В.Н. Хомченко Технология добычи полезных ископаемых подземным способом

30

где f – коэффициент крепости породы по шкале проф. М.М.Протодьяконова;

f1 – коэффициент структуры породы;

υ3 – коэффициент зажима породы, зависящий от площади поперечного сечения выработки;

e – коэффициент работоспособности применяемого ВВ.

Значение коэффициента крепости f принимают в зависимости от категории породы, которая дана в таблице для индивидуального задания.

Значение коэффициента f 1 принимается в зависимости от свойств

иструктуры пород, их залегания и трещиноватости:

–вязкие, упругие, пористые – 2;

–дислоцированные с неправильным или параллельным оси выработки залеганием и мелкой трещиноватостью – 1,4;

–со сланцевым залеганием и меняющейся крепостью, с напластованием, перпендикулярным к направлению шпуров – 1,3;

–массивные, хрупкие, плотные – 1,1.

Коэффициент зажима породы υ3 подготовительных выработок, как указывает проф. Н.М.Покровский, имеет наибольшее значение для малых поперечных сечений, с увеличением площади поперечного сечения выработок, проводимых в одних и тех же породах, расход ВВ уменьшается. Значение коэффициента υ3 при одной обнаженной плоскости определяют:

υ3 = 6,5 / Sч ,

где Ѕч – площадь поперечного сечения выработки в проходке, м2. Коэффициент работоспособности применяемого ВВ определяют

как

e = 380 / Px,

где 380 – работоспособность стандартного ВВ;

Pх – работоспособность применяемого ВВ, зависящая от крепости пород (табл.9).

				Таблица 9
Коэффициент крепости по шка-	1-3	3-6	6-10	более 10
ле проф. М.М. Протодьяконова
Работоспособность рекомендуе-	280	220-230	320-400	400-600
мых ВВ

31

Определение числа шпуров и их расположение

Число шпуров в забое N зависит от крепости пород, площади поперечного сечения выработки в проходке, вместимости шпуров, определяют из выражения

N = q Sr η lп / К3 qп,

где η – коэффициент использования шпуров (к.и.ш.), принимают рав-

ным 0,8-0,9;

ln – длина патрона, м (табл.7); qп – вес патрона, кг (табл.7);

Kз – коэффициент заполнения шпура.

Коэффициент заполнения шпура (к.з.ш.) представляет собой отношение длины заряда к длине шпура. В шахтах, опасных по газу и пыли, Kз определяют по условиям минимально допустимой длины забойки шпуров: при глубине шпуров равной 0,6-1 м, К3 принимают 0,5, при более 1 м, K3 принимают ≥ 0,3.

Коэффициент заполнения Кз врубовых шпуров принимают на 10-15 % больше, а коэффициент заполнения оконтуривающих на 15-20 % меньше, чем отбойных.

Все шпуры разделяют на врубовые, отбойные и оконтуривающие примерно в соотношении 1 : 2 : 3.

Соотношение между числом врубовых Nвр, отбойных Nот и оконтуривающих Nок шпуров принимают как Nвр : Nот : Nок = 1 : δ : b, которое читается так: на один врубовый шпур приходится δ отбойных и b оконтуривающих шпуров. Обозначив сумму через m = 1 + δ + b, найдем число шпуров в каждой группе:

Nвр = N 1 / m; Nот = N δ / m; Nок = N b / m.

Число шпуров в каждой группе определяют в зависимости от поперечного сечения выработки. Для выработок с сечением до 9-10 м2, проводимым по крепким породам, принимается соотношение групп шпуров 1:0,6:1,6, для выработок большого сечения до 16-20 м2 1:1,3:1,5. Пример расположения шпуров в забое выработок представлен на рис.4.3.

Врубовые шпуры 1-4 (рис.4.3,а), взрыв зарядов в которых создает дополнительную поверхность обнажения в забое и улучшает условия

32

работы остальных шпуров. Врубовые шпуры обычно бурят на 0,2-0,3 м глубже остальных. В практике встречается множество схем расположения врубовых шпуров.

Рис.4.3. Схема расположения шпуров в забое выработки:
а	–	трапециевидной	формы	сечения:	1-4 –	врубовые	шпуры;
5-13 – отбойные шпуры; 14-26			– оконтуривающие шпуры;
б	–	арочной формы	сечения:	1-4 –	врубовые	шпуры;	5-10 и
14-18 – отбойные; 19-33 и 11-13 – оконтуривающие шпуры

Отбойные шпуры 5-13, заряды которых взрываются после врубовых, предназначены для расширения объема первоначального вруба. При малых сечениях выработки отбойных шпуров может и не быть, а при большом сечении отбойными шпурами разрушается большая часть породы в забое.

33

Оконтуривающие шпуры 14-26, заряды которых взрываются последними. Они придают выработке проектную форму поперечного сечения.

Глубина шпуров

Глубина шпуров является одним из основных организационнотехнологических параметров, определяющих общий объем работ и скорость проведения горной выработки.

Глубина шпуров lш может быть определена по различным формулам, или принята на основании практических данных в зависимости от крепости пород и площади забоя (табл.10).

		Таблица 10
Коэффициент крепости пород f	Глубина шпуров lш, м,
	для выработки сечением, м2
	6-12	13-16
3-6	2,0-2,5	2,5-3,0
Более 6	1,5-2,0	2,0-2,5

Определение расхода ВВ на заходку (цикл)

Массу заряда на одну заходку определяют по формуле

Q = q Sr l ш η, кг

где Sr – площадь поперечного сечения в проходке. Масса заряда в среднем на один шпур:

qш = Q / N, кг.

Масса шпурового заряда по группам шпуров ориентировочно рав-

на

qвр = (1,1-1,15) qш; qот = qш; qок = (0,85-0,8 )qш,

где qвр, qот, qок – масса шпурового заряда соответственно врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров, кг.

34

Массу заряда в шпуре корректируют по целому числу патронов в шпуре. Обычно для шахт, опасных по газу и пыли, патроны предохранительных ВВ выпускают массой 0,2 и 0,3 кг, длиной соответственно 180÷250 мм, диаметром 36 мм.

Число патронов на один шпур определяют как

nвр = qвр /qп; nот = qот / qп; nок = qок / qп ,

где qп – масса патрона ВВ, кг.

Число патронов определяют округлением величин qвр, qот, qок до целого кратного числа.

В связи с округлением величин qвр, qот и qок изменится и величина Qф заходки, поэтому окончательный фактический расход ВВ на цикл (заходку) определяем по формуле

Qф = qn(nврNвр + nотNот + nокNок) + (0,25-0,35)q, кг

где (0,25-0,35) q – расход ВВ на проведение водосточной канавки; q – удельный расход ВВ на 1 м3 породы в массиве.

Длина забойки шпуров

Lзаб = lш – (0,95 ÷ 1) nпlп, м

где lш – длина шпура соответствующей группы, м; lп – длина патрона, м;

nп – число патронов, шт.

Скорость проведения выработки

Вычисляем подвигание забоя за цикл:

Lц = lшη,

где lш – глубина шпура, м;

η – коэффициент использования шпура (к.и.ш.). Количество циклов в сутки примем равным 4, тогда

Lсут = 4 Lц.

35

Подвигание забоя за месяц равно

Lмес = Lсутt , м

где t – число рабочих дней по проходке (21). Объем взорванной породы в массиве:

V = SчLц, м3.

Расход ВВ на 1 м длины выработки:

qм = Qф / Lц, кг.

Фактический удельный расход ВВ на 1 м3 породы массива:

qФ = Qф / V, кг.

Основные данные, полученные по выполненным разделам контрольной работы, должны быть представлены в виде сводки:

–размер шахтного поля по простиранию и падению;

–балансовые и промышленные запасы;

–производственная мощность шахты;

–срок существования шахты;

–высота этажа, горизонта;

–система разработки пластов;

–суточная добыча из лавы;

–скорость проведения выработки.

5.Графическая часть

В работе даются чертежи, выполненные в карандаше:

–схема вскрытия шахтного поля в разрезе вкрест простирания;

–подготовка пластов на горизонте;

–общий вид системы разработки выемочного поля;

–очистной забой с примыкающими выработками в плоскости пласта и разрезом по простиранию или падению пласта;

–детали паспорта крепления в плане и в разрезе по простиранию;

–планограмма работ;

36

– паспорт проведения и крепления подготовительной выработки. Чертеж должен быть выполнен аккуратно в соответствии с прави-

лами технического черчения.

6. Пояснительная записка

Изложение текста пояснительной записки должно быть сжатым и ясным, в пределах 25-30 страниц. Записка представляется в сброшюрованном виде. Она должна быть написана на листах стандартного размера (210-300 мм), четко, перьевой или шариковой ручкой.

Взаписке даются краткие обоснования принятых технологических решений, расчеты и, в случае необходимости, пояснения к чертежам и эскизам. Не допускаются применение местных терминов, сокращение слов, за исключением общепринятых.

Вначале пояснительной записки прилагается задание, подписанное руководителем, а в конце приводится перечень использованной литературы. В конце записки ставятся дата и подпись студента.

									Приложение 1
									Таблица 1
Индивидуальные задания для выполнения контрольной работы
Исходные дан-						В	а р	и а н		т ы
ные
	1	2	3	4	5	6	7		8	9	10	11	12	13	14	15
1	2	3	4	5	6	7	8		9	10	11	12	13	14	15	16
	M1=1,5	2,0	2,5	3,6	2,5	3,3	2,6		4,5	1,6	2,4	1,8	1,9	1,2	3,6	2,4
Мощность	M2=2,2	2,8	1,3	3,8	0,9	4,2	3,2		5,0	1,8	3,0	3,7	1,3	1,5	2,8	3,
	M3=1,7	0,4	1,7	3,7	3,8	0,45	0,4		3,6	2,5	4,6	1,9	4,5	0,6	2,6	4,6
пластов, м
	M4=2,3	1,3	0,3	0,6	6,0	1,6	3,0		0,4	2,6	1,6	5,3	3,2	2,5	3,5	1,6
	M5=1,8	1,6	2,1	2,9	1,8	3,5	4,0		2,8	3,8	1,8	1,1	0,4	3,9	1,6	1,8
	M6=2,0	1,5	—	2,0	1,2	2,3	1,5		2,4	1,7	—	1,5	0,9	4,5	1,8	—
Расстояние	M12=60	20	40	50	30	25	45		40	20	60	80	60	20	100	60
	M23=55	60	60	40	40	50	30		25	15	80	60	60	15	150	80
между плас-
	M34=50	30	50	35	25	30	50		30	50	40	20	50	40	50	40
тами, м
	M45=40	40	70	60	50	45	20		50	25	100	40	20	100	35	100
	M56=35	30	—	40	35	20	35		40	40	—	100	15	50	80	—
Угол падения
пласта,
град	15	12	9	18	10	15	25		9	16	18	25	18	15	34	18
Размеры поля,
м:
по простиранию	5500	8200	9000	7500	12000	9000	9600		12000	9000	5000	7000	5000	4700	7500	5000
по падению	900	3600	3000	4000	3500	3200	3700		3200	1000	2200	1800	3200	2500	800	2200

1

Продолжение табл.1

1		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Плотность
угля, т/м3		1,28	1,40	1,30	1,35	1,28	1,30	1,45	1,35	1,30	1,40	1,30	1,35	1,30	1,30	1,40
Тип
кровли *		ТРО	СРО	СРО	СРУ	СРО	ТРО	СРУ	СРУ	СРО	ТРО	СРУ	ТРО	СРУ	ТРО	СРО
Сопротив-
ление угля
резанию,		1,3	1,7	1,6	1,5	1,9	2,1	1,8	2,3	1,5	1,8	2,0	1,7	2,5	1,3	2,3
кН/см
Относи-
тельная
метано-
обиль-
ность,т/м3		7	6	5	10	8	15	5	4	10	7	5	15	3	5	12
Технологию
очистных
работ	рас-
смотреть			m1	m1	m2	m2	m2	m1	m2	m2	m1	m1	m1	m2	m1	m2
для пласта		m2
Тип прово-		Кап.	Конв	По-	Отк.	Вент.	Конв	Отк.	По-	Конв	Ос-	Бремс	Ук-	Конв	По-	Квер-
димой	вы-	квер-	штрек	лев.	штрек	штрек	штрек	штрек	лев.	штрек	нов.	берг	лон	штрек	лев.	шлаг
работки		шлог		штрек	одноп.			од-	штрек		штрек				штрек
								ноп.
Крепость
пород по
М.М.Прото-
дьяконову		5	3	6	3	3	2	3	5	3	2	3	3	2	6	7
(f)

* Тип кровли: СРУ - средней устойчивости, ТРО - труднообрушаемая, СРО - средней обрушаемости

2

Таблица 2 Технические характеристики проходческих комбайнов

Показатели			Тип проходческого комбайна
	ПК-3Р	4ПУ	ПК9Р	ГПК	4ПП2	РК	“Союз 19”
Коэффициент крепости	до 4	до 4	до 4	до 4	до 6	до 6	до 8
Сечение выработки в
проходке, м2	5,3-12,5	4,0-8,2	7,0-16,0	4,7-15	9-18	––	18,4
Ширина выработки, м	2,8-4,1	1,6-3,3	2,2-3,9	1,8-3,6	2,6-4,0	––	––
Высота выработки, м	2,1-3,2	1,5-2,8	2,2-3,9	1,8-3,6	2,6-4,0	––	––
Угол наклона, град	± 10	± 10	± 10	± 10	± 10 - 25	––	± 10
Техническая производи-
тельность, м3/мин	0,50 при	0,42	1,2 при	1,2	0,35	––	0,80 при
	ƒ = 1,5		ƒ = 5				ƒ = 8
Габариты комбайна, м:
длина	6,6	5,9	8,2	7,1	8,2
ширина	1,47	1,25	2,4	1,6	2,4	——	——
высота	1,74	1,30	1,83	1,5	1,96
Масса, т	12,5	10,7	31,2	18	35	——	——