Проведение разведочной выработки

МО и ПО РФ

ОГЛАВЛЕНИЕ	стр.
Задание
1. Введение	3
2. Способ ведения и механизации горно-разведочных работ	4
2.1. Расчет производительности бурильной установки	8
2.2. Расчет буровзрывных работ	9
2.3. Расчет проветривания горно-разведочной выработки	12
3. Определение устойчивости и расчет крепления горных выработок	16
3.1. Оценка устойчивости горных выработок	16
3.2. Крепление горных  выработок	17
4. Организация горно-проходческих работ	18
4.1. Организация горно-проходческих работ	18
4.2. Продолжительность бурения	18
4.3. Продолжительность заряжения и взрывания	19
4.4. Продолжительность проветривания	20
4.5. Продолжительность крепления	20
5. Охрана труда и техника безопасности	21
Список литературы	23

 

 

Введение

Данный курсовой проект представляет собой работу по дисциплине «Проведение горно-разведочных выработок».

По проекту  заложен шурф, глубина которого 10 м.

Температура вмещающих пород равна (-10°).

Плотность пород 2,2 т/м³,

Крепость (f) по М.М. Прододьяконову - 6,

Предел прочности  на сжатие равен – 80 МПа,

Предел прочности  на растяжение равен  - 8 МПа.

Сечение выработки 2 м².

Размеры шурфа  дают нам основание применить  бадьевой подьем с краном, а вмещающие  породы с крепостью пород 6 требуют  применения сплошной венцовой крепи.

Шурф –стволообразная вертикальная горная выработка обычно небольшой глубины и малого сечения, проводимая с поверхности земли, главным образом для разведки месторождений полезных ископаемых, для вентиляции, а также для установки пригодности грунта под постройку, для обслуживания подземных работ, для дренажа или для взрывных работ методом камерных зарядов.

 

 

 

 

2. Способ ведения

и механизации  горно-разведочных работ

Работы по проведению шурфов начинаются с подготовки площадки:

• расчистки ее от валунов, камней, кустарников,
• снятия почвенного слоя.

На начальном этапе  возможна ручная проходка шурфов, которая  выполняется с помощью лопат, кайл и иногда клиньев, уборка породы до глубины 2,5 м выкидкой лопатами на поверхность; при глубине более 2,5 порода выдается на поверхность в бадьях с помощью крана.

Полный комплекс проходческих процессов включает:

1. отделение породы от забоя (отбойка, выемка),
2. погрузку и подъем горной массы на поверхность,
3. крепление,
4. проветривание выработки, водоотлив.

В конкретных условиях проходки отдельные процессы могут исключаться из приведенного комплекса (в частности, проветривание и водоотлив). Выбор способа проходки шурфов в основном определяют исходя из физических характеристик пород, масштабов и концентрации шурфопроходческих работ; второстепенные, не всегда определяющие факторы — удаленность и труднодоступность района разведки.

Степень механизации  шурфопроходческих работ, весьма незначительная на стадиях поисков и предварительной  разведки, обычно возрастает на стадиях детальных и эксплуатационных разведочных работ.

Способы проведения шурфов разнообразны и зависят от свойств  пород, глубины шурфов, общего объема проходческих работ.

Исходя из задания  на проектирования и учитывая горно-технические  условия при ведении горно-разведочных  работ применяем следующие оборудование.

Для бурения ручной перфоратор ПП-54 ВБ (ПР27ВБ)

В качестве подъемной  установки кран КШ-1М

При проветривании шурфа  вентилятор СВЦ-78М

Ниже приводим технические  характеристики выбранного оборудования

Характеристика переносного перфоратора ПП-54ВБ

Масса, кг, не более	32
Энергия удара, Дж, не менее	54
Число ударов в секунду, не менее	46
Крутящий момент, Н.м	26,5
Номинальное давление сжатого  воздуха, МПа	0,5
Глубина бурения, м, не более	4
Диаметр бурения, мм	40-46
Коэффициент крепости горных пород, не более	20
Внутренний диаметр  рукава, мм подводящего воздух подводящего промывочную жидкость отсасывающего пыль	25 12,5 25

 

Перфоратор должен оснащаться глушителем шума, снижающим уровень  шума до значения, не превышающего 112 дБА.

Механизированный подъем породы проводится шурфопроходческим  краном КШ-1М с бадьей БШ-0,15, масса  бадьи с грузом составляет 250 кг.

Кран шурфопроходческий  КШ-1М предназначен для механизации  спуско-подъемных операций при проходке геологоразведочных шурфов глубиной до 40 м и площадью поперечного сечения до 3,2 м. Кран может эксплуатироваться при температуре от -40 до +40° С и относительной влажности воздуха 45 - 80 %.

Техническая характеристика крана  КШ-1М

Вылет стрелы – 2,4 м.

Диаметр барабана – 310 мм;

Канатоемкость барабана – 40 м;

Диаметр каната – 7,7 мм;

Скорость подъема – 0,88 м/сек.;

Мощность двигателя – 4 кВт;

Размеры:

• длина – 2726 мм;
• ширина - 1800 мм;
• высота – 2614 мм;

Масса – 1200 кг.

Способ проветривания  шурфов только нагнетательный с использованием вентиляторов и трубопроводов. В данном случае применяем вентилятор СВЦ-78, с помощью которого можно проветривать шурфы до 40 м глубиной. Вентилятор СВЦ-78 разбирается на транспортабельные блоки, характеристика которых дана в таблице.

Характеристика  вентилятора СВЦ-78

Показатели	Привод вентилятора  СВЦ-78
	Электродвигатель	Бензодвигатель	Ручной
Производительность, м3/ч	1060	1060	660
Полный напор, Па	400	400	150
Мощность, кВт	0,30	0,30	0,075
Масса вентилятора с  приводом, кг	25-30	25-30	25-30

 

Над забоем укрепляется  предохранительный полок.

Крепь выводится над  устьем шурфа на высоту не менее 0,3 м и оборудуется лядами.

Проходческое звено  состоит из трех рабочих, двое из которых  работают на поверхности, а один в шурфе.

Люди спускаются и поднимаются по лестнице. Если при этом глубина шурфа менее 20 м, устройство лестничных отделений не обязательно. В этом случае спуск и подъем людей происходит по подвесной лестнице, прикрепленной к крепи устья шурфа.

Порода, которая должна опробоваться, выкладывается в кучки в виде усеченных пирамид (так называемая «проходка»), устанавливается бирка с указанием номера и интервала углубки. Выкладка «проходок» на площадке проводится последовательно по периметру площадки по ходу часовой.

 

2.1. Расчет производительности бурильной установки

 

Сменную эксплуатационную производительность бурильной установки  в шпурометрах можно определить по формуле:

 

где:  

Т- продолжительность смены, 360 мин;

t_nз - время подготовительно-заключительных операций, 15% от общей продолжительности смены t_пз ⁼ 54 мин;

t_отд - время на отдых, 10% от общей продолжительности смены

t_отд ⁼ 36 мин;

n - число перфораторов на установке, n = 1;

К₀ - коэффициент одновременности работы перфораторов. К_о = 1;

t_ман - время, затраченное на маневрирование по установке и

перестановке бурильной  машины, t_ман ⁼ 1 мин;

t_ох - время обратного хода бурильной головки на 1 м шпура, t_oх ⁼ 0,2

мин;

t_к - время на замену коронок, t_k=0,1 мин;

v - чистая скорость бурения, м/мин.

где:   

А - энергия удара поршня, 54 Дж;

п - частота ударов поршня, 46 Гц;

d - диаметр шпура, 42 мм;

(σ_сж - предел прочности пород на сжатие, 80х8 МПа.)

 

2.2. Расчет буровзрывных работ

Удельный расход ВВ определяем по следующей эмпирической формуле (Н.М.Покровский):

где:     q₁ - удельный расход ВВ, зависящий от прочностных свойств

          породы,  q₁=0,1х f=0,6

f-коэффициент крепости пород по Протодьяконову =6;

f΄- коэффициент структуры породы,f' = 1,0;

v - коэффициент, учитывающий сопротивление породы при ее отделении от массива при одной обнаженной плоскости

где:

S - сечение выработки, 2 м²;

е - коэффициент работоспособности ВВ;

-    для аммонита 6ЖВ е= 1-1,2, плотность патрона Δ=1-1,2 г/см³,

• для аммонита скального № 1 е=0,85; плотность патрона Δ= 1,4-1,5 г/см³.

Расход ВВ на одну заходку, т.е. на одно подвигание забоя

где:    

l_ср - средняя глубина шпуров, 1 м;

η - коэффициент использования шпуров, 0,9.

 

Вес заряда одного шпура определяется по формуле:

где: 

q_шп - вес заряда одного шпура, г;

l_ср - длина шпура, 100 см;

d - диаметр патрона ВВ, 3,2 см,

Δ - плотность ВВ, 1,2 г/см³;

t - коэффициент заполнения шпура, 0,5.

Отсюда общее число шпуров будет:

Формула проф. М.М. Протодьяконова:

где:

п - число шпуров на 1м² поверхности забоя;

f- коэффициент крепости породы по М.М. Протодьяконову, f= 6;

S - площадь забоя в проходе, 1,5 м².

Формулы проф. Н.М. Покровского:

где:

N - общее число шпуров на забое;

q - расчетный удельный расход ВВ, 2,34 кг/м³;

τ - коэффициент заполнения шпуров;

- для f=3-10; τ =0,3-0,6;

- для f =10-20; τ =0,6-0,85;

принимаем τ = 0,4

d- диаметр патронов ВВ, см; см; d=32-36;

h - длина патрона ВВ,м; h =0,25 м;

G - вес патрона ВВ, 0,25 кг;

γ - количество ВВ (кг) на 1 м длины шпура:

• для аммонита 0,1-0,55 кг/м;
• для аммонита прессованного 0,8-0,95 кг/м.

Из полученных значений берем наибольшее (10 шпуров).

Число врубовых шпуров определяем по формуле:

Число оконтуривающих шпуров определяем по формуле:

где n_о - число шпуров на 1 м периметра выработки, принимаемое равным 0,8 (по Ю.Г. Смирнову).

По результатам составлен  паспорт БВР.

 

2.3. Расчет проветривания горно-разведочной выработки

Расчет необходимого количества воздуха приводится для  проветривания геологоразведочного шурфа площадью сечения 1,5 м² и протяженностью 30 м.

Определяем количество воздуха по разжижению продуктов взрыва до безопасного содержания на один цикл:

по формуле  В.И.Мустеля:

по формуле  В.Н. Воронина:

где:  

Т - время проветривания забоя, 30 минут;

А - количество взрываемого ВВ, 4,3 кг;

S - площадь поперечного сечения выработки в проходке, 1,5 м²;

L - максимальная длина выработки, 30 метров.

По наибольшему числу  людей расход воздуха составит:

q_л - норма подачи воздуха на одного человека (q_л = 6 м ³ / мин )

п - наибольшее число людей находящихся в руднике (п =1)

z - коэффициент запаса, учитывающий все потери воздуха (z= 1,45).

По минимальной скорости потока воздуха в шурфе расход воздуха составит:

Q_заб = S∙v_min = 1,5∙0,25 = 0,375 м³/с = 22,5 м³/мин

где v_min – минимальная скорость воздушного потока, v_min=0,25 м/с.

По пылевому фактору:

где P_y – коэффициент утечки воздуха

где:

K_y – коэффициент удельной стыковой воздухопроницаемости трубопровода, 0,003 (при удовлетворительном соединении),

l_ТР  – длина одной трубы, м.

Для дальнейших расчетов принимаем наибольшую потребность  воздуха для разжижения продуктов  взрыва = 22,5 м³/мин

 

Аэродинамическое  сопротивление трубопровода:

где:

α - коэффициент аэродинамического сопротивления для прорезиненного трубопровода = 0,00045,