Расчёт параметров буро-взрывных работ

1. Определяется коэффициент крепости горных пород с поправкой проф. Л.И.Барона на их разрушаемость взрывом:

2. Определяется удельный расход эталонного ВВ на разрушение породы в контурах воронки нормального выброса, кг/м³:

q_о = 0,1 f₁=0.1*12.58 = 1.2

3. Вычисляются коэффициенты относительной работоспособности взрывчатого вещества p и зажима пород :

=5.7/2.58=2.2

где А – работоспособность принятого ВВ, см³, а 360 см³ – эталонного ВВ

4. Определяется удельный расчетный расход ВВ. кг/м³:

q = q_o  f '  p   = 3.8 кг/м³

где f ' – коэффициент структуры, учитывающий влияние структурных особенностей породы

По формуле Н.М.Покровского определяется количество шпуров в забое:

где d - диаметр патрона ВВ, м.; или шпура при гранулированном ВВ, _вв - плотность ВВ в заряде, кг/м³; К₃ - коэффициент заполнения шпуров взрывчатым веществом. Значение К₃ примем равным 0.79

При выборе схемы расположения шпуров необходимо придерживаться следующих основных положений: в забоях с одной плоскостью обнажения предусматриваются врубовые, отбойные и оконтуривающие шпуры; при однородной структуре пород чаще всего применяется вруб, который по своей форме может быть клиновым или пирамидальным. В горизонтальных выработках из-за удобства бурения предпочтение отдается вертикальному клиновому врубу, который применяется в породах однородного строения, а также при наличии вертикальной трещиноватости или напластования. Горизонтальный клиновой вруб применяется при проведении выработок с площадью поперечного сечения более 5 м² по породам с горизонтальной трещиноватостью или напластованием. Врубовые шпуры располагаются под углом 60^°-70^° к плоскости забоя, отбойные под углом 80^°-90^° и оконтуривающие – под углом 85^°-87^° с наклоном в сторону проектного контура выработки.

Примерное соотношение между количеством врубовых n_вр , отбойных n_отб., оконтуривающих n_ок шпуров в комплекте рекомендуется принимать в следующей пропорции: (n_вр : n_отб : n_ок) как (1 : 0,5 : 2,5).

Чем крепче порода, тем ближе друг к другу должны быть расположены врубовые шпуры.

При клиновом врубе с оптимальным наклоном шпуров к плоскости забоя расстояние между парами шпуров можно выбирать по табл.:

f	Расстояние между парами врубовых шпуров (см) при диаметре патрона 36 мм в зависимости от работоспособности ВВ (см^3)
	400-450
14-18	40-42

Расстояние между устьями врубовых шпуров, сходящихся на клин, определяется из условия расположения в забое бурового оборудования и инструмента (т.е., чтобы ширина выработки позволяла бы пробурить наклонные врубовые шпуры требуемой глубины).

Расстояние между забоями врубовых шпуров, сходящихся на клин, принимается равным 5-15 см. Расстояние между отбойными шпурами и врубовыми, а также расстояние между оконтуривающими шпурами должны определяться исходя из линии наименьшего сопротивления (Л.Н.С. - W).

Л.Н.С. (W) ориентировочно можно принимать по табл. Причем необходимо отметить, что у почвы выработки расстояние должно быть несколько уменьшено, а у кровли расстояние нужно несколько увеличить, соответственно уменьшив количество шпуров. Расстояние от контура выработки до устьев оконтуривающих шпуров примерно 15 см.

Коэффициент крепости пород, f	Л.Н.С. в зависимости от работоспособности ВВ (см^3)
	А = 400 и выше см^3
12-14	0.60-0,64

Забои оконтуривающих шпуров, пробуренных вдоль боковых стенок и кровли выработки, должны выступать за контур сечения на 5-10 см (при f > 12).

Оконтуривающие шпуры вдоль почвы выработки всегда заглубляются ниже контура проектного сечения (на 5-10 см), если в выработке предполагается настилка рельсовых путей. При сооружении в выработке дренажной канавки бурится дополнительный шпур, забой которого располагается на уровне дна канавки.

Глубина отбойных и оконтуривающих шпуров может приниматься одинаковой , врубовые шпуры бурятся длиннее отбойных и оконтуривающих на 10-15%.

Врубовые шпуры – 8 шт

Отбойные шпуры – 4 шт

Оконтуривающие шпуры – 21 шт.

5. Расход ВВ на один цикл составит, кг:

= 3.8*6.7*1.9=48.4 кг

где q- удельный расчетный расход взрывчатого вещества, кг/м³; S_ч - площадь поперечного сечения выработки вчерне, м²; l_шп - глубина шпуров, м.

7. Средняя масса одного заряда в шпуре

=1.5 кг

Теперь можно определить массу заряда каждого из шпуров (врубового, отбойного, оконтуривающего). Масса заряда врубового шпура принимается больше средней

на 10-15%

=1.7 кг

7. Масса зарядов всех врубовых шпуров равна

=1.7*8=13.6 кг

7. Масса отбойных и оконтуривающих зарядов составит:

=48.4-13.6=34.8 кг

7. Массу заряда в отбойном и оконтуривающем шпурах можно принимать равной:

=1.4 кг

7. Теперь, зная массу каждого заряда Q' и патрона m , можно определить количество патронов в каждом шпуре:

=1.7/0.2=9

=1.4/0.2=7

=7

Шпуровой заряд обычно формируется из целого числа патронов, а при использовании непрессованных ВВ в бумажных гильзах патроны можно разрезать пополам. Поэтому полученные значения К’ округляют до +1 или +0,5.

7. Уточненный заряд каждого шпура определяется выражением (кг):

= 9*0.2=1.8 кг

=7*0.2=1.4 кг

7. Длина шпурового заряда (м):

= 9*0.23=2.1 м

= 7*0.23=1.6 м

где l_п - длина одного патрона ВВ (м).

7. Фактический коэффициент заполнения шпуров взрывчатым веществом:

l_вр=l_{отб. ок.} * 1.15=1.9*1.15=2.2

=2.1/2.2=1.0

для отбойных и оконтуривающих

=1.6/1.9=0.8

7. Длина забойки в шпуре составляет, м:

во врубовом:

l_заб.вр=l_вр-l_{зар.вр=2.2-2.1=0.1} м

в отбойном и оконтуривающем:

l_{заб.отб} = l_отб-l_{зар.отб=1.9-1.6=0.3} м

7. Уточненный расход ВВ на цикл будет равен (кг)

= 8*1.8+(4+21+0)*1.4=14.4+35=49.4кг

где n_доп - количество дополнительных шпуров в забое (например, для сооружения водоотводной канавки).

7. Уточненный удельный расход ВВ составит

=49.4/10.2=5 кг

где S_ч - площадь поперечного сечения выработки вчерне, м²; l_шп - расчетная глубина шпуров в комплекте, м;  - коэффициент использования шпуров.

7. Объем бурения в цикле (м)

=8*2.2+(4+21+0)*1.9= 17.6+47.5= 65.1 м