Что такое коэффициент использования шпура

22.09.202326.09.2023 admin 0 Comments

Комплект шпуров и их глубина

Комплектом шпуров называют наивыгоднейшее (минимальное) число пробуренных в забое шпуров, обеспечивающих при данном взрывчатом веществе и прочих равных условиях наиболее высокий коэффициент использования шпуров (к. и. ш.) при взрыве.

Величина к. и. ш. зависит от числа шпуров в комплекте и схемы их расположения, которые, в свою очередь, зависят от физико-механических свойств горных пород и площади сечения выработки. Поэтому очень важно знать наивыгоднейшее число шпуров и их правильное расположение в забое любой горной выработки.

Необходимое число шпуров на забой определяют по формуле проф. М. М. Протодьяконова:

(30)

где S — площадь сечения выработки в проходке, м 2 ; f — коэффициент крепости пород. Указанная формула дает более правильные результаты для горных пород выше средней крепости, поэтому ее целесообразно применять для пород с f > 10 ÷ 12. Для менее крепких пород (f 3 породы массива, кг;

у — весовое количество ВВ, приходящееся на 1 м шпура, кг,

(33)

где а — коэффициент заполнения шпура взрывчатым веществом, равный отношению длины заряда к общей длине шпура;

Δ — плотность ВВ, кг/м 3 ;

d_вв — диаметр патрона ВВ, мм.

Глубина шпуров зависит от заданной скорости проходки выработки, числа рабочих в проходческой бригаде, организации и степени механизации проходческих работ. Обычно глубина шпуров при проведении горизонтальных выработок находится в пределах 0,5—0,7 от ширины выработки. Ее можно определить по формуле

(34)

где Т — продолжительность цикла, ч;

t_B — время заряжания, взрывания, проветривания и вспомогательных операций, связанных с переходом от бурения и взрывания к погрузке породы, ч;

N — число шпуров в забое;

m — число одновременно работающих в забое перфораторов;

Р_б — производительность машины за 1 ч общего времени бурения, м 3 ;

η — коэффициент использования шпура;

α — коэффициент совмещения бурения и уборки породы (0,6— 0,8), при последовательном выполнении основных проходческих операций он равен 1;

S — сечение выработки в проходке, м 2 ;

п — число одновременно работающих в ‘забое погрузочных машин;

Р_п — производительность погрузочной машины за 1 ч общего времени работы,

Расход ВВ на расчетную величину подвигания забоя за цикл определяют по форуле

(35)

где q — удельный расход ВВ на 1 м 3 породы, кг.

Удельный расход ВВ определяют по эмпирической формуле проф. М. М. Протодьяконова:

(36)

где е — коэффициент работоспособности ВВ.

(37)

где l’ — удельный расход шпурометров, определяется из выражения

(38)

где N — число шпуров;

l — средняя глубина шпуров, м;

Источник

Коэффициент использования шпура КИШ, его назначение и определение. Линии наименьшего сопротивления.

Эффективность ВР при проведении горных выработок характеризуется следующими показателями:

— подвиганием забоя за цикл,

-обеспечиванием требуемого оконтуривания выработки без лишних переборов за периметр,

— качеством дробления разрушаемых взрывом пород,

— минимальными затратами времени и средств на проведение выработки,

— коэффициентом использования шпура (КИШ).

КИШ – это отношение используемой глубины шпура к первоначальной его глубине. При взрыве зарядов ВВ в шпурах порода не отрывается на всю глубину шпуров, часть шпура по глубине не используется и остается в массиве породы, которую принято называть стаканом. Для одиночного шпура.

где l_шп – первоначальная глубина шпура, м;

3. Требование ПБ к совместному транспортированию ВМ в пределах опасного производственного объекта. 31; 32 +

Совместное транспортирование взрывчатых материалов в пределах опасного производственного объекта производится только при выполнении следующих требований:

а) взрывчатые материалы одной группы совместимости, но разных подклассов можно транспортировать совместно при условии применения к ним в целом мер безопасности как к взрывчатым материалам, имеющим подкласс 1.1;

б) взрывчатые материалы группы совместимости N могут транспортироваться с взрывчатыми материалами группы совместимости S.

загрузки транспортного средства не более 2/3 его грузоподъемности;

размещения средств инициирования в передней части транспортного средства в специальных плотно закрывающихся ящиках с внутренними мягкими прокладками со всех сторон;

разделения упаковок с взрывчатыми веществами и ящиков со средствами инициирования способами, исключающими передачу детонации от последних;

размещения порохов группы C и перфораторных зарядов в заводской упаковке или в специальных ящиках не ближе 0,5 м от других взрывчатых материалов;

закрепления ящиков и другой тары с взрывчатыми материалами способами, исключающими удары и трение их друг о друга.

Во всех остальных случаях транспортирование в пределах опасного производственного объекта взрывчатых материалов различных групп совместимости должно осуществляться раздельно.

Инициирование зарядов при сотрясательном взрывании в угольных и смешанных забоях и по выбросоопасным породам должно осуществляться предохранительными электродетонаторами мгновенного и короткозамедленного действия со временем замедления не более 220 мс.

При вскрытии пластов до их обнажения сотрясательным взрыванием время замедления электродетонаторов короткозамедленного действия со временем замедления не более 320 мс.

Билет №14

1. Область применения ВВ IV класса. Аммонит Т-19, свойства, характеристика.257 +

Предохранительные взрывчатые вещества IV класса применяются:

а) в угольных и смешанных забоях выработок, проводимых по угольным пластам, опасным по взрывам пыли, при отсутствии выделения метана в этих выработках;

б) в угольных и смешанных забоях горизонтальных, наклонных и восстающих (до 10°) выработок, проводимых по пластам, опасным по газу или пыли, в которых отсутствует повышенное выделение метана при взрывных работах;

в) при сотрясательном взрывании, в том числе камуфлетном, вскрытии угольных пластов после их обнажения и последующем проведении выработок на протяжении не менее 20 м;

г) в бутовых штреках с нижней подрывкой пород;

д) в бутовых штреках с верхней подрывкой пород при относительной метанообильности выемочного участка менее 10 м3/т;

е) при взрывании по породе в смешанных забоях выработок, проводимых по пластам, опасным по внезапным выбросам угля и газа, при опережающем породном забое;

ж) для подрывки боковых пород f > 4 в смешанных забоях выработок с повышенным выделением метана при взрывных работах при условии проведения предварительной выемки угля без применения взрывных работ;

з) при взрывной выемке угля в лавах;

е) при проведении восстающих выработок (печей) на пластах с углом падения свыше 45° по предварительно пробуренным скважинам диаметром не менее 500 мм, обеспечивающим проветривание выработок за счет общешахтной депрессии.

Аммонит Т-19 представляет собой порошкообразное предохранительное водоустойчивое ВВ IV класса. Он допущен к применению в горной промышленности, в угольных шахтах, опасных по газу всех категорий и опасных по пыли, в том числе для сотрясательного взрывания на пластах опасных по внезапным выбросам угля породы и газа.

соль поваренная – 20 % /или хлористый калий/.

Гарантийный срок хранения аммонита Т-19 – 6 месяцев. Аммонит Т-19 является взрыво- и пожароопасным веществом, при его загорании для ликвидации очагов пожара применяют распылительную воду, пенные и углекислотные огнетушители. Запрещается применять песок и кошму. По степени опасности при хранении и транспортировании аммонит Т-19 относится ко II группе.

Источник

Параметры буровзрывных работ.

Основными параметрами буровзрывных работ являются: конструкция шпурового заряда, глубина шпура, коэффициент использования шпура, коэффициент заполнения шпура.

При строительстве горных выработок применяют в основном колонковую (удлиненную) конструкцию заряда, при которой длина заряда превышает его диаметр, а патроны ВВ располагаются один за другим вплотную друг к другу

Патрон-боевик может располагаться первым от устья шпура (прямое инициирование) (Рис 4.1.а) или первым от забоя шпура (обратное инициирование) (Рис 4.1.б). При прямом инициировании детонация распространяется от устья шпура, воздействие взрыва на массив породы и раскрытие трещин происходит в направлении к свободной поверхности. Потери энергии и прорыв продуктов детонации через трещины в атмосферу снижает коэффициент использования энергии взрыва, порода в донной части шпура недостаточно разрушается, остаются «стаканы».

При обратном инициировании детонация распространяется от забоя шпура. В этом случае увеличивается время воздействия газов взрыва на породу, возрастает количество энергии, затраченной на разрушение породы, повышается полнота детонации. На основании опытных данных, применение обратного инициирования повышает коэффициент использования шпура на 8 – 10 %, что способствует равномерности дробления породы.

Рис 4.1 Конструкция шпурового заряда.

а- прямое инициирование; б – обратное инициирование.

В горных выработках, опасных по газу и пыли, обратное инициирование не применяется, так как продукты взрыва заряда ВВ, выбрасываемые в атмосферу, в этом случае имеют боле высокую температуру, чем при прямом инициировании, и могут вызвать воспламенение газа.

При всех способах инициирования детонатор в патроне-боевике должен быть помещен таким образом, чтобы кумулятивная воронка на дне детонатора была направлена в сторону заряда.

Пространство между зарядом и устьем шпура заполняется инертным материалом – производится забойка шпура.

В момент взрыва часть забойки, примыкающая к заряду ВВ, расклинивается и герметизирует шпур на период взрыва, увеличивая тем самым время воздействия продуктов взрыва на породу, и способствует наиболее полному использованию энергии взрыва. В качестве забойки могут быть использованы песчано-глиняные пыжи, полиэтиленовые ампулы с водой, и пр.

Длина забойки в шпуре нормирована коэффициентом заполнения шпура К_зш :

(4.1)

где: l_з – длина заряда шпура;

Таблица 4.3

Значения К_зш для горизонтальных выработок

Диаметр шпура. Диаметр шпуров определяется исходя из диаметра патронов ВВ и необходимого зазора между стенкой шпура и патронами ВВ, позволяющего посылать патроны ВВ в шпур без усилий. Резцы и коронки при бурении и заточке изнашиваются, в результате чего уменьшается их диаметр. Поэтому начальный диаметр резцов и коронок применяют несколько большим, чем требуется, и он составляет 41 – 43 мм для патронов ВВ диаметром 36 – 37 мм и 51 – 53 для патронов ВВ диаметром 44 – 45 мм. Диаметр шпура должен быть на 5 –6 мм при расположении патрона-боевика первым от устья шпура, и на 7 – 8 мм при расположении патрона-боевика не первым от устья шпура.

Увеличение диаметра шпуров ведет к увеличению размещаемого в них заряда ВВ, и следовательно, уменьшается число шпуров. Вместе с тем увеличение диаметра шпуров приводит к ухудшению оконтуривания горной выработки, излишнего разрушения породы за проектным контуром, а также отрицательно сказывается на темпах бурения – снижается скорость бурения.

С увеличением диаметра заряда шпуров на контуре выработки возрастает зона разрушения массива и, следовательно, снижается устойчивость пород. Поэтому с уменьшением поперечного сечения выработки целесообразнее применение шпуров малого диаметра. С уменьшением сечения выработки и повышением крепости пород диаметр шпуров и зарядов при прочих равных условиях должен уменьшаться. Поскольку выпускаемые в настоящее время ВВ (детониты) способны с высокой скоростью детонировать в патронах малого диаметра (20 – 22 мм), то очевидна целесообразность применения шпуров уменьшенного диаметра. А при использовании ВВ с невысокой скоростью детонации типа аммонитов в шпурах целесообразно размещать патроны диаметром 32 – 40 мм.

Глубина шпура. Глубина шпуров – параметр проходческих работ, определяющий объем основных операций в проходческом цикле и скорость проведения выработки.

При малой (1 – 1,5 м) глубине шпуров увеличивается отнесенное к 1 м подвигания забоя время вспомогательных работ (проветривание. подготовительно-заключительные операции при бурении шпуров и погрузке породы, заряжание и взрывание ВВ и т.д.).

При большой (3,5 – 4,5 м) глубине шпуров снижается скорость бурения шпуров и в конечном итоге увеличивается относительная продолжительность проведения 1 м горной выработки.

Кроме того, при выборе глубины шпура следует учитывать, что при взрывании на больших глубинах от земной поверхности, где взрываемые породы со всех сторон сжаты горным давлением, разрушающее действие взрыва значительно уменьшается.

Глубину шпуров определяют исходя из заданной технической скорости проходки, количества и производительности горнопроходческого оборудования или по нормам выработки.

Зная заданную скорость проходки, можно рассчитать глубину шпура:

, м (4.2)

где: ν – заданная скорость проходки, м/мес;

t_ц – продолжительность цикла, ч;

n_с – число рабочих суток в месяце;

n_ч – число рабочих часов в сутки;

η – коэффициент использования шпура (КИШ).

Коэффициент использования шпура. Коэффициентом использования шпуров называют отношение использованной глубины шпура к первоначальной глубине. При взрыве зарядов ВВ в шпурах порода не отрывается на всю глубину шпуров, часть шпура по глубине не используется и остается в массиве поды, которую принято называть стаканом.

(4.3)

где: l_з – длина заряда шпура;

Если задано подвигание забоя за цикл, то среднюю глубину шпура можно определить, разделив подвигание забоя за цикл на среднее значение КИШ.

Величина КИШ зависит от крепости, трещиноватости и слоистости взрываемых пород, площади забоя, числа открытых поверхностей во взрываемом массиве, работоспособности ВВ, глубины шпуров, качества забойки шпуров, очередности взрывания зарядов и других факторов. При правильном определении всех параметров, строгом выполнении технологии ведения взрывных работ величина КИШ должна быть не менее следующих величин.

Источник

Расчет паспорта взрывных работ

Буровзрывной способ проведения выработок

Параметры буровзрывного комплекса работ должны обеспечить заданную форму, размеры поперечного сечения выработки равномерное дробление породы. Производительная нагрузка породы и высокий коэффициент использования шпуров должны быть достигнуты при минимально возможном количестве шпуров и оптимальной их глубине.

Взрывчатые вещества и средства взрывания

В шахтах опасных по газу и пыли допускаются предохранительные электродетонаторы ЭД-КЗ-ОП, ЭД-КЗ-П, ЭД-КЗ-ПМ (ГОСТ 21806-76).

Расчет паспорта взрывных работ

1. Коэффициент использования шпуров (КИШ)

где — продвигание забоя за цикл, м; — глубина шпура, м.

Коэффициент использования шпуров находится в пределах: 0,8-0,95.

Для расчетов используем значение: .

2. Коэффициент излишка сечения (КИС)

где — площадь выработки в проходке, м2; — площадь выработки в вчерне, м2.

Коэффициент излишка сечения находится в пределах 1,03-1,12.

Для расчетов используем значение: .

3. Коэффициент заряжания (заполнения) шпуров (КЗШ)

где — длина заряда, м; — длина шпура, м.

Коэффициент заряжания (заполнения) шпуров находится a при проведении выработок в шахтах, опасных по газу и пыли, применяется ≤0,66.

Для расчетов используем значение: a=0,66.

4. Выбор типа взрывчатого вещества (ВВ)

Класс	Тип	Плотность, г/см 3	Работоспособность, см 3	Бризантность, мм	Диаметр патрона, мм	Масса патрона, г
IV	Аммонит Т-19	1,05-1,2	265-280	15-17

5. Определение глубины шпуров

Глубина шпуров зависит от физико-механических свойств горных пород, площади забоя, типа бурового оборудования и общей организации работ в забое.

При проведении горизонтальных и наклонных выработок рациональная глубина шпуров составляет от 1,6 до 2,6 м.

Меньшая длина приводит к значительному увеличению удельного веса подготовительно-заключительных операций при бурении. Большая глубина снижает скорость бурения шпуров.

где V – месячная скорость проведения выработки, для квершлагов и полевых штреков, м/мес (100 м/мес); — продолжительность цикла (1-2 смены); — количество смен в сутки по проходке выработки (4 смены); — количество рабочих дней для проходческой бригады в меся (25 дней); — КИШ.

6. Определение удельного расхода ВВ

Удельных расход – количество ВВ необходимого для дробления и выброса из забоя 1 м 3 породы.

Из эмпирических формул для определения удельного расхода ВВ более точные результаты дает формула Н.М. Покровского:

, кг/м 3

где — нормальный удельный расход, кг/м 3 ; — средняя крепость пород в забое выработки; — коэффициент структуры породы (для пород крепости 7-9 равен 1,4); – коэффициент зажима породы при одной обнаженной поверхности забоя выработки

е – коэффициент работоспособности ВВ;

гдеР – работоспособность принятого ВВ, см 3 ; 380 – работоспособность эталонного ВВ – Аммонит 6 ЖВ; m–коэффициент, учитывающий диаметр патрона ВВ (для патронов диаметром 36 мм принимается равным 0,97).

Таким образом, удельный расход ВВ равен:

, кг

8. Определение количества шпуров

где q – удельный расход ВВ, кг/м 3 ; — площадь выработки в проходке; Δ – плотность ВВ в патроне, кг/м 3 ; а – КЗШ; k – коэффициент, учитывающий уплотнение ВВ в шпуре (k=1).

Таким образом, расчетное количество шпуров – 46 (с учетом шпура на канавку). Для заданной категории шахты по газу и пыли (II) используется прямая схема инициирования. На шахтах опасных по газу и пыли длина заряда не должна превышать 2/3 длины шпура. Длина забойки при длине шпура>1,0 м должна быть 0,5 м.

9. Распределение ВВ по шпурам

a. Средняя величина заряда в шпуре: