Проведение вертикальной подземной выработки

ВВЕДЕНИЕ

Прежде, чем приниматься  к проведению горной выработки, необходимо             составить проект ее проведения. Основным оперативным документом такого            проекта является технологический паспорт проведения выработки, который состоит из схемы проведения выработки, с расположением проходческого оборудования, паспорта буровых работ, паспорта крепления выработки, схемы проветривания забоя, графика организации работ и технико-экономических показателей.

Исходными данными для разработки технического паспорта является: характер пересекаемых пород, назначенные выработки, сроки проветривания выработки, средства механизации и оборудования, используемые при проведении выработки. В проекте рассматривается проект восстающего. Восстающий - это вертикальная или наклонная выработка, не имеющая выхода на поверхность, пройденная снизу вверх по рудному телу и служит, для передвижения людей, спуска полезного ископаемого, спуска и подъема материалов и оборудования, для вентиляции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ПОПЕРЕЧНОЕ СЕЧЕНИЕ. ГОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ.

ЭЛЕМЕНТЫ КРЕПИ

1.1.  Расчет поперечного сечения выработки

 

Определяю минимальные размеры в свету ходового отделения, по короткой стороне восстающего  А, м по формуле

				(1)
где	h – расстояние между полками по вертикали, 4 м; a – высота выступающий  над полком части лестницы , 1 м; в – расстояние от основания лестницы до стенки восстающего, равное 0,6 м; 80- угол наклона лестницы, град.

Размер рудо-перепускного отделения в свету по длинной стороне восстающего принимаю: 

3d=3*0,4=1,2 м

(2)

Размер материального отделения, подлинной стороне восстающего принимаю 800мм. По периметру восстающего и между отделениями  располагаю деревянную венцовую крепь с диаметром леса 200мм.

Определяю площадь перечного сечения рудо-перепускного отделении в светуSсв1  м2

Sсв1 = 1,2×1,48 = 1,78 м2

(3)

Определяю площадь поперечного сечения ходового отделения восстающего  в свету Sсв2  м2

SсвII = 1,2×1,48 = 2,71 м2

(4)

     

 Определяю площадь поперечного сечения материального отделения восстающего в свету SсвIII ,м2.

SсвIII = 0,8 ×1,48 = 1,18 м2

(5)

 

Определяю площадь поперечного сечения всего восстающего в свету                                                                  Sсв, м2 .

Sсв = SсвI +SсвII +SсвIII = 1,78 + 1,78 + 1,18 = 4,74 м2

(6)

Определяю площадь поперечного сечения восстающего в черне Sчер, м2  

Sчер= 4,0 × 1,88 = 7,52 м2

(7)

Определяю площадь поперечного сечения восстающего в проходке Sпр, м2

Sпр=1,05 · Sчер = 1,05 × 7,52 = 7,9 м2

(8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1. Поперечное сечение восстающего:

1 – рудо-перепускное; 2 – ходовое; 3 – материальное.

 

1.2 Расчет горного давления  на крепь выработки

            

Горное давление на крепь восстающего определяю по методу проф. М.М. Протодьяконова по формуле

	Рr = γ · Ζ · tg2( ,	(9)
где	Ζ – длина (высота) восстающего, равная 60 м; φ - угол внутреннего трения пород, равный 72 град; γ - объемный вес (плотность) пород, равный 2,2 т/м3
	Рr = 2,2×60×tg2( = 2,97  т/ м2

Рис.2 Схема горного давления на крепь восстающего

 

1.3 Расчет размеров крепи  восстающего

Восстающие прямоугольного поперечного сечения крепятся сплошной деревянной венцовой крепью или венцовой крепью на стойках. В проекте необходимо рассчитать оба вида крепи, а затем принять один из них.

Определяю диаметр леса для сплошной венцовой деревянной крепи d, см по формуле

	d = 1,12 ·   ,			(10)
где	d – диаметр круглого леса крепи, см; Рг – горное давление на крепь восстающего, равное 2,97 кг/см2 А – размер восстающего по короткой стороне в свету, 1,48 см; [σ из] - допускаемое напряжение на изгиб материала крепи, равное 80 кг/см2;
		d = 1,12×181× = 9,98 см

Определяю диаметр леса для деревянной венцовой крепи на стойках d, см по формуле

	d = 1,08 ·    ,	(11)
где	L- расстояние между венцами, равное 100 см.

Допускаемое напряжение для дерева на изгиб принимаю [σ из] =80 кг/см2

d = 1,08× =21,54 см

Диаметр леса принимаю для деревянной венцовой крепи на стойках 21,54 см.

 

 

2. Буровзрывные работы  при проведении восстающего

2.1 Выбор бурового оборудования  и инструмента

Принимаю для бурения шпуров телескопный перфоратор ПТ – 38.

Техническая характеристика:

            - масса, кг-38;

            - энергия ударов, Дж – 45;

                   - частота ударов, с - 38 ;

            - расход воздуха, м2 /    мин – 3,2;

            - ход подачи, м – 0,65;

            - глубина бурения, м- до 4;

            - коэффициент крепости пород  – до 17;

            - коронки диаметром, мм – 40.

2.2 Расчет параметров  взрывных работ

Взрываемое вещество – Аммонит №6 ЖВ;

Плотность, ∆, кг/м3 = 1200;

Коэффициент работоспособности е = 1;

  Диаметр патрона – 32 мм;

Масса патрона ВВ – 200 г.

Определяю удельный расход принятого ВВ ,q·  кг/м3 по формуле

	q = qэ · е	(12)
где	qэ – удельный расход эталонного ВВ 2,0 кг/м3 е – коэффициент относительной работоспособности ВВ равен 1
	q = 2,0×1 = 2  кг/м3

Коэффициент использования шпура (киш) принимаю η = 0,9

Среднюю глубину шпуров при обычном способе проходки принимаю           ℓср = 2,0

Определяю количество шпуров в забое N по формуле

	N = ,			(13)
где	q  -  удельный расход ВВ,  2  кг/м3;                                                Sпр – площадь поперечного сечения восстающего в проходке, 7,9 м2 ∆ - плотность ВВ в патронах,1200 кг/м3; d – диаметр патрона или шпура, 0,032 м; К3 – коэффициент заполнения шпура, принимаемый К3 = 0,8
		N = = 20,41 шпуров

Определяю необходимое количество ВВ на забой Qзаб, кг по формуле

	Qзаб = q · Sпр · ℓср.	(14)
	Qзаб = 2,0 × 7,9 × 2,0=31,6 кг

Определяю среднюю массу заряда на один шпур qср, кг по формуле

	qср = .	(15)
	.

Соотношение между количеством шпуров по группам принимаю

nвр :  nвс :  nок = 1:0,5:1,5

(16)

Тогда количество шпуров по группам составит

врубовых  шпуров    ,

вспомогательных шпуров   ,                                

оконтуривающих шпуров       .                                      

Для пород с коэффициентом крепости до 10 принимаю прямой вруб – врубовые и вспомогательные шпуры бурят перпендикулярно к плоскости забоя, а оконтуривающие шпуры бурят слегка наклонно к контуру выработки так, чтобы их забои находились на проектном контуре выработки. Устья оконтуривающих шпуров должны находиться на расстоянии 200 мм от проектного контура выработки. Ориентировочное расстояние между врубовыми шпурами и между  вспомогательными шпурами принимают равным 50мм.

Определяю длину врубовых шпуров ℓвр, м для прямого вруба

	,	(17)
	ℓвр = ,

Глубину вспомогательных и оконтуривающих шпуров принимаю равной средней глубины шпуров, т.е

ℓвс = ℓок = ℓср. =2,0м

(18)

Определяю суммарную длину всех шпуров (количество шпурометров)                    ℓсум , м по формуле

	ℓсум = ℓвр · nвр + ℓвс · nвс  + ℓок · nок	(19)
	ℓсум = 2,2 × 7+ 2,0 × 4+2,0 × 11 =45,4 м

Схема расположения шпуров показана на рис. 3.

                                                                                                                                                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Рис. 3. Расположение шпуров при прямом врубе

 

   Определяю массу заряда врубового шпура qвр, кг по формуле

	qвр = qср · 1,2	(20)
	qвр = 1,54 × 1,2= 1,8 кг

Масса заряда во вспомогательном и оконтуривающем шпурах принимаю

равной средней заряда на один шпур

qвс = qок = qср = 1,54 кг

(21)

Конструкция заряда показана на рис.4.

 

 

                                                       Рис5. Конструкция заряда.

                       1 - Основное ВВ,  2 - Патрон-боевик, 3 - Забойка (клиновая пробка)

 

Определяю фактический расход ВВ Qф , кг на один взрыв.

	Qф = nвр · qвр + nвс · qвс + nок · qок	(22)
	Qф = 7× 1,8 + 4 × 1,54 + 11 × 1,54 = 35,7  кг

Определяю подвигание забоя за взрыв ℓу. м (величину уходки)

	ℓу = ℓср · η	(23)
	ℓу = 2,0 × 0,9= 1,8 м

   Определяем объем породы, отбиваемой  за один взрыв (в массиве) V, м3 по формуле.                            

	V = Sпр· ℓу	(24)
	V = 7,9 × 1,8 = 14,22 м3

2.3 Расчет электровзрывной  сети

 

Электровзрывная сеть включает в себя магистральный взрывной кабель, участковые провода  и электродетонаторы с соединительными проводами.