3. Расчёт параметров взрывных скважин и производительности бурового станка сбш-250мна-32.

Расчёт эксплуатационных параметров взрывных скважин, установление производительности бурового станка в конкретных горно-геологических условиях.

1. Определение высоты уступа:

h ≤ (1… 1,5)*H_{ч max} = (1…1,5)*13,5 = 13,5 … 20,25 ≈ 15 м; (3.1)

Принимаю 15м для разработки экскаватором наносов, 20м для разработки коренных пород.

где h – высота уступа, м; H_{ч max} – максимальная высота черпания экскаватора, м.

2. Устанавливаю угол откоса рабочего уступа:

В соответствии с коэффициентом крепости по шкале проф. М. М. Протодьяконова:

- угол откоса устойчивого уступа 60°;

- угол откоса рабочего уступа 70°;

- высота уступа 4,5м.

3. Вычисляю глубину скважин с точностью 0,5 м:

L_C = = = 18,6 м; (3.2)

где L_C – глубина скважины, м; β – угол откоса скважины к горизонту, град;

l_n - длина перебура.

l_n = (0,1… 0,25)*h = 2…5 м. Принимаю l_n = 3м.

4. Вычисляю диаметр скважины:

d_C = K_PC * d_д = 1,13*269,9 = 304,9 мм; (3.3)

где d_C – диаметр скважины, мм; d_д – диаметр долота, мм; K_PC – коэффициент расширения скважины при бурении.

5. Определяю сменную производительность бурового станка СБШ-250МНА-32

П_Б = = = 50 м; (3.4)

t_O = 1/V_б = 4,3 мин.

где П_Б – сменная производительность бурового станка, м; Т_СМ – продолжительность смены, мин; Т_ПЗ – продолжительность подготовительно-заключительных операций, мин; Т_р – продолжительность регламентированных перерывов, мин; t_O – основное время затрачиваемое на бурение 1 м скважины, мин; t_В – продолжительность вспомогательных операций при бурении 1 м скважины , мин; V_б – механическая скорость бурения (табл. 4.9), м/мин.

Сравнив расчётную сменную производительность с нормативной (табл. 4.10 [1]), получилась разница превышающая 10%, следовательно для дальнейших расчётов принимаю нормативное П_Б = 105 м.

6. Определяю годовую производительность бурового станка:

П_БГ = П_Б * N_{СМ Б} = 105*695 = 72975 м, (3.5)

где П_БГ – производительность бурового станка, м/год;

N_{СМ Б} – количество смен бурового станка в течение года (табл. 4.11 [1]).

4. Расчёт параметров скваженных зарядов.

В соответствии со свойствами пород и обводненностью скважин выбираем тип ВВ — Граммонит 79/21.

1. Определяю линию сопротивления по подошве:

W = * К_В* d_C* = * 1,1*0,305* = 9,6 м; (4.1)

где W – линия сопротивления по подошве, м; К_В – коэффициент, учитывающий взрываемость пород в массиве; d_C – диаметр скважины, м; Δ – плотность заряжания ВВ в скважине, кг/м³; К_ВВ – переводной коэффициент от Аммонита №6 ЖВ к принятому ВВ; 𝜸 – плотность породы, кг/м³.

2. Нахожу величину ЛСПП с учётом требований безопасного ведения буровых работ у бровки уступа:

W_Б = δ_П + h* (ctgα + ctgβ) = 3,5 + 15*(0,3639 + 0,2679) = 4,9 м; (4.2)

где W_Б – значение ЛСПП по возможности безопасного обуривания уступа, м; δ_П – ширина возможной призмы обрушения, м.

Проверяю соответствие расчётной ЛСПП требованиям ведения буровых работ:

W ≥ W_Б (4.3)

9,6 ≥ 4,9

3. Определяю расстояние между скважинами в ряду (а) и между рядами скважин (b):

Выбираем шахматную сетку скважин.

а = m*W = 1,05 * 6,8 = 7,14 м; (4.4)

b ≈ а = 7,14 м

4. Определяю массу заряда в скважине:

а) для скважин первого ряда:

Q^’_З = q * W * a * h = 0,646*6,8*7,14*15 = 470 кг; (4.5)

б) для скважин следующих рядов:

Q^’’_З = q * b * a * h = 0,646*7,14*7,14*15 = 494 кг; (4.6)

где Q^’_З, Q^’’_З – масса заряда ВВ в скважинах первого и последующего рядов соответственно, кг; q – удельный расход ВВ (табл. 4.14), кг/м³.

Выбираем конструкцию заряда. Принимаем рассредоточенный воздушным промежутком колонковый заряд.

Рассчитываем длину забойки. Качественная забойка позволяет существенно улучшить качество взрываемых пород. Уменьшение величины забойки опасно преждевременным выбросом продуктов взрыва и снижением эффективности взрывных работ. Однако чрезмерное опускание забойки резко ухудшает качество взорванных пород, особенно крупноблочного строения.

l_З = (20…35)*d_c = 7,0 м; (4.7)

l_ПР = (8…12)*d_c = 2,6 м; (4.8)

5. Нахожу длину заряда:

l_ВВ = L_C – l_З – l_ПР = 18,6 – 7,0 – 2,6= 9,0 м; (4.9)

где l_ВВ – длина заряда ВВ, м; l_З – длина забойки, м; l_ПР – длина промежутка, м.

6. Определяю массу заряда по условиям вместимости в скважину:

Q_ЗВ = 7,85* d_c²*Δ* l_ВВ = 7,85*3,05²*825*9 = 542 кг;

где Q_ЗВ – масса заряда по условиям размещения его в скважине, кг; d_c – диаметр скважины, дм.

Проверяю условие:

Q^’_З,(Q^’’_З) ≤ Q_ЗВ (4.10)

494 ≤ 542

Выбираем тип промежуточного инициатора (шашки-детонатора). Исходя из рекомендаций, выбираем шашки-детонаторы с большой инициирующей способностью Т – 400Г, предназначенную для инициирования как обводненных, так и сухих скважинных зарядов.

7. Вычисляю объём блока по условиям обеспечения экскаватора взорванной горной массой:

V_БЛ = Q_{СМ П} * n_СМ*n_Д = 2553,7*3*12 = 91932,5 м³; (4.11)

где V_БЛ – объём взорванного блока, м³; Q_{СМ П} – сменная эксплуатационная производительность экскаватора, м³; n_СМ – количество рабочих смен экскаватора за сутки, ед.; n_Д – норматив обеспеченности экскаватора взорванной горной массой, сут.

8. Определяю длину блока:

= 290 м; (4.12)

где L_БЛ – длина блока, м; n_P – число взрываемых рядов скважин, ед.

9. Нахожу число скважин, взрываемых в одном ряду:

n_СКВ = + 1 = + 1 = 42; (4.13)

10. Вычисляю общий расход ВВ на блок:

Q_{В Б} = [Q^’_З + Q^’’_З * (n_Р - 1)]*n_СКВ = [470 + 494 * (3 - 1)]*42 = 61236 кг; (4.14)

11. Рассчитываю выход горной массы с 1м скважины:

φ = = = 60,7 м³; (4.15)

12. Нахожу интервал замедления:

t = 1,25*К_З*W = 1,25*3,5*6,8 = 29,75 мс; (4.16)

где К_З – коэффициент, зависящий от взрываемости пород.

Подбираю ближайшее стандартное пиротехническое реле РП-8 t = 35 мс.

13. Рассчитываю ширину развала взорванной горной массы:

В = (1,5…2,5)*h + b*(n_P - 1) = 2*15 + 7,14*2 = 34,28 м; (4.17)

14. Определяю высоту развала:

h_Р = (1,0…1,2)*h = 1,1*15 = 16,5 м; (4.18)

15. Нахожу инвентарный парк буровых станков:

N_{Б С} = = = = 2,58 ≈ 3 машины

Принимаю N_{Б С} = 3 ед.

где А_ГМ – годовая производительность по горной массе, т; П_{Б Г} – годовая производительность бурового станка, м.

В ыбираем схему коммутации скважинных зарядов с учётом числа взрываемых рядов скважин и требованиям к параметрам развала. Принимаем продольную схему коммутации.

Рис. 2 Схема расположения скважин на уступе

Рис. 3. Схема монтажа взрывной сети.