Расчет параметров буровзрывных работ

А. Общие положения и исходные данные

Расчет параметров буровзрывных работ производится на основе учета важнейших технологических характеристик взрываемых горных пород и условий осуществления выемочно-погрузочных работ, к которым прежде всего относятся основные параметры применяемых при погрузке взорванных пород экскаваторов.

Далее в отчёте приводятся исходные данные для конкретного варианта, включая данные о свойствах пород и принятом диаметре бурения.

Б. Оценка взрываемости горных пород и выбор типа ВВ

1. Категория пород по взрываемости оценивается по величине эталонного удельного расхода ВВ (при использовании аммонита ЖВ или граммонита 79/21) в соответствии с методикой В.В. Ржевского [1], базирующейся на учете объективных данных о свойствах горных пород:

q _э = 0,2 (σ_сж + σ_сдв + σ_раст)+0,002 γ, г/м³,

где σ_сж, σ_сдв, σ_раст – пределы прочности пород на одноосное сжатие, сдвиг и растяжение, МПа;

γ – плотность пород, кг/м³.

В соответствии с установленной величиной q _э по табл. 11 приложения устанавливается категория (класс) породы по взрываемости. С учетом категории пород по взрываемости и степени их обводненности по табл. 1. приложения или на основе лекционного материала производится выбор соответствующего типа ВВ (в табл.1 слабым породам соответствуют породы легко- и средней взрываемости, породам средней крепости – трудновзрываемые и породам крепким и весьма крепким – весьма трудно - и исключительно трудновзрываемые).

2. Расчет величины проектного удельного расхода ВВ. Производится по выражению:

q _п = q _э k _вв k _д k _сз k _тр k _оп k _v, г/м³,

где k _вв – переводной коэффициент от эталонного ВВ к ВВ, принятому студентом выше (табл.13 приложения);

k _д– коэффициент, учитывающий требуемою степень дробления породы. При расчетах его величину возможно принимать в соответствии с таблицей:

(величина k _д зависит также от вместимости ковша экскаватора: меньшие значения k _д для той или иной категории пород при расчетах следует принимать при вместимости ковша экскаватора Е > 10 м³);

k _сз – коэффициент, учитывающий степень сосредоточения заряда ВВ:

(диаметр заряда (d _з), указанный в приведенной таблице, должен примерно соответствовать принятому в работе №3 диаметру долота);

k _тр – коэффициент, учитывающий трещиноватость массива

k _тр =1,2 l _ср^тр + 0,2,

где – среднее расстояние между трещинами в массиве, м (принимается по данным работы №2);

k _оп – коэффициент, учитывающий число обнаженных поверхностей уступа при взрыве, можно принять по таблице:

k _v – коэффициент, учитывающий влияние высоты уступа:

k _v =

где Н _у – высота уступа, м (принимается из условия задания по данной работе).

В. Определение параметров взрывных скважин

1. Длина скважины определяется по выражениям:

при наклонных скважинах L _c = ;

при вертикальных скважинах L _c = Н _у + l _п,

где Н _у – высота уступа, м;

β – угол наклона скважины к горизонту, град;

l _п – глубина перебура, м.

l _п = (10÷15) d _c,

где d _c – диаметр скважины (заряда), м.

Меньшие значения l _п принимаются в легковзврываемых породах и при применении наклонных скважин, а большие – в трудновзрываемых породах и при вертикальных скважинах.

При выборе расположения скважин предпочтение следует отдавать наклонным скважинам. В легковзрываемых породах допустимы вертикальные скважины.

Г. Расчет параметров расположения скважин на уступе

и величины заряда ВВ в скважине

1. Определение величины линии сопротивления по подошве уступа (W). Величина W зависит в основном от категории пород по взрываемости и от диаметра скважин (зарядов). При расчетах величину W можно принимать, исходя из следующих соотношений:

I – категория пород по взрываемости W =(45÷55) d _c;

II - категория пород по взрываемости W = (40÷45) d _c;

III - категория пород по взрываемости W = (35÷40) d _c;

IV- категория пород по взрываемости W = (30÷35) d _c;

V- категория пород по взрываемости W = (25÷30) d _c.

2. Определение расстояния между скважинами в ряду (а)

а = m W, м

где m – коэффициент сближения скважин (m = ).

Величину m можно принимать в зависимости от угла между линией откоса уступа и указанным в исходных данных направлением максимальной скорости упругих волн в массиве (α_ув), которое соответствует направлению минимальной частоты трещин, т.е. направлению большой оси зоны дробления породы вокруг заряда. При расчетах можно принимать:

при α_ув = 60-90^о – m =0,7-0,9;

при α_ув = 0-30^о – m =1,1-1,3;

при 30^о α_ув 60^о – m = 0,95-1,05.

3. Определение расстояния между рядами скважин (b):

при наклонных скважинах можно принимать b = W;

при вертикальных скважинах b = (0,85÷1,0) W.

4. Расчет величины заряда ВВ в скважине

Q _зар = q _п V _с = q _п Н _у W а, кг,

где V _с – объем части массива, взрываемого зарядом одной скважины, м³:

V _с = H _y W a, м³;

q _п – проектный удельный расход ВВ, кг/м³.

5. Проверка величины заряда ВВ по вместимости скважины (Р)

Р = р l _зар, кг,

где р – вместимость 1м скважины, кг/м;

l _зар – длина заряда ВВ в скважине, м.

Вместимость 1м скважины

р = , кг/м,

где d_c – диаметр скважины, м;

– плотность используемого ВВ, кг/м³.

Длина заряда ВВ в скважине

l _зар = L _c – l _заб , м,

где l _заб – длина забойки, м:

l _заб = (15÷20) d _с, м

Вместимость скважины должна быть равна или близка расчетной массе заряда. Если они существенно отличаются друг от друга, то привести их в соответствие возможно за счет некоторого увеличения или уменьшения размеров сетки скважин (а ´ b) или за счет рассредоточения заряда ВВ по высоте и уменьшения в результате его массы (по материалам лекций).

6. Выбор формы сетки скважин

Количество рядов скважин при расчетах предварительно возможно принимать, исходя из общей ширины взрываемого блока (Ш _вб) в пределах 15-30м.

Форму сетки скважин следует принимать в соответствии с величиной угла α_ув: при α_ув = 60-90^о и α_ув =0-30^о наилучшей будет шахматная форма сетки, а при α_ув от 30^о до 60^о – прямоугольная.

7. Определение выхода горной массы с 1м скважины. Примерное его значение вычисляется по выражению:

= = , м³/м,

где V _c – объем горной массы, взрываемой зарядом одной скважины, м³.

8. Объем взрываемого блока целесообразно принимать соответствующим месячной производительность экскаватора:

V _вб = , м³/ мес

Среднемесячную производительность экскаватора (при условии его работы по непрерывной рабочей неделе с учетом затрат времени на ремонты и пр.) при расчетах возможно принимать примерно в следующих объемах:

9. Определение объема буровых работ (V _б) для обуривания подготавливаемого к взрыву блока и количества скважин на блоке (n _c):

V _б = , м,

n _c = , шт.

10. Определение общей массы заряда, необходимой для взрывания блока:

Q _общ = q _п V _вб, кг или Q _общ = Q _зар n _c, кг.

11. Выбор схемы короткозамедленного взрывания (КЗВ) и определение времени замедления.

При легко - и средневзрываемых породах рекомендуется принимать порядную или диагональную схему КЗВ, а для трудновзрываемых пород – диагональную схему. При взрывании со сбросом породы в выработанное пространство при бестранспортной технологии необходимо использовать только порядную схему взрывания.

Время замедления должно определяться, в соответствии с свойствами горных пород:

I категория пород по взрываемости t _зам = 55-70мс;

II категория пород по взрываемости t _зам = 45-55мс;

III категория пород по взрываемости t _зам = 35-45мс;

IV категория пород по взрываемости t _зам = 25-35мс;

V категория пород по взрываемости t _зам = 20-25мс.

В соответствии с принятым t _зам выбираются средства короткозамедленного взрывания.

Д. Построение паспорта буровзрывных работ

1. В соответствии с установленными параметрами скважинных зарядов, параметрами их расположения на уступе и принятой схемой короткозамедленного взрывания приводится графическое представление параметров буровзрывных работ – строится паспорт БВР.

Паспорт БВР вычеркивается на отдельном листе формата А4 в масштабе от 1:200 до 1:350 (в зависимости от высоты уступа) в профиле и плане с нанесением численных значений всех установленных параметров (рис.1).

Паспорт сопровожда-ется помещаемой на этом же листе таблицей. В ней приво-дятся все другие данные по проекту взрыва, которые не могут быть показаны графи-чески (категория пород по взрываемости, тип ВВ, его удельный расход, масса заря-да и др.).

Рис.1.