diplom
.pdf
41
Рисунок 2.1 – Схема поперечного сечения ствола в процессе эксплуатации
Направление выемки породы совпадает с направлением возведения постоянной крепи, обе операции осуществляются сверху вниз (бетон за опалубку укладывается от её основания вверх). При совмещённой схеме для возведения бетонной крепи применяется передвижная опалубка, которую устанавливают на взорванную от предыдущего цикла породу. Крепь возводится поясами обычно равными по высоте в нисходящем порядке, т. е. сверху вниз, а бетонную смесь в пределах пояса укладывают снизу вверх.
Последовательность работ, при совмещённой схеме следующая: в забое ствола производят буровзрывные работы, проветривают, убирают породу на высоту опалубке, опускают и центрируют металлическую опалубку, за которую укладывают бетонную смесь. После укладки бетонной смеси возобновляется уборка породы.
К достоинствам совмещённой схемы проведения следует отнести отсутствие временной крепи и незначительную величину обнажения породного массива до возведения постоянной крепи, все работы проводятся в забое ствола, что упрощает организацию и повышает безопасность работ, обеспечивается высокая механизация основных процессов, упрощается оснащение ствола.
42
Армирование ствола, навеска проводников, прокладка труб и кабелей, а также оборудование лестничного отделения, осуществлено по такой схеме -армирование осуществляется после окончания работ по выемке породы и возведению постоянной крепи на полную глубину ствола (сооружение ствола с последующим армированием);
Строительство ствола предусматривается с использованием постоянного башенного копра и двух временных проходческих машин ППМ-2. Проектом предусмотрена работа подъема до глубины 516 м с бадьей БПС– 5.
При использовании башенного копра для проходки ствола применяют следующую последовательность работ:
-проходят устье ствола и устраивают фундамент копра;
-возводят нижнюю часть копра высотой 20 м;
-в копре монтируют подшкивные площадки и разгрузочный станок;
-монтируют временную подъемную машину;
-проходят технологический отход;
-монтируют горнопроходческое оборудование в стволе;
-одновременно производят проходку ствола и строительство копра;
-производят монтаж оборудования постоянного подъема;
-строительство ведется с использованием комплекса оборудования для проходки вертикальных стволов 2КС – 2у.
2.3.2 Расчет толщины крепи
Для определения толщины бетонной крепи ствола по СНиП 11-94-80,
необходимо определить критерий устойчивости пород стволов:
С |
krk |
сдk |
уki |
Hp |
, |
(2.1) |
|
|
|
|
26.3 k Rc (5.25 0.0056k Rc )
где kr – коэффициент учитывающий взвешенное состояние воды, 1;
43
kсд - коэффициент воздействия на ствол других выработок, 1; kу – коэффициент воздействия на ствол очистных выработок, 1; ki – коэффициент влияния времени эксплуатации выработки, 1; kα – коэффициент влияния угла залегания горных пород;
1
k 1 0.5sin ;
α – угол падения пород, град, 8;
1
k 1 0.5sin8 0.93;
Нр – глубина ствола, 516 м;
Rс – расчётное сопротивление горных пород сжатию, МПа;
Rc R kc ;
(2.2)
(2.3)
R – среднее сопротивление пород сжатию, 80 МПа;
kс – коэффициент, учитывающий дополнительную нарушенность пород, 0,4;
|
Rc |
80 0.4 32МПа |
|
С |
1 1 1 1 516 |
2,75. |
|
|
|
||
26,3 0,93 32(5,25 0,0056 0,93 32)
По критерию устойчивости породы относятся к первой категории пород,
следовательно, толщину крепи необходимо определять по таблице 3.
Принимаю толщину крепи 250 мм.
2.3.3 Буровзрывные работы
44
Для ведения взрывных работ принято ВВ II класса аммонит скальный для пород с f=8 в патронах диаметром 36 мм. В качестве СВ приняты электродетонаторы мгновенного и замедленного действия ЭД-8-ПМ и ЭДЗД. Инициирование зарядов прямое.
Величина заходки принята lзах=3,3 м.
Определим расход ВВ:
q 2 q0 f0 e m, кг/м3 |
(2.4) |
где q0 – удельный расход ВВ;
q0 0,1 f0 кг/м3 |
(2.5) |
q0 0,1 8 0,8 кг/м3;
f0 – коэффициент структуры породы, 1,3;
е – коэффициент, учитывающий работоспособность ВВ;
аммонит скальный: е=450/Р=450/450=1;
Р – работоспособность ВВ:
т 32/dn , |
(2.6) |
dn – диаметр патрона, 36 мм;
т 32/36 0.89;
q 2 0.8 1.3 1 0.89 1.4 кг/м3.
Расход ВВ на цикл составит:
S |
вч |
l |
зах |
|
q, кг |
(2.7) |
|
Q |
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
где Sвч – площадь ствола вчерне, м2;
45
Sвч |
|
(D |
2b)2 |
,м2 |
(2.8) |
|
|
||||
|
4 |
|
|
|
|
где b – толщина крепи, 0,25 м.
Sвч |
|
3,14(7 2 0,25)2 |
44,2 м2 |
|
|||
|
4 |
|
|
1зах – длина заходки, 3,3 м; η – коэффициент использования шпура, 0,85.
Расход аммонита скального №1:
|
44,2 3.3 |
|
кг |
|
Q |
|
1,4 240,24 |
||
0,85 |
||||
|
|
|
Количество шпуров: |
|
N 1.27 q Sвч , шт |
(2.9) |
dn2 a
где q=1,4 кг;
dп – диаметр патрона. 36 мм;
а– коэффициент заполнения шпура, 0,35…0,45;
–плотность ВВ, 1450 кг/м3.
N |
1.27 1,4 44,2 |
92 шт, |
|
0,0362 0,45 1450 |
|||
|
|
Число шпуров на 1 м2 площади забоя:
пу N /Sвч 92/44,2 2,1 шп/м2 |
(2.10) |
Минимальное необходимое число шпуров:
46
пу |
|
2025 |
К |
, шт |
(2.11) |
Р d |
|
||||
|
|
п |
|
||
где К – коэффициент, учитывающий крепость пород при f = 7…10,
К= 1,1…1,2 ;
Р– работоспособность ВВ, 450 см3;
dп – диаметр патрона, 3,6 см;
2025 1,2 пу 450 3,6 1,5 2,1
Расположение шпуров.
Исходя из круглого сечения ствола и пологого угла падения пород принято расположение шпуров по концентрическим окружностям с прямым врубом и буферным шпуром.
Диаметр окружности врубовых шпуров принять Дв = 1,8 м.
Диаметр окружности оконтуривающих шпуров составит:
Дк Двч 2с, м |
(2.12) |
где с – расстояние от контура выработки до окружности расположения оконтуривающих шпуров, с = 0,15…0,2 м [1].
Дк 7,5 2 0,2 7,1 м
Максимальное расстояние между окружностями (w) и между шпурами в окружности (а) составляет:
w a 1.13 |
|
Sвч |
,м |
(2.13) |
|||
|
|
||||||
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
w a 1.13 |
44,2 |
|
0,8 м |
|
|||
|
|
||||||
92 |
|
|
|
|
|
||
47
Число окружностей отбойных шпуров:
по ((Двч ДB 2c)/(2w)) 1 ((7.5 1.8 2 0.2)/(2 0.8)) 1 2,3 (2.14)
Конструктивно принято 2 окружности.
Диаметр окружностей отбойных шпуров:
Do1 DB |
2w 1.8 2 0.8 3.4 м |
(2.15) |
Do2 Do1 |
2w 3.4 2 0.8 5м |
(2.16) |
Длина шпуров:
-отбойных: 1о=1зах/η=3,3/0,85=3,88=3,9 м;
-врубовых: 1в=(1,05…1,1)*1о=4,1…4,3; принято 1в=4,2 м;
-оконтуривающих: 1к=1о-0,2=3,9-0,2=3,7 м.
Распределение количества шпуров на окружностях:
Минимальное число врубовых шпуров составляет:
N1 nв Дв /а 3,14 1,8/0,8 7,1м |
(2.17) |
Принято 7 шпуров.
Число шпуров на отбойных и оконтуривающей окружностях: N2 = n01 = (2…2,5) nв = 14…18, принято 18 шп.
N3 = n02 = (3…3,5) nв = 21…24, принято 24 шп.
N4 = nк = (4…4,5) nв = 28…32, принято 32 шп.
Общее количество шпуров с учетом буферного:
N 1 N1 N2 N3 N4 1 7 18 24 32 82шп. |
(2.18) |
Величина зарядов шпуров.
Средняя величина заряда врубового шпура:
Qш Q1 /N 240.24/82 2.9кг |
(2.19) |
48
Величина заряда врубового шпура:
QB=(1.15…1.25)Qш=3,3…3,6 кг. Принято 3,6 кг. Вес патрона ВВ диаметром 36 мм равен 0,3 кг, длина – 0,2 м. Количество патронов в заряде – 3,6/0,3=12 шт; длина заряда – 0,2*12=2,4 м; коэффициент заполнения шпура: аз =2,4/4,2=0,571.
Величина заряда буферного шпура:
Qб=(0,3…0,4) Qш=0,87…1,16 кг. Принято 1,2 кг. Количество патронов в заряде – 1,2/0,3=4; длина заряда – 0,2*4=0,8 м; аз=0,8/2,8=0,28.
Величина заряда отбойного шпура:
Qо=Qш=2,9 кг. Принято 3 кг; количество патронов в заряде – 3/0,3=10 шп; длина заряда – 0,2*10=2,0 м; аз=2,0/3,9=0,512.
Величина заряда оконтуривающего шпура:
Qк=(0,8…0,85) Qш=2,32…2,47 кг. Принято 2,6 кг; количество патронов в заряде – 2,6/0,3=9 шп; длина заряда – 0,2*9=1,8 м; ак=1,8/3,7=0,486.
Расход ВВ на цикл:
Q1 1,2 7 3,6 (18 24) 3 32 2,6 235,6 240.24 кг
Таблица 2.1 - Параметры БВР
|
|
|
Угол |
|
Коэффици |
|
|
|
Заряд |
наклона к |
|
Длина |
|
№ |
Длина |
шпура, |
плоскости |
Тип ЭД |
ент |
забойки, |
шпуров |
шпуров,м |
кг |
забоя, |
|
заполнени |
м |
|
|
|
я шпура |
|||
|
|
|
град. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2,8 |
1,2 |
90 |
ЭД-8-ПМ |
0,28 |
2 |
2-8 |
4,2 |
3,6 |
90 |
ЭД-8-ПМ |
0,571 |
1,8 |
9-26 |
3,9 |
3 |
90 |
ЭДЗД-01,5 |
0,512 |
1,9 |
27-50 |
3,9 |
3 |
90 |
ЭДЗД-1,0 |
0,512 |
1,9 |
51-82 |
3,7 |
2,6 |
85 |
ЭДЗД-1,5 |
0,486 |
1,9 |
49
Рисунок 2.2 – Схема расположения шпуров
Рисунок 2.3 – Конструкция шпуров
Производство и организация буровзрывных работ.
Бурение шпуров производится после уборки взорванной породы. Для механизации процесса бурения применяю бурильную установку БУКС-1м.
Обслуживают установку три человека. Бурение начинают с оконтуривающих шпуров и ведут к центру по кругу ствола, в последнюю очередь буриться вруб.
50
После полного обуривания забоя ствола приступают к заряжанию шпуров.
Патроны-боевики мастер-взрывник изготовляет на поверхности в специальном помещении, расположенном более 50 м от ствола. В забой взрывчатые вещества опускают в бадьях, а патроны-боевики – в сумке, отдельно от взрывчатых средств. В
заряжании шпуров принимают участие мастер-взрывник, его помощник и проходчик,
имеющий единую книжку взрывника, которые внесены в путевку мастера-взрывника.
После заряжания, проходчики убирают оборудование из забоя, поднимают полок на безопасное расстояние. После этого мастер-взрывник соединяет взрывную цепь с магистральною. Перед взрыванием выставляют посты. Затем с поверхности производят взрывание от напряжения 127В или 220В. Перед взрыванием в обязательном порядке открывают ляды.
2.3.4 Проветривание ствола
Для проветривания забоя ствола принимаю нагнетательный способ проветривания с помощью вентиляторной установки, расположенной на поверхности
(не ближе 20 м от устья ствола) и работающей без перерыва. Свежий воздух выходит из става вентиляционных труб и поступает в призабойную часть ствола, где интенсивно удаляет вредные вещества.
Принимаю металлический трубопровод диаметром 0,9 м.
Расход воздуха по ядовитым газам ВВ:
|
2.25 |
|
|
, м3/мин, |
(2.20) |
|
Q |
3 |
ABSс2k0 H 2 2 |
||||
|
||||||
|
t |
|
|
|
||
где t=30 мин – время проветривания забоя после производства БВР;
А – количество одновременного взрываемого ВВ, 240.24 кг;
В – газовость ВВ, 40 л;
К0 – коэффициент обводнения ствола, 0,3
Н – расчётная глубина ствола, 516 м;
-- коэффициент доставки воздуха.
Критическая глубина ствола: