-экономических показателей взрыва и мероприятий по технике безопасности.
Исходными параметрами для составления паспорта БВР является площадь поперечного сечения выработки и глубина шпуров в комплекте.
Одним из критериев эффективности БВР является величина коэффициента использования шпуров (КИШ). Удовлетворительными значениями КИШ можно считать для пород ХV-ХХ категорий – 0,75-0,9. При реализации паспорта БВР, совершенствуя схему расположения шпуров и некоторые другие параметры, добиваются, чтобы фактическое значение КИШ было бы не ниже принятого при проектировании.
Современный ассортимент выпускаемых взрывчатых веществ по своей номенклатуре и качеству соответствуют самым разнообразным горнотехническим условиям при проведении горноразведочных выработок. На выбор ВВ особое влияние оказывают крепость пород и их обводненность, способ заряжания шпуров. Выбор средств инициирования зависит от принятого способа взрывания зарядов. Для нашего случая мы выбираем взрывчатые вещества Nobelit 216Z, который производится Навоийским горно-металлургическим комбинатом
Nobelit 216Z – предназначен для ведения взрывных работ на земной поверхности, а также на подземных работах, кроме шахт опасных по взрыву угольной пыли или горному удару.
Состав Nobelit 216Z:
| № | Наименование компонентов | Массовая доля, % |
| 1. | Аммиачная селитра, жидкая 82% | 44,6 |
| 2. | Аммиачная селитра (гранулированная) пористая | 38,6 |
| 3. | Нитрат натрия NaNO3 (SN pril) | 9,5 |
| 4. | Масло индустриальное | 1,2 |
| 5. | Тиомечевина | 0,2 |
| 6. | Воск | 2 |
| 7. | Парафин | 2 |
| 8. | Нитрат натрия (раствор) | 0,3 |
| 9. | Уксусная кислота (раствор) | 0,18 |
| 10. | Натриевый щелок NaOН (раствор) | 0,14 |
| 11. | Эмульгатор марки DN 2000 | 1,2 |
| 12. | Вода | 0 |
Техническая характеристика Nobelit 216Z
| Показатель | Ед. изм | Значение |
| Теплота взрыва | кДж/кг | 3191 |
| Объем газообразных продуктов взрыва | л/кг | 929 |
| Кислородный баланс | % | -0,92 |
| Удельная энергия | кДж/кг | 792 |
| Работоспособность | См3 | 360 |
| Плотность | г/см3 | 1,15 |
| Водоустойчивость | Не ограничена | |
| Чувствительность к удару и трению | Не чувствителен | |
| Скорость детонации | км/с | 3,5 |
| Материал оболочки патрона | Полиэтилен | |
| Диаметр | мм | 36 |
| Масса | Грамм | 600 |
| Длина | мм | 500 |
| Технология | ORICA | |
| Изготовитель | г.Зарафшан. завод ЭВВ НГМК |
Определим глубину шпуров исходя из заданной скорости проходки:
l= L/(T*к*m*з) =380/(61*1*3*0,85) » 2,45м, где
L=380м- проектная длина штрека;
T= 2мес = 61дней- время, отводимое на проходку выработки;
m = 3 - число рабочих смен в сутки;
- число циклов в каждой смене;з - коэффициент использования шпуров.
Для патронов диаметром 36мм следует применять в качестве породоразрушающего инструмента съёмные коронки КДП-40-25. Марка твёрдого сплава ВК – 15 или ВК – 11В.