Процессы очистных работ

Содержание.

Введение                                                                                                                                         2

Выбор эксплуатационного  оборудования                                                                                   2

Выбор формы и размеров поперечного сечения выработки                                                     3 

Выбор способа проходки выработки                                                                                           5

Разработка паспорта буровзрывных работ                                                                                

     Выбор бурового оборудования                                                                                               5

     Определение числа и глубины шпуров                                                                                  6                                                                                     

     Определение массы ВВ на взрыв и на одиночные шпуровые заряды                                7

     Выбор способа взрывания и замедления                                                                               9

Проветривание                                                                                                                              9

Уборка отбитой горной массы                                                                                                    12

Крепление выработки и  выбор параметров анкерной крепи                                                   14

Расчет времени цикла  и планограммы работ                                                                            14

Заключение                                                                                                                                   19

Список литературы                                                                                                                      20                                                                                                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

       Цель данной работы - разработать проект проходки квершлага. Квершлаг - горизонтальная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, проводимая вкрест простирания горных пород. Протяженность выработки 500 м., выработка подготовительная, предназначена для транспортировки металлической руды. Порода, по которой проводится выработка – известняк с коэффициентом крепости - 13, опасная по газу, крепь анкерная.

Выбор эксплуатационного  оборудования.

      Исходя из данных курсового проекта (назначение выработки-транспортировка  железной руды; транспорт рельсовый; ширина колеи 750 мм.; опасность шахты по газу) по справочнику [4] выбираем электровоз аккумуляторный АМ8Д с габаритными размерами 1,42х1,35 м. Также выбираем шахтные вагонетки ВГ2,5 с габаритными размерами 1,3х1,24 м. , т.к. они подходят по ширине колеи.

      Характеристики  выбранного оборудования:

Электровоз аккумуляторный АМ8Д:

• Масса:8.7 т
• Колея:750 мм
• Сила тяги часового режима: 12.2 кН
• Скорость движения при часовом режиме: 7,2 км/ч
• Диаметр колеса по кругу катания: 680 мм
• Минимальный радиус кривой вписывания: 8 м
• Жесткая база: 1200 мм
• Суммарная мощность тяговых электродвигателей в часовом режиме:26 кВт
• Энергия тяговой батареи: 45,1 кВт.час
• Исполнение: РП
• Габариты:

                           Длина 4,55 м

                           Ширина на колею 750 мм  1,35 м

                           Высота  1,42 м

Шахтные вагонетки ВГ 2,5:

• Емкость 2,5 м³
• Колея 750 мм
• Длина по буферам 3150 мм
• Ширина кузова 1350 мм
• Высота головок рельсов 1400 мм
• Диаметр колеса 400 мм
• Жесткая база 1000 мм

2

 

• Высота  оси сцепки 365 мм, Коэффициент тары: не более 0,42

Выбор формы и размеров сечения выработки.

        Форму  и размеры сечения выработки выберем по методичке [1] и по [3].

       Размеры  поперечного сечения выработки  можно определить графическим  и аналитическим способами, исходя  из размеров транспортных устройств  (количества рельсовых путей и  ширины подвижного состава, перемещающегося  по выработке, или ширины конвейерного  става), зазоров между транспортным  оборудованием и крепью, предусмотренных  правилами безопасности, проходов  для безопасного передвижения  рабочих, толщины крепи, строения транспортного пути, высоты подвески контактного провода и количества воздуха, необходимого для обеспечения проветривания очистных забоев с допустимыми скоростями его движения.

                      

Ширина выработки в свету  на уровне верхней части подвижного состава составит:

 

B = А·n+b+c+с^΄,

 

где А – максимальный поперечный размер транспортного устройства (вагонетки, электровоза, конвейера); п – количество транспортных (рельсовых) путей в выработке; в – зазор (безопасное расстояние, регламентируемое ПБ) между крепью и подвижным составом; с – зазор между транспортными средствами (с – 0,20 м между подвижными составами); с^΄ – ширина прохода для людей на уровне транспортного сосуда (h_тс), которая должна сохраняться на высоте h₁ = 1,8 м, (с^΄ = 0,7 м) (§118 ПБ). На закруглениях ширина выработки увеличивается на 0,2-0,3 м.

     Для выбранного  мною оборудования А=1,3 м.; n=2, т.к. выработка двухпутевая; учитывая отсутствие крепи у стенок выработки крепи и наличие неровностей на стенках в следствие буровзрывного способа проходки, примем  b=0,4 м. и c=0,3 м.;

3

 

 с^΄=m+(1,8-h)ctgα

m= 0,7 м. – ширина выработки на высоте 1,8 м. для прохода людей.

h=1,42 м. – высота подвижного состава.

α=80^o – угол наклона стенок выработки.

с^΄=0,7+(1,8-1,42)ctg80^o= 0,7+0,38× 0,176 = 0,767 ≈ 0,8 м.

В= 2×1,35+0,4+0,3+0,8 = 4,2 м.

Высота выработки в  свету:

 

h_c= h_кп+0,2 ,        где

 

h_кп – высота контактного провода, но т.к. электровоз мы выбрали аккумуляторный, то контактный провод нам не требуется, но высоту в свету мы рассчитаем учитывая наличие контактного провода(h_кп=1,8 м.)

 

h_c= 1,8+0,2= 2,0 м.

Высота выработки в проходке:

 

h_прох= h_c+h₀+h_p+∆h    ,                  где

 

h₀=0,32-0,35 – высота верхнего строения рельсового пути(балластного слоя). Выберем 0,33 м.

h_p=0,14 м. – высота головки рельса.

∆h- величина осадки, определяемая величиной горного давления и конструкцией крепи.

Т.к. мы не можем оценить  величину горного давления, т.к. мы не знаем глубину, на которой ведутся  горные работы, и учитывая высокую  крепость вмещающих пород(f=13),

Принимаем ∆h=0,06 м. (согласно [7] ∆h для пластовых выработок принимается в пределах 0,05-0,075 мм)

 

h_прох=2,0+0,33+0,14+0,06= 2,53 м.

 

Ширина выработки вчерне по верху составит:

В_в= В-2(h_прох-h)/tgα = 4,2 – 2(2,53-1,42)/tg80^o = 4,2 – 2(2,53-1,42)/5,671= 4,2-0,39= 3,81 м.

 

 

Ширина выработки вчерне по низу составит:

В_н= В+2(h+h_p+h_o)/tgα=4,2+ 2(1,42+0,14+0,06)/5,671= 4,77 м.

 

Ширина выработки в  свету по верху составит:

(В)_в= В-2(h_c-h)/tgα= 4,2-2(2-1,42)/5,671= 4,00 м.

 

Ширина выработки в  свету по низу(на уровне балластного  слоя) составит:

(В)_н= (В)_в +2(h_с+h_p)/ tgα =4,2+2(2,0+0,14)/5,671= 4,96 м.

 

Площадь сечения в свету:

S_cв= ((В)_в+(В)_н)( h_c+h_p)/2= (4,00+4,96)×2,14/2= 9,59 м²

 

Площадь сечения в проходке:

S_пр= (В_в+В_н) h_прох/2= (3,81+4,77)2,57/2= 11,03 м²

4

 

      Рассчитанную по габаритам транспортных сосудов и безопасным зазорам площадь поперечного сечения выработки проверяют по количеству воздуха, которое необходимо пропустить по данной выработке.

 

     Содержание  газов в нашей выработке будем  контролировать пропусканием нужного  нам для проветривания количества  воздуха. Проверка по этому  фактору и расчет необходимого  количества воздуха приведены в описании процесса проветривания.

 

 

 

Выбор способа  проходки выработки.

     При проведении выработок следует предпочитать комбайновый способ. Но в наших условиях из-за высокой крепости пород(f=16) применение комбайнов невозможно, следовательно, выработку будем проводить буровзрывным способом.

 

Разработка паспорта буровзрывных работ

Содержание паспорта БВР

      Паспорт БВР содержит следующие сведения:

1.Название и местоположение выработки, тип и крепость породы (угля, руды), площадь поперечного сечения, газовый режим забоя.

2.Схему расположения шпуров (скважин) по забою, их количество, глубину и направление (три проекции с указанием размеров).

3.Типы средств бурения, взрывчатых веществ (ВВ), средств взрывания (СВ), источников тока и контрольно-измерительных приборов.

4.Общее количество ВВ, объем бурения и объем отбитой породы, величину подвигания забоя за взрыв (уходку).

5.Удельные расходы ВВ, СВ, коэффициент использования шпура.

6.Конструкцию и величину шпуровых (скважинных) зарядов, количество серий взрывания и последовательность их инициирования, номера шпуров, входящих в каждую серию взрывания.

7.Границы опасной зоны, места выставления постов охраны и установки запрещающих аншлагов.

8.Места укрытия взрывников и рабочих на время взрыва.

9.Длительность и схему проветривания.

 

Выбор бурового оборудования.

      Выбор оборудования для бурения шпуров сделаем по справочнику [4]. Исходя из данных курсового проекта: таких как коэффициент крепости 13, наличие рельсовой колеи шириной 750 мм., опасность шахты по газу, выработка горизонтальная- возможно применение буровой установки БУ1Б. Назначение этой установки: бурение шпуров при проведении горизонтальных горных выработок и для бурения шпуров в кровлю и почву выработок.

      Технические характеристики установки:

• Площадь поперечного сечения выработки:   6-19,0 м²
• Тип бурильной машины : вращательно-ударного действия с бурильной головкой БГА1М.
• Количество бурильных машин на забой:1.
• Максимальный коэффициент крепости: 16.
• Максимальные размеры обуриваемого забоя: высота: 3,71 м., ширина: 5,00 м.
• Диаметр буровой коронки: 43 мм.
• Тип привода: пневматический.

5

 

• Механизм передвижки: колесно-рельсовый несамоходный.
• Ширина колеи: 750 мм.
• Габариты установки в транспортном положении: длина 6,5 м., высота 1,5 м., ширина 1,08 м.

Определение числа  и глубины шпуров.

      Разработку паспорта БВР сделаем по методичке [2].

Совокупность всех шпуров, входящих в паспорт, называется комплектом шпуров. Шпуры в комплекте подразделяются на врубовые, вспомогательные, отбойные и контурные. Врубовые шпуры служат для образования врубовой (начальной) полости в разрушаемом объеме породы. Вспомогательные шпуры расширяют  врубовую полость до необходимых  размеров. Отбойные шпуры отбивают и дробят породу в пределах проектного сечения проводимой выработки, контурные  шпуры создают ровный гладкий  контур выработки.

      Используем призматический вруб с центральной скважиной т.к. в наших условиях он наиболее прост в исполнении и достаточно эффективен.

      Число  шпуров в комплекте зависит  от крепости пород, трещиноватости массива, количества обнаженных поверхностей и площади поперечного сечения выработки. Ориентировочное число шпуров может быть определено по формуле:

где n – удельное число шпуров на 1 м² площади забоя; a – эмпирический коэффициент (a  = 2,7); f –  коэффициент крепости пород; S – площадь забоя, м²; N – общее число шпуров в комплекте

     n=2,7 шпуров/м² 
     N=n×S= 2,92×11,03= 34,748 ≈ 35 шпуров 
 
      Глубина шпуров задается технологией проходческого (добычного) цикла в соответствии с производительностью буровой и погрузо-доставочной техники или рассчитывается по эмпирическим формулам. Определяющими показателями являются сменная или суточная норма добычи или проходки и обеспечение целого числа циклов в смену или в сутки.

Для прямых врубов глубина  шпуров может быть определена по формуле:

, м.

l_ш=1,18 -0,004×11,03×13 = 2,46- 0,5793= 2,06 ≈2,1 м.

Такой длины будут вспомогательные, отбойные и оконтуривающие шпуры, а  врубовые увеличим и сделаем 2,3 м.

Диаметр для выбранной  буровой установки 43мм.

 

 

6

 

    Максимальное расстояние между соседними шпурами (b) не должно превышать величины линии наименьшего сопротивления (ЛНС). Величина ЛНС (W) может быть установлена по данным практики или определена по формуле:

      

W==1,04 м.

Т.к. взрывание ведется  по породе на опасной по взрыву газа шахте, то по правилам безопасности расстояние между шпурами должно быть не менее 0,3 м.

Определение массы  ВВ на взрыв и на одиночные шпуровые заряды

Выбор типа ВВ зависит от газового режима, типа и крепости породы, обводненности забоя. На газовых шахтах разрешается использовать только предохранительные ВВ. Выбираем для проведения выработки аммонит АП-5ЖВ, который предназначен для проведения выработок как по углю, так и по породе.