Материал: Проект массового взрыва на карьере

Проект массового взрыва на карьере

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФГБОУ ВО «ЗабГУ»

Горный факультет

Кафедра открытых горных работ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

По дисциплине: «Технология безопасности взрывных работ»

На тему: «Проект массового взрыва на карьере»

Чита-2016

ЗАДАНИЕ

на курсовое проектирование

По курсу: «Технология безопасности взрывных работ»

Тема проекта: «Проект массового взрыва на карьере»

(вариант №8)

Исходные данные:

Крепость пород - 6,2

Предел прочности пород на сжатие- 85 Мпа

Предел прочности пород на сдвиг- 17 Мпа

Предел прочности пород на растяжение-10 Мпа

Высота уступа-20 м

Угол откоса уступа-85 град

Размер отдельности массива, lср-2,7

Требуемый средний размер куска-0,8 м

Длина взрываемого блока- 200 м

Ширина взрываемого блока - 25 м

Годовая производительность карьера по горной массе- 8,2 млн. м3

Введение

Производительность экскаваторов, карьерного транспорта, отвального и вспомогательного оборудования и в целом общая производственная мощность карьера в значительной мере зависят от качественной подготовки горной массы к экскавации и транспортированию. В современных условиях ведения открытых горных работ буровзрывная подготовка горной массы к выемке - буровзрывные работы (БВР) - практически является единственной при разработке скальных и полускальных пород на карьерах.

Буровзрывная подготовка горных пород к выемке на карьере включает бурение скважин (шпуров), заряжание скважин (шпуров) и взрывание зарядов ВВ.

В результате взрыва ВВ часть горных пород по заданным линиям отрыва отделяется от массива и переходит в разрыхленное состояние. Объём разрыхленной породы или ПИ после взрыва должен быть достаточно большим, чтобы исключить простои экскаватора. С помощью взрыва отбитую породу можно расположить в экскаваторном блоке таким образом, чтобы крупность кусков и форма развала взорванной горной породы обеспечили наиболее высокую производительность выемочно-погрузочного и транспортного оборудования.

Значительному повышению эффективности буровзрывных работ и производительности погрузочного и транспортного оборудования способствуют внедрение новых высокопроизводительных типов буровых станков и бурового инструмента, новых видов ВВ и средств взрывания, автоматизация заряжания и забойки взрывных скважин.

Взрывные работы представляют высокую опасность для рабочего персонала, оборудования, зданий и сооружений. Поэтому они должны вестись в строгом соответствии с «Едиными правилами безопасности при взрывных работах», которыми регламентированы основные действия и приёмы обращения с взрывчатыми материалами и знания, которые обязательны для руководителей взрывных работ.

Выбор метода взрывных работ

Метод взрывных работ определяется горной выработкой или системой горных выработок, сооруженных для размещения и производства взрывов зарядов промышленных взрывчатых веществ (ВВ).

В настоящее время на карьерах применяются методы скважинных, шпуровых, котловых шпуровых и котловых скважинных, камерных, малокамерных и наружных (накладных) зарядов. Схема скважинного заряда показана на рис. 1.1.

Так как массив малотрещиноватый, а требуемый средний размер куска составляет 0,8 м., то для наиболее эффективного качества дробления применяем метод скважинных зарядов.

Схема скважинного заряда Рисунок 1. 1

Метод скважинных зарядов: для разрушения массива применяют вертикальные и наклонные скважины диаметром 100…300 мм, расширяемые в заряжаемой части на некоторых железорудных карьерах термическим способом до 400…500 мм, глубиной 5…20 м и более. Это основной метод взрывания на карьерах.

Выбор бурового оборудования

Для сопоставления пород по буримости относительный показатель трудности бурения породы Пб принимаем по формуле:

, (2.1)

Где, - предел прочности на одноосное сжатие,= 85 МПа;- предел прочности на сдвиг,= 17 МПа; g - плотность породы, g =1,8 т/м3.

Данная горная порода относится ко 2 классу 9 категории - средней буримости.

Определяем диаметр скважины D, м.:

 , (2.2)

Где, Ну- высота уступа, Ну =20 м; a- угол откоса уступа,a=85 град; с - безопасное расстояние от скважины до бровки уступа, с=5 м; g - плотность породы,g=1,8 т/м3; m- коэффициент сближения скважин, m=1.

,

0,151 м =0,160 м

На основании характеристик буримых пород, высоты уступа и принятого диаметра скважин выбираем тип бурового станка и бурового инструмента. Для бурения пород данного типа по своим техническим характеристикам подходит буровой станок типа СБР 160А-24, предназначенный для вращательного бурения резцовыми коронками вертикальных и наклонных взрывных скважин при разработке месторождений открытым способом по углю и породам с коэффициентом крепости до f=6,5 по шкале профессора М.М. Протодьяконова. Шнековая и шнекопневматическая очистка скважин позволяет достичь высокой технической производительности и снизить удельный расход потребляемой электроэнергии. Ходовая часть станка гусеничного типа с индивидуальным электрическим приводом гусениц. Станок может быть изготовлен для бурения скважин диаметром 160, 180 и 200 мм, а также с плавным регулированием скорости вращения бурового става. Техническая характеристика бурового станка приведена в таб. 2.1.

Техническая характеристика бурового станка СБР 160А-24

Таблица 2.1

Режим работы буровых станков принимаем с непрерывной рабочей неделей в одну смену по 12 ч/сут.

Техническую скорость бурения станка νб (м/ч) для станков шарошечного бурения типа СБР определяем по формуле:

, (2.3)

Где, Nпод - осевое усилие подачи, кН; nв - частота вращения бурового става, с-1; Пб - показатель трудности бурения; Dк - диаметр резцовой буровой коронки, м.

=51,7 м/ч

Сменная производительность бурового станка Vсм (м/смену) определяется по формуле:

, (2.4)

Где, Тс - продолжительность смены; kи - коэффициент использования станка по бурению в течение смены, принимают обычно в пределах 0,5…0,8; tв - удельные затраты времени на выполнение вспомогательных операций, для современных станков tв находится в пределах 1,5…2,5 мин/м; vбт - техническая скорость бурения станка, м/мин.

Среднегодовая производительность станка Qг, м/год:

, (2.5)

Где, Nд - число рабочих дней в году; nсм - число смен в сутки.

г=250*1*154,3=38 575 м/год

Годовая производительность станка по обуренной горной массе Qггм (м3/год) определяется по формуле:

, (2.6)

Где,  - среднегодовой выход горной массы с 1 м скважины, м3/м; Р - вместимость 1 м скважины, кг/м; qп - расчетный удельный расход ВВ, кг/м3.

Р=(πD2∆)/4, (2.7)

Где, ∆ - плотность заряжания ВВ, ∆ = 1000 кг/м3;

= 20,1 кг/м;

Определим qп по формуле:

qп = qэ Кт Кд Коп Кз Кv Квв, (2.8)

Где, qэ - эталонный удельный расход ВВ, г/м3; Кт - коэффициент, учитывающий трещиноватость массива, Кт =1,4; Кд - коэффициент, учитывающий средний размер куска, Кд =0,6; Kоп - поправочный коэффициент, учитывающий число открытых поверхностей, для трёх - Kоп=3,5 -4 ; Kз - коэффициент, учитывающий диаметр скважины, Kз=1; Kу - коэффициент, учитывающий влияние объёма взрываемой породы, Kу =1,1; Квв - переводной коэффициент, Квв=1,2;

Кт =1,2*lср+0,2, (2.9)

Где, lср - размер отдельности массива, м;

Кт = 1,4, если lср > 1 м (lср =2,7м) ;

Определим Kд=0,5/dср, (2.10)

Где, dср - требуемый размер куска;

д=0,5/0,8=0,6;

Kу=, (2.11)у= 3√20/15=1,1;

Находим qэ по формуле, где p - плотность пород, т/м3;

э=0,1*Kт(σсж+σсд+σраст)+40*γ, (2.12)э=0,1*1.4*(85+17+10)+40*1,8 = 87,7 г/м3;п=87,7*1,4*0,6*3,6*1*1,1*1,2;п = 350 г/м3

Среднегодовой выход горной массы с 1 метра скважины:

=0,65*20,1/0.35=37,3 м/м3

Основные параметры буровых работ представлены в таб. 2.2.

Технико-экономические показатели БВР

Таблица 2.2

Выбор типа ВВ и средств инициирования

Исходя из того, что породы средней крепости, массив слаботрещиноватый, месторождение обводнённое, наиболее рациональным будет применение взрывчатых веществ типа граммонит 30/70 (см. Рис.3.1). Граммонит 30/70 предназначен для производства взрывных работ при ручном и механизированном заряжании сухих и обводненных (непроточной водой) скважин. Основные физико-химические и взрывчатые характеристики приведены в таб. 3.1.

Учитывая высоту уступа и диаметр скважин, применяем рассредоточенный скважинный заряд, инициируемый шашками-детонаторами Т-400Г (см. Рис.3.2) с помощью детонирующего шнура ДШЭ-12.

Шашки применяются для взрывания в скважинах любой обводнённости, со сроком нахождения зарядов в воде до 6 суток. Основные физико-химические и взрывчатые характеристики приведены в таб. 3.2. Схема взрывания зарядов ВВ - порядная послед. (поперечная). При взрывании обводненных скважин, а также скважин глубиной более 15 м, взрывная сеть полностью дублируется: в каждый заряд вводят не менее двух боевиков и прокладываются два магистральных шнура. (См. Рис 3.5).

Физико-химические и взрывчатые характеристики ВВ

Таблица 3. 1

При взрывании зарядов ВВ используется пиротехнический замедлитель детонирующего шнура РП-8М (реле детонационное рис. 3.3). Основные параметры смотреть в таб. 3.3.

Для монтажа магистрали используем медный провод сечением 0,4 мм2. Инициируем взрыв подрывной машинкой КПМ-1А У1 (см рис. 3.4. )

Физико-химические и взрывчатые характеристики Т-400Г

Таблица 3. 2

Основные параметры реле РП-8М-35

Таблица 3. 3