Сооружение штольни в горной местности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сооружение штольни в горной местности



1. Обоснование выбора комплекса основного проходческого оборудования

Проходческие процессы проведения горных выработок делят на основные и вспомогательные.

Основными технологическими процессами являются разрушение и отбойка породы или полезного ископаемого от массива в забое, погрузка и транспортировка породы (полезного ископаемого) и возведение постоянной крепи. Они выполняются непосредственно в забое или вблизи него.

Основные средства повышения производительности горнопроходческих работ - оснащение организации высокоэффективной техникой и обеспечение условий для её нормальной эксплуатации.

Практика показывает, что для проходки геологоразведочных выработок, относительно небольшого сечения, целесообразно применять лёгкое, мобильное горнопроходческое оборудование.

Выбор комплекта оборудования для проведения горизонтальной подземной горной выработки зависит от горнотехнических условий, объёмов работ и объективных возможностей предприятия по приобретению требующихся машин и механизмов.

Штольня - горизонтальная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и предназначенная для обслуживания подземных работ. Штольни бывают разведочные и эксплуатационные, а также откачные, вентиляционные и водоотливные. Штольни проходят в сильно пересечённой или гористой местности. В зависимости от рельефа поверхности и условий залегания горных пород штольни могут располагаться по простиранию, вкрест простирания или под некоторым углом к простиранию пласта или жилы.

Проектируемая горная выработка является разведочной штольней. Длина разведочных штолен составляет от 100 до 4000 м (в нашем случае длина составляет 700 м), а площадь поперченного сечения в основном от 5,8 до 9 м2. м (в нашем случае сечение составляет 7,6 м2).

Рекомендуемый способ отбойки пород при коэффициенте крепости по шкале М.М. Протодьяконова f=8- взрывание. Взрывная отбойка - отделение руды от массива с помощью зарядов расположенных в шпуре.

Шпур - горная выработка или полость длиной до 5м и диаметром от 36-72мм.

Исходя из горнотехнических условий задания (коэффициент крепости по шкале профессора Протодъяконова f=8), мы будем применять буровзрывной способ проведения выработки.

При проходке штольни бурение шпуров является одной из основных технологических операций проходческого цикла, во многом определяющей технико-экономические показатели проходки и безопасность ведения горных работ.

Бурение шпуров следует выполнять в строгом соответствии с паспортом буровзрывных работ. Шпуры в зависимости от назначения подразделяют на врубовые (наклонные или клиновые -- отрывающего действия; прямые -- дробящего действия), вспомогательные и оконтуривающие.

Диаметр шпуров, и, следовательно, буровой инструмент принимаем исходя из сравнения:

экономической и технической целесообразности бурения шпуров в проектируемой выработке небольшого сечения;

незначительного отклонения необходимого числа шпуров для обуривания забоя при бурении шпуров малым диаметром 32-43 мм;

принимаем стандартные коронки диаметром 40 мм;

формы выпуска принятых патронированных ВВ, а также оптимального соотношения диаметра шпура и патронов ВВ (учитывая то обстоятельство, что коронки и резцы при бурении изнашиваются не только по высоте, но и по диаметру):



Бурение шпуров будем производить пневматическими переносными перфораторами типа ПП-54В1 с пневмоподдержкой П-1. Переключение подачи воздуха автоматическое, золотниковым устройством. Пуск перфоратора в работу производится рукояткой воздушного крана. Для снижения воздействия вибрации, работающий перфоратор снабжён виброгасящим устройством и глушителем шума. Перфораторы типа ПП серийно изготавливаются Ленинградским заводом «Пневматика».

Техническая характеристика перфоратора ПП-54В1.

Глубина бурения, м - 4

Диаметр шпуров, мм - 40-46

Энергия удара поршня ударника, Дж - 55,5

Номинальное давление сжатого воздуха, МПа - 0,5

Число ударов в мин 2350

Удельный расход воздуха, (м3/мин) - 0,029

Масса с виброгасящим устройством и глушителем, кг 31,5

Крутящий момент, Н*м 29,43

Размеры хвостовика инструмента, мм 25х108

Длина перфоратора, мм 775



Пневматическая поддержка 1 типа П-1 предназначена для создания усилия подачи при бурении шпуров ручными пневматическими перфораторами и поддержки их на определённой высоте.

Для главного регулирования подачи перфоратора 1 пневматические поддержки 3 имеют регулировочный кран 2.

Основные параметры и размеры пневмоподдержки П-1.

Ход подачи	мм	800
Длина в сжатом состоянии	мм	1200
Раздвижное усилие	Н	1500
Номинальное давление воздуха	МПа	50
Масса поддержки	кг	15

Подбор наиболее эффективных ВВ можно осуществлять в соответствии с рекомендациями. Взрывчатые вещества, рекомендуемые к применению на проходческих работах, в условиях, не опасных по взрыву газа или пыли: детонит М; аммонит «Скальный №1», аммонал «Скальный №3». Для нашего случая мы выбираем ВВ аммонал «Скальный №3» в бумажной оболочке. Способ взрывания - электрический.

Техническая характеристика ВВ аммонал «Скальный №3»

Показатель	Ед. изм	Значение
Работоспособность	см3	450
Плотность	г/см3	1
Материал оболочки патрона		Бумага
Диаметр	мм	36
Масса	грамм	250
Длина	мм	250

Погрузочная машина.

Погрузочные машины предназначены для механизации погрузки горной массы в вагонетки при проведении горных выработок.

Для погрузки разрыхлённой взрывом породы, мы будем применять погрузочные машины ковшового типа, на колёсно-рельсовам ходу, и имеющие сравнительно небольшие размеры и специально приспособленные для работы в стеснённых условиях подземной выработки. Машины на колёсно-рельсовом ходу имеют хорошую маневренность, но требуют непрерывного наращивания рельсовых путей.

Погрузка породы будет производится породопогрузочной машиной ковшового типа ППН-2.

Техническая характеристика породопогрузочной машины ППН - 2

Техническая производительность	м3/мин	1,2
Вместимость ковша	м3	0,32
Мощность двигателя	кВт	26,5
Фронт погрузки	м	2,5
Габариты:	мм
ширина с подножкой		1320
высота рабочая		2250
высота в транспортном положении		1600
длина с опущенным ковшом		2550
длина с поднятым ковшом		1730
Скорость	м/с	1,8
Масса машины	тонн	4,7



Техническая характеристика рудничной вагонетки ВГ - 1,3

Вместимость кузова, м3	1,3
Допустимая нагрузка, кН	23
Колея , мм	600
Жёсткая база, мм	550
Габариты: мм
длина	2000
ширина	880
высота	1300
Тип сцепки	звеньевая
Диаметр колеса, мм	300
Масса порожней вагонетки, т	0,62

Для откатки породы принимаем аккумуляторный электровоз 4,5АРП2М.

Техническая характеристика аккумуляторного электровоза 4,5АРП2М.

Масса	т	4,5
Сцепной вес	кН	45
Ширина колеи	мм	600
Двигатель:
тип		ЭДР-7
число	шт	2
мощность	кВт	12
напряжение	В	80
Тяговое усилие в режиме	кН	7,5
Скорость движения	км/час	6,4
Жёсткая база	м	0,9
Размеры:	мм
длина по буферам		330
ширина		1000
высота		1300
Тип аккумуляторной батареи		66ТНЖШ-300
Энергоемкость батареи	кВт*ч	24,5



Тип рельса определяется округлённой до целого значения массой 1 м рельса. Промышленностью выпускаются рельсы с массой от 8 до 75 кг. Для откатки вагонеток вместимостью до 2 м3 применяются рельсы типа Р18 или Р24. В нашем случае мы будем применять рельсы Р24.

Техническая характеристика рельсов Р24.

Высота	мм	107
Ширина подошвы	мм	92
Ширина головки	мм	51
Толщина шейки	мм	10,5
Теоретическая масса 1 метра	кг	24,14
Площадь поперечного сечения	см2	30,75
Длина рельса	м	8; 12;
Масса 1 метра	кг	24,10

Друг с другом рельсы соединяют накладками с болтами или сваркой. Сваривают рельсы на путях со сроком службы не менее 5 лет. Рельсы укладывают на шпалы через прокладки, чем обеспечивается увеличение опорной поверхности рельсов. В нашем случае мы будем применять деревянные шпалы, сосновые, пропитанные антисептиком - фтористым натрием или хлористым цинком. Расстояние между осями шпал при электровозной откатке должно быть не более 0,7 м.

Для укладки стрелочных переводов применяют не шпалы, а брусья. Для рельсовой колеи 600 мм длина шпал составляет 1200 мм.

Балластный слой обеспечивает равномерную передачу нагрузки на нижнее основание, сглаживает неровности почвы выработки, динамические нагрузки на колёса и рельсы. Материалом для балласта служит щебень крепких и средней крепости пород с крупностью кусков 20 - 70 мм. Толщина балластного слоя под шпалой - не менее 100 мм, пространство между шпалами засыпают балластом на 2/3 толщины шпалы.

Размеры шпал.



Толщина	мм	130
Ширина по верхней постели	мм	110
Ширина по нижней постели	мм	210
Длина	мм	1200

С одной стороны выработки на уровне балластного слоя настилается пешеходный трап для передвижения людей, с этой же стороны под трапом устраивается дренажная канавка. Размеры поперечного сечения канавки зависят от величины суммарного водопритока в выработку. В нашем случае водоприток отсутствует.

2. Оценка устойчивости пород на контуре сечения выработки, обоснование формы сечения и конструкции крепи, расчёт сечения выработки в свету

Форму поперечного сечения выработки выбирают в зависимости от свойств горных пород, величины горного давления и его проявления, типа и конструкции крепи, назначения и срока службы выработки, а также способа её проведения. При выборе формы поперечного сечения горной выработки необходимо руководствоваться следующими основными технико-экономическими требованиями: высокая устойчивость формы при воздействии на неё горного давления, максимум полезной площади сечения, экономичность и удобство эксплуатации.

До проведения выработки породный массив находится в равновесном силовом состоянии. При проведении выработки равновесное состояние массива горных пород нарушается. Проектируемая выработка проходится с бетонным креплением сводчатой формой поперечного сечения - по условиям задания.



3. Расчёт сечения выработки в свету

Размеры поперечного сечения горизонтальных горных выработок в свету зависят от её назначения и определяются, исходя из габаритов подвижного состава и располагаемого в выработке оборудования, обеспечение пропуска требуемого количества воздуха, зазоров между выступающими частями подвижного состава и крепью, предусмотренные Правилами безопасности, числа прокладываемых в выработке рельсовых путей и способа передвижения людей.

В нашем случае мы проектируем горизонтальную выработку с рельсовым видом транспорта, поэтому в соответствии с Правилами безопасности при геологоразведочных работах, минимальная величина прохода 0,7 м, а минимальная величина зазора 0,25 метров.

Указанная ширина свободного прохода для людей и зазоров должна быть выдержана по высоте выработки не менее 1,8 м от почвы (тротуара). Проходы для людей на всём протяжении выработок должны устраиваться с одной и той же стороны.

Площадь поперечного сечения в свету - это площадь по внутреннему контуру установленной в выработке крепи и верху балластного слоя (проезжей части) - по условию задания площадь поперечного сечения выработки составляет - 7,6 м2.

Расчёты размеров и площади сечения в свету горизонтальной выработки с использованием рельсового вида транспорта при прямоугольно-сводчатой форме сечения выполняются по следующей схеме:

Рассчитаем высоту вертикальной стенки выработки (в свету):

Высота машины ППН-2 в рабочем положении - 2 250 мм.

- ориентировочный диаметр вентиляционных труб.

Вентиляционные трубы подвешиваются к стенкам или кровле выработок обычно со стороны, противоположной пешеходному трапу с таким расчётом, чтобы расстояние от них до наиболее выступающей части подвижного состава было не менее 200 мм. В нашем случае вентиляционные трубы подвешиваются на спряжении свода выработки с вертикальной стенкой.

, что соответствует требованиям правил безопасности.

Рассчитаем ширину выработки :

bmin = bn + mk + nk =1,32 + 0,7 + 0,25 = 2,27м, где

bn = 1320мм = 1,32м- ширина ППН-2;

- ширина свободного прохода для людей;

nк = 0,25зазор между оборудованием и стенкой выработки.

Определим необходимую высоту выработки по боку (до пяты свода) и полную высоту выработки

-- минимальная высота свободного прохода шириной 0,7 м;

Высота погрузмашины с поднятым ковшом - 2,25м.

0,45 - высота свода;

- высота рельсов марки Р - 24.

Учитывая, что в призабойном пространстве временные рельсовые пути укладываются без балластного слоя на металлических быстросъёмных шпалах диаметром 50 мм, расстояние от головки рельса до кровли составит - 2,8 м.

Теперь рассчитаем площадь сечения в свету:

Для однопутной выработки:

Sсв = В (h + 0,26В) = 2,27 (2,8 + 0,26Ч2,27) = 7,6 м2.

Далее полученные данные вносятся в паспорт крепления разведочной выработки, который наряду с другими важнейшими документами, является документом в соответствии с которым осуществляется проходка выработки. Он содержит все необходимые сведения о конструкции крепи и материалах, из которых она изготавливается, способе её возведения и оборудовании, которое при этом применяется.

4. Разработка паспорта буровзрывных работ

Взрывчатыми веществами (ВВ) называются взрывчатые химические соединения или механические смеси ряда химических компонентов, которые в своём составе содержат все необходимые химические элементы для реакции взрывного окисления без притока кислорода извне.

Рекомендуемый способ отбойки пород по СНиП при коэффициенте крепости по шкале М.М. Протодьяконова 8 - взрывание.

Взрывание - процесс детонирования зарядов ВВ в заданной последовательности и в заданный момент времени способами, обеспечивающими безопасность взрыва. Для этой цели используют средства взрывания, с помощью которых начальный импульс передаётся заряду ВВ и, таким образом, возбуждается его детонация.

Взрывные работы при проведении горных выработок выполняются в соответствии с паспортом буровзрывных работ, который состоит из схемы расположения шпуров в забое, табличных показателей по шпурам, технико-экономических показателей взрыва и мероприятий по технике безопасности.

Исходными параметрами для составления паспорта БВР является площадь поперечного сечения выработки и глубина шпуров в комплекте.

Одним из критериев эффективности БВР является величина коэффициента использования шпуров (КИШ). Удовлетворительными значениями КИШ можно считать для монолитных скальных пород ХVI-ХХ категорий - 0,75-0,8. При реализации паспорта БВР, совершенствуя схему расположения шпуров и некоторые другие параметры, добиваются, чтобы фактическое значение КИШ было бы не ниже принятого при проектировании.

Исходным параметром при составлении паспорта БВР является глубина шпуров в комплекте. Определим глубину шпуров исходя из заданной скорости проходки:

l= L/(TЧnЧкЧmЧз) =700/(3Ч30Ч1Ч3Ч0,85) = 3м, где

L=700м- проектная длина штольни;

T= 3 мес- время, отводимое на проходку выработки;
m = 3 - число рабочих смен в сутки;

n = 30 - число рабочих дней в месяц

- число циклов в каждой смене;

з - коэффициент использования шпуров.

В связи с малой площадью поперечного сечения выработки бурение шпуров в забои осуществляется с помощью переносного перфоратора типа ПП-54В1. В качестве установочных приспособлений для переносных перфораторов используются пневмоподдержки П-1. Для патронов диаметром 36 мм следует применять в качестве породоразрушающего инструмента съёмные коронки КДП-40-25. Марка твёрдого сплава ВК - 15 или ВК - 11В.

Основные параметры буровой коронки КДП 40-25

Типоразмер коронки КДП-40-25

Диаметр, мм 40

Размеры посадочного конуса, мм 25

Высота коронки, мм 77

Масса коронки, кг 0,5

Буровые коронки КДП-40-25 предназначены для бурения шпуров перфораторами ПП-54В1 в горных породах с коэффициентом крепости f=6-20 по шкале проф. Протодъяконова. Тип соединения со штангой - конусное. Рекомендуемая область применения: бурение вязких, трещиноватых и абразивных пород.

Буровые штанги предназначены для передачи буровой коронке энергию удара, крутящего момента и осевого усилия подачи. Буровая штанга для перфораторов с боковой промывкой отличается тем, что её хвостовик удлинён для монтажа муфты боковой промывки.

Буровую штангу для перфораторов изготавливают из шестигранной стали марки 55С2 по ТУ 14-1-681-73 с конусным соединением с коронкой.

Диаметр вписанной в шестигранник окружности составляет 25 мм. Буровые штанги с боковой промывкой имеют длину 1,5-5 м с интервалом 0,5 м.

Максимальная длина штанги в комплекте должна быть не менее, максимальной глубины шпуров. Для переносных перфораторов применяются шестигранные штанги с осевым отверстием для промывки. Буровой комплект состоит из 2-4 штанг. Мы выбираем буровой комплект, состоящий из 4-х штанг БШ25-700, БШ25-1600, БШ25-2500, БШ25-3400 длиной 700,1600, 2500, 3400 мм массой соответственно 2,8; 6,3; 9,9; 13,1 кг.

Рассчитаем подвигание забоя за цикл (длина уходки):



.

Проверочный расчёт:

l = lухЧкЧТ ЧnЧm = 2,55Ч1Ч3Ч30Ч3 = 688м

Длина наклонных шпуров в комплекте:

=

Врубовые шпуры перезаряжаются на один патрон и их длина:

?

Итак, длину врубовых шпуров принимаем равной 3,25м (на 10% больше ).

Определяется удельный расход эталонного ВВ на разрушение породы в контурах воронки нормального выброса:

Удельный расход эталонного ВВ по формуле М.М. Протодьяконова:

q0 = 1.6 e (f/S)1/2 = 2,0 кг/куб.м

e - коэффициент работоспособности ВВ.

Определяется удельный расчётный расход ВВ:

, где

- коэффициент структуры породы (практически монолитные).

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

,

- диаметр шпура;

- плотность ВВ в патроне;

- коэффициент заполнения шпура взрывчатым веществом.

.

Принимаем 30 шпуров. В связи с тем, что бурение шпуров осуществляется переносными перфораторами в выработке с площадью поперечного сечения более 7,6 м2 и согласно рекомендациям, в породах с f=8-16 и более, эффективнее всего применить вертикально-клиновый вруб, который состоит из 4-10 шпуров, попарно расположенных по двум вертикальным линиям и образующим в пространстве клин. Для уменьшения развала породы и повышения эффективности взрыва по оси вруба бурят 2-4 дополнительных незаряжаемых шпура глубиной в 2 раза меньшей глубины врубовых шпуров. проходческий оборудование крепь буровзрывной

Рекомендуемое ориентировочное соотношение между врубовыми, отбойными и оконтуривающими шпурами

В связи с этим принимаем следующее число шпуров в комплекте: врубовых - 6; отбойных - 4; оконтуривающих - 20.

Конструкция зарядов врубовых шпуров

Конструкция зарядов оконтуривающих шпуров

Расчёт ВВ Аммонал Скальный №3 на один цикл:

.

Средняя масса одного шпурового заряда будет равна:

.

Расчётная масса заряда врубового шпура должна быть не менее:

.

Масса зарядов всех врубовых шпуров:

.



Общая масса зарядов отбойных и оконтуривающих шпуров:

.

Средняя масса заряда в отбойном и оконтуривающем шпурах:

.

Из условия размещения в шпуре целого числа патронов, количество патронов в каждом шпуре принимаем:

Во врубовом шпуре:

.

В отбойном шпуре:

.

В оконтуривающем:

.

Фактическая масса заряда каждого шпура будет равна:

.

.

.



Длина шпурового заряда (с учётом того, что ВВ занимает всю площадь шпура) составит:

.

.

.

Фактический расход ВВ на цикл составит:

.

Фактический удельный расход ВВ будет равен:

.

Объём бурения в цикле составит:

.

Объём отбиваемой породы за взрыв составит:

.

Расход ВВ на 1 п.м. выработки:



.

При выборе схемы расположения шпуров необходимо придерживаться следующих основных положений. В забоях с одной плоскостью обнажения должны предусматриваться врубовые, отбойные и оконтуривающие шпуры.

В горизонтальных выработках из-за удобства бурения предпочтение отдаётся вертикальному клиновому врубу, который применяется в породах однородного строения, а также при наличие вертикальной трещиноватости.

Расчёт взрывной сети.

Для производства взрывных работ принимаем электрический способ взрывания с последовательным соединением электродетонаторов с семью степенями замедления. Принятый способ взрывания максимально безопасен для взрывного персонала, а принятая схема взрывания не только проста, но и надёжна т.к. легко позволяет проверить правильность коммутации взрывной сети. В качестве средств взрывания будем применять электродетонаторы марки ЭД-8-Э с жёстким креплением мостика, нормальной мощности, предназначенные для мгновенного взрывания врубовых шпуров, и электродетонаторы короткозамедленного действия марки ЭДКЗ для отбойных и оконтуривающих шпуров (штольня не опасна по газу и пыли).

Техническая характеристика электродетонаторов.

Марка ЭД	ЭД-8-Э	ЭДКЗ
Безопасный ток, А	0,18	0,18
Сопротивление, Ом.	3,5	3,5
Наружный диаметр, мм	7,2	7,7
Длина, мм	60	72
Длина провода ЭД, м	2,0	2,0
Число серий	-	6
Интервал, мс.	0	25;50;75;100;150;250.

В качестве источника тока для инициирования электродетонатора применяем конденсаторный взрывной прибор КВП-1/100М, который предназначен для инициирования до 100 последовательно соединённых и одиночных электродетонаторов с нихромовым мостиком накаливания нормальной чувствительности при внешнем сопротивлении взрывной сети до 320 Ом. После производства взрыва ключ из прибора извлекают и гнездо для него закрывают заглушкой.

Техническая характеристика КВП-1/100м [4 табл.37]

Показатель	Ед изм	Значение
Исполнение		РВ (для подземных работ в рудниках и шахтах)
Источник питания		сухие элементы
Напряжение на конденсаторе	В	600-650
Максимальное сопротивление взрывной сети	Ом	320
Емкость конденсатора-накопителя	мкФ	10
Время заряжения конденсатора	мс	не более 8
Время подачи импульса	мс	2 4
Размеры	мм	152х122х100
Масса	кг	2,0

5. Разработка паспорта проветривания

Выбор схемы проветривания:

Основной задачей проветривания тупиковых выработок является поддерживание установленных Правилами безопасности параметров рудничной атмосферы. Исходя из горнотехнических и горно-геологических условий данной выработки, наиболее приемлемым будет является комбинированный способ проветривания (выработка не опасна по газу и пыли). Комбинированный способ проветривания рекомендуется Правилами безопасности как основной. Его используют в выработках протяжённостью более 300 м. Комбинированный способ проветривания тупиковых выработок представляет собой сочетание нагнетательного и всасывающего способов. Он позволяет до максимума сократить время удаления газов и особенно целесообразен для проветривания протяжённых выработок большой площадью сечения, а также при скоростных проходках.

Основным недостатком этого способа в обычных условиях является наличие двух вентиляторных установок. Необходимость регулирования режимов их работы и увеличение эксплуатационных затрат.

Учитывая то, что заданная горная выработка имеет большую протяжённость 700м, площадь поперечного сечения - 7,6 м2, и неопасна по газу и пыли, принимаем комбинированный способ проветривания. При его использовании по всей длине трубопровода прокладывается только всасывающий трубопровод, а в призабойной части выработки - трубопровод, по которому в рабочую зону подается воздух из незагрязненной части выработки.

По Правилам безопасности отставание трубопровода от забоя допускается в горизонтальной выработке не более чем на 10 м.

Выбор типа и диаметра вентиляционного трубопровода.

Тип вентиляционных труб должен соответствовать площади поперечного сечения и длине выработки. Диаметр вентиляционных труб выбирается из расчёта, чтобы скорость движения воздушной струи по трубопроводу не превышала 20 м/с. Для нагнетательного вентилятора принимаем текстовинитовые гибкие вентиляционные трубы. Их главное достоинство - небольшая масса и невысокое аэродинамическое сопротивление.

Принимаем для нагнетательного вентилятора трубы из прорезиненной ткани (тип МУ) диаметром 0,4 м. У гибкого трубопровода в один из швов вмонтированы специальные крючки, с помощью которых он подвешивается к протянутому вдоль выработки тросу.

Скорость движения воздуха по трубопроводам удовлетворяет требованиям безопасности

Техническая характеристика гибких труб

Диаметр, м	0,4
Тип	МУ
Тканевая основа	Чефер
Покрытие двустороннее	негорючей резиной
Масса 1 м трубы, кг	1,6
Длина, м	10
Коэффициент аэродинамического сопротивления, Нс2/м4	0,0025

Для всасывающего вентилятора принимаем металлические вентиляционные трубы. Учитывая длину всасывающего трубопровода, для приведения аэродинамического сопротивления в оптимальный предел значений принимаем диаметр всасывающего трубопровода равным 0,6 м.

Скорость движения воздуха по трубопроводам удовлетворяет требованиям безопасности

Расстояние от конца нагнетательного трубопровода до забоя должно быть не более 10м.

Расстояние от конца всасывающего трубопровода принимаем:

Техническая характеристика металлических труб

Диаметр, м	0,6
Материал	металл
Длина звена, м	4
Масса 1 м трубы, кг	35,7
Коэффициент аэродинамического сопротивления, Н*с2/м4	0,0030

Для стыковки гибких труб друг с другом в их концы вмонтированы стальные разрезные пружинящие кольца. Для соединения соседних звеньев пружинное кольцо одного звена сжимают и вводят внутрь другого. При включении вентилятора стык самоуплотняется.

Выбор типа вентиляторов.

Производительность вентиляторов определяем с учётом количества воздуха, необходимого для проветривания выработок, и коэффициента воздухопроницаемости.

Выбор типа нагнетательного вентилятора.

Нагнетательный вентилятор располагается не ближе 110 метров от забоя проектируемой штольни. Длина нагнетательного трубопровода 100 метров. Депрессия нагнетательного трубопровода 926 Па.

Необходимая производительность вентилятора 121,8 м3/мин. Поэтому принимаем осевой вентилятор местного проветривания с электроприводом ВМ-4М.

Это означает, что вентилятор ВМ-4М способный создавать максимальную подачу равную 156 м3/мин при максимальной депрессии 1450 Па, обеспечивает требуемую подачу необходимого количества воздуха 121,8 м3/мин, при депрессии 926 Па и КПД (0,7) лежащим в оптимальной зоне.



Показатель	Ед. изм	Значение
Номинальный диаметр трубопровода	мм	400
Диаметр рабочего колеса	мм	398
Подача:	м3/мин
- оптимальная		114
- в рабочей зоне		48 - 156
Полное давление:	Па
- оптимальное		1300
- в рабочей зоне		700 - 1450
Максимальный полный К.П.Д
- вентилятора		0,72
- агрегата		0,61
Потребляемая мощность в рабочей области	кВт	2,8 - 3,8
Масса агрегата	кг	140
Размеры:	мм
- длина		740
- ширина		550
- высота		560
Электродвигатель		ВАОМ32-2
Напряжение	В	380/660

Выбор типа всасывающего вентилятора.

Всасывающий вентилятор располагается не ближе 720 метров от забоя. Длина всасывающего трубопровода 700 метров. Депрессия всасывающего трубопровода 2057 Па. Необходимая производительность вентилятора 259,2 м3/мин. Поэтому принимаем осевой вентилятор с электроприводом ВМ-8М.

Это означает, что вентилятор ВМ-8М способный создавать максимальную подачу равную 600 м3/мин при максимальной депрессии 4200 Па, обеспечивает требуемую подачу необходимого количества воздуха 259,2 м3/мин, при депрессии 2057 Па и КПД (0,65) лежащим в оптимальной зоне.

Техническая характеристика вентилятора ВМ - 8М.

	20
Длина проветриваемых выработок; м не более При работе одного вентилятора При последовательной работе вентиляторов	1000 1600
Диаметр рабочего колеса; мм	800
Частота вращения колеса; об/мин	2960
Производительность; м3/мин	600
Давление; кгс/м3	320
Полный КПД Вентилятора Вентиляторного агрегата	0,80 0,72
Мощность электродвигателя; кВт	55
Длина; мм	1460
Ширина; мм	880
Высота; мм	1000
Масса; кг	650

Определение необходимого числа вентиляторов.

Потребное количество вентиляторов для проветривания всей выработки рассчитывается по уравнению:

- всасывающий вентилятор:

n = hТ.ВС/0,85* hВЕН = 2057/0,85*4200 =0,6 » 1шт

где hТ.ВС - депрессия всасывающего трубопровода;

hВЕН - оптимальное давление вентилятора, Па.

- нагнетательный вентилятор:

n = hТ.Н/0,85* hВЕН = 926/0,85*1300 =0,84 » 1шт

где hТ.Н - депрессия нагнетающего трубопровода;

hВЕН - оптимальное давление вентилятора, Па.

Коэффициент 0,85 в формуле вводится для того, чтобы исключить возможность образования зон разрежения в трубопроводе.

Проверочный расчёт мощности потребляемой электродвигателем привода вентилятора ВМ-8М:



Р = (QВС * hТ.ВС)/1000h = (4,32*2057)/1000*0,65 = 14 кВт

Проверочный расчёт мощности потребляемой электродвигателем привода вентилятора ВМ-4М

Р = (QН * hТ.Н)/1000h = (2,03*926)/1000*0,7 = 2,7 кВт

По произведенным расчётам мощности видно, что тип и марка вентилятора выбраны правильно, а установленные на вентиляторах двигатели обеспечивают их нормальную работу.

Составление паспорта проветривания.

Проветривание горизонтальных горных выработок, их проведение осуществляется в соответствии с паспортом проветривания. Паспорт проветривания составляется руководителем горных работ и утверждается главным инженером экспедиции или партии. Все работающие в выработке должны быть ознакомлены с паспортом под роспись.

В текстовой части паспорта 6 разделов:

Первый раздел: Характеристика выработки.

- наименование выработки штольня

- глубина заложения от поверхности 300 м

- площадь поперечного сечения в свету 6,8 м2

- длина проветриваемой выработки 700м

Второй раздел: Характеристика системы проветривания.

Способ проветривания - комбинированный.

Расход воздуха поступающего к забою (м3/с)

Q і 1,43*QВС = 1,43*4,32 = 6,2 м3/с

Производительность вентилятора, работающего на нагнетание (м3/с)

QН = 2,03 м3/с

Производительность вентилятора, работающего на всасывание (м3/с):

QВС = 4,32 м3/с

Средняя скорость воздушного потока в выработке в 25 метрах от забоя (м3/с). Количество воздуха, проходящего по выработке в 25 метрах от забоя (м3/с):

QВП = Q - QН = 6,2 - 2,03 = 4,17

Скорость движения воздуха в 25 метрах от забоя:

n = QВП/S = 4,17/6,8 = 0,6 м/с

Количество вентиляторов в системе проветривания - 2 шт.

Общая мощность вентиляторов, кВт: 16,7

Третий раздел: Характеристика вентиляционных трубопроводов.

Назначение трубопровода:

- для подачи воздуха нагнетательным вентилятором;

- для подачи воздуха всасывающим вентилятором.

Материал вентиляционных труб:

- для нагнетательного трубопровода - МУ;

- для всасывающего трубопровода - листовая сталь.

Диаметр вентиляционных труб, м:

- гибкие - 400 мм;

- металлические - 600 мм.

Способ соединения звеньев:

- гибкие - пружинящими стальными кольцами;

- металлические - фланцевым болтовым соединением с прокладкой в стыке.

Способ подвески трубопроводов в выработке:

- гибкие к тросу, протянутому по выработке;

- металлические - при помощи подвесок.

Четвёртый раздел: Характеристика вентиляторов.

Марка вентиляторов:

- работающего на нагнетание - ВМ-4М;

- работающего на всас - ВМ-8М.

Производительность (при проектной протяжённости), м3/с:

- работающего на нагнетание - 2,03 м3/с;

- работающего на всас - 4,32 м3/с.

Депрессия при проектной протяжённости (Па)

- работающего на нагнетание - 926 Па;

- работающего на всас - 2057 Па.

Диаметр рабочего колеса, мм:

- ВМ - 4М - 398 мм;

- ВМ - 6М - 800 мм.

Мощность электродвигателя:

- ВМ - 4М - 4 кВт;

- ВМ - 8М - 55 кВт.

Пятый раздел: Режим работы системы в случае пожара.

(излагаются мероприятия согласно плану ликвидации аварии)

Шестой раздел: Дополнительные сведения о средствах и способах проветривания и борьбы с запылённостью воздуха в призабойном пространстве.

Интенсивная вентиляция.

Бурение шпуров с промывкой водой.

Орошение водой поверхности призабойного пространства выработки (длиной 20 метров) перед выниманием. Поверхность выработки орошать за 30 минут до взрывания. Расход воды на 1 м2 выработки 1,5 - 1,8 л.

Для подавления пылегазового облака при ведении взрывных работ устанавливать водяные завесы в 20 м от забоя.

Орошение водой взорванной породы до и во время погрузки при помощи механических разбрызгивателей.

Использование средств индивидуальной защиты - респираторов.

В графической части паспорта проветривания схемой проветривания на плане выработки и поперечный разрез выработки в масштабе 1:50.

Даются также эскизы монтажа вентилятора и способы подвески трубопроводов.

6. Расчёт параметров процесса уборки и транспортировки породы

Расчёт складывается из определения эксплуатационной производительности уборки и продолжительности уборки.

Эксплуатационная производительность ковшовой машины при собственно погрузке породы с использованием перегружателя, снижающего простои из-за маневров.

Прокладка рельсовых путей.

Основным параметром рельсовых путей является ширина колеи. Учитывая тип принятого горнопроходческого оборудования, ширина колеи равна 600 мм. Выработка проводится с уклоном в сторону устья выработки. Уклон выбирается таким образом , чтобы сопротивление движению гружёного состава к устью выработки был равен сопротивлению движения порожнего состава в обратном направлении. Для выработок горизонтальных, с электровозной откаткой по ПБ уклон составляет 3-5 %. Тип рельса определяется округлённой до целого значения массой 1м рельса. Промышленностью выпускаются рельсы с массой от 8 до 75 кг. Для откатки вагонеток вместимостью до 2 куб.м. применяются рельсы типа Р18 и Р24 . Применяем в нашем случае рельсы типа Р24.

Рельсы соединяются между собой накладками и четырьмя болтами. Для безударного перехода колеса с рельсы на рельсу, стык располагается между шпалами. Последние укладываются на шпалы через подкладки, чем обеспечивается увеличение опорной поверхности рельсов. В нашем случае мы будем применять деревянные шпалы, сосновые, пропитанные антисептиком - фтористым натрием или хлористым цинком для увеличения срока службы.

К шпалам рельсы прикрепляются костылями. Для равномерной передачи нагрузки на рельсовый путь, применяется балласт из щебня, с крупностью кусков 20-60мм. Толщина балластного слоя под шпалой не менее 100 мм, пространство между шпалами засыпается на 2/3 толщины шпалы.



8. Разработка графика цикличной организации работ

График организации работ отображает последовательность и длительность рабочих процессов при установленном режиме работы и принятой организации труда, когда обеспечивается выполнение запланированных объемов производства.

Проведение выработок организуется по графикам цикличности, исходя из проходческого цикла (совокупность проходческих процессов и операций, повторяющихся в течение одинакового промежутка времени, за который забой выработки подвигается на одинаковую величину).

График цикличности дает графическое изображение работ проходческого цикла: выполнение всех работ цикла от начальной до конечной - во времени и в пространстве.

При проведении проектируемой горизонтальной выработки буровзрывным способом проходческий цикл включает в себя следующие операции:

бурение шпуров;

заряжание, взрывание зарядов;

проветривание;

приведение забоя в безопасное состояние;

погрузку и транспортировку отбитой породы;

настилка рельсового пути;

сооружение водоотводной канавки;

наращивание трубопроводов, кабелей

Исходные данные для построения графика цикличности для проведения проектируемой геологоразведочной штольни:

Штольня площадью поперечного сечения 7,6 м2, длиной 700 м. Проектная глубина шпуров 3,03 м, количество шпуров по паспорту буровзрывных работ 30, коэффициент использования шпуров 0,8. Подвигание выработки за цикл - 2,55 м.

Проектом предусмотрено серийное оборудование: перфораторы ПР-54В1 на пневмоподдержках, погрузочная машина типа ППН-2, вагонетки ВГ-1,3 и аккумуляторный электровоз 4,5АРП 2М.

Режим проходческих работ: продолжительность рабочей смены 6 часа, число смен в сутки - 4, число циклов в смену - 1.

Выработку проводят с бетонным креплением толщиной 200мм.

Расчёт основных параметров проходческого цикла производится в соответствии с «Методика определения параметров проходческого цикла скоростных проходок горизонтальных разведочных выработок».

для 1 группы выработок при объёмах проходки (180 м/месяц);

время на проходку 3мес

при числе рабочих дней в месяц - 30;

при количестве смен в сутки - 4.

Определяем объёмы работ по каждому из процессов проходческого цикла:

- по бурению шпуров:

Vбур = Vбвр + Vп = 87 + 4,05 = 91,05м;

- по уборке породы: Vпор = 13,6м3;

- по настилке рельсовых путей и монтажу трубопроводов:

;

- по заряжанию шпуров: Vбур = Vбвр = 87м;

По сборнику ЕВН-1984г. определяем трудозатраты на выполнение единицы работ по каждому процессу цикла.

Трудозатраты принимаются с учётом поправочных коэффициентов на условия работы. Результаты сводим в таблицу.

Нормы времени на операции проходческого цикла в проектируемой выработке.

Операции	№ таб-лицы	№ нормы	Ед. изм.	Норма по ЕВН	Попра-вочный коэфф.	Норма
Бурение шпуров (комплект)	30	Л-10	Чел-ч. на 10м.	1.45	1/1.2	1.260
Бурение шпуров (под штанги)	40	Н-10	Чел-ч. на 10м.	1.16	-	1.160
Заряжение шпуров	52	В-4	Чел-ч. на 10м	0.307	1/0.7 1/0.83	0.528
Настилка рельсовых путей	169	Б-1	Чел-ч/м.	0.638	1/1.35 1/0.9	0.775
Навеска прорезинен-ных вентиляционных труб.	147	А-1	Чел-ч/м.	0. 36	1/0.9	0.040
Навеска жёстких вентиляционных труб	148	11	Чел-ч/м.	0.33	-	0.330
Монтаж трубопровода сжатоговоздуха.	148	3	Чел-ч/м.	0.47	-	0.470
Монтаж водопровода.	148	2	Чел-ч/м.	0.28	-	0.280

Определяем трудоёмкость каждого технологического процесса в цикле:

,

Где - объём работ по каждому процессу;

- норма времени на выполнение единицы объёма работ.

по бурению шпуров:

Nбур = Vбур*Нвр/10 = 91,05*1,26/10 = 11,47 чел-ч

по заряжанию шпуров:



Nзар = Vбвр*Нвр/10 = 87*0,528/10 = 4,59 чел-ч

по настилке путей:

;

по навеске вентиляционных труб:

- прорезиненных:

- жёстких:

;

- всего:

по монтажу трубопроводов:

- для воды:

;

- для сжатого воздуха:

;

- всего:

Общая трудоёмкость работ в цикле без учёта уборки породы составит:

Nобщ = Nбур + Nзар + Nр + Nв + Nтр = 11,47+4,59+1,55+0,74+1,501 = 19,85чел-ч

Явочный состав проходческого звена:

nзв = Nобщ /(Тсм - Туб) = 19,85/(6 - 0,97) = 3,95 » 4чел, где

Тсм = 6ч- планируемая продолжительность смены;

Туб = 0,97ч - продолжительность уборки породы.

Принимаем численный состав проходческого звена , так как учитываем, что остальная трудоёмкость работ будет приходится на прочие работы.

Суммарная трудоёмкость прочих работ (дополнительных в цикле):

Nпр = nзв (Тсм - Туб) - Nобщ =4(6 - 0,97) - 19,85 =0,27чел-ч

Явочный состав проходческой бригады:

nбр = m*n = 4*4 = 16чел , где - число рабочих смен в сутки.

Определяем продолжительность каждой производственной операции и строим график цикличности.



Наименование операции	Кол-во исполнителей чел.	Длительность операции, час
Бурение шпуров	4	11.47/4=2,87
Заряжение шпуров	4	4.59/4=1.14
Уборка породы	3	0.97
Настилка рельсовых путей.	4	1.55/4=0.3875
Навеска прорезиненных вентиляционных труб	4	0.08/4=0,02
Навеска жёстких вентиляционных труб	4	0.66/4=0.165
Монтаж трубопровода для воды	4	0.561/4=0.14
Монтаж трубопровода для сжатого воздуха	4	0.94/4=0.235
Прочие работы	4	0.27/4=0.07

9. Составление таблицы технико-экономических показателей по проекту

Расчёт сжатого воздуха на 1 п.м. выработки

Количества сжатого воздуха для проходки штольни S = 6,8 м2 исходит из работы перфоратора ПП-54B1.

Расход сжатого воздуха на бурение шпуров в забое перфоратором ПП54В1

где - удельный расход воздуха ПП-54В1;

- время работы ПП-54В1



Расход электроэнергии на проходку 1 п.м. выработки.

1. Применяемое электрооборудование при проходке выработки.

Породопогрузочная машина ППН-2 - электродвигатель мощностью 26,5кВт

Освещение - светильники с эл. лампами V=127В W=100Вт -180 шт

Вентилятор ВМ - 4М - электродвигатель мощностью 2,7 кВт.

Вентилятор ВМ - 8М - электродвигатель мощностью 14 кВт.

Расход электроэнергии на проходку 1п.м. выработки:

где - коэффициент загрузки потребителей - 0,9;

- относительная мощность двигателей, находящихся в работе - 0,3;

- суммарное время работы потребителей - 9,5ч;

- КПД электродвигателя - 0,85;

- КПД передачи - 0,8;

- КПД сети - 0,95;

- суммарная мощность потребителей - 61,2кВт.

Расчёт стоимости амортизационных отчислений

№ пп	Наименование оборудования	Кол-во	Балансо-вая стоимость, сум	Годовая норма амортизации, %	Отчисле-ния на амортиза-цию, сум	Отчисле-ния на амортиза-цию в у.е.
1	Машина ППН-2	1	3105000	15	194-05	0-19
2	Перегружатель	1	2705150	15	2137-46	2-14
2	Электровоз 2 АРП	1	42156200	15	2634-75	2-64
3	Вагонетка ВГ-1,3	40	3559900	15	1779-93	1-78
4	Вентилятор ВМ-4М	1	3292610	15	205-78	0-21
5	Вентилятор ВМ-6М	1	3372610	15	226-67	0-23
	ИТОГО:				5041-18	5-05

Расчёт стоимости необходимых материалов

№ пп	Наименование материалов	Ед. изм.	Норма расх. на 1 п.м.	Норма расх. на 1м3	Цена за единицу сум	Сумма затрат на 1м, сум	Сумма затрат на 1м в у.е.
1	Коронки КДП-40-25	шт	0,39	0,14	22407-06	8738-75	8-75
2	Трубы стальные 121мм	м	2,0	0,74	6696-80	133-94	0-13
3	Трубы стальные 600мм	м	2,0	0,74	9876-73	193-56	0-19
4	Трубы МУ 400 мм	м	2,0	0,74	8786-23	175-72	0-18
5	Проволока 6мм	кг	0,189	0,069	345-77	65-35	0-07
6	Проволока 4мм	кг	0,085	0,031	392-67	33-48	0-03
7	Чиферный рукав (вентяляционный рукав)	м	0,85	0,308	12585-00	10659-50	10-68
8	Канат стальной 12,5мм	м	0,182	0,067	765-62	138-57	0-14
9	Респиратор «Лепесток»	шт	2	0,74	92-63	185-26	0-19
10	Взрывчатые вещества Аммонал «Скальный №3»	кг	6,77	2,46	837-64	5670-82	5-68
11	Электродетонатор ЭД-8-Ж	кг	9,24	3,36	632-30	5842-45	5-85
12	Шланги водяные 12мм	м	0,1	0,0366	632-30	63-64	0-06
13	Шланги воздушные 25мм	м	0,1	0,0366	2100-20	210-02	0-21
14	Светильники РН-100	шт	0,2	0,074	1662-50	332-50	0-33
15	Муфта ТМ-10	шт	0,2	0,074	4112-50	822-50	0-82
16	Кабель КГ 3х35	м	1,0	0,37	5124-74	5124-74	5-14
17	Кабель ВМП	м	40	15,6	4988-27	1995-31	1-99
18	Кабель ВМВЖ	м	1,5	0,44	5349-05	802-35	0-80
19	Электролампы 127В	шт	0,22	0,08	117-06	25-75	0-03
	Итого:					41214-21	41-21

Расчёт стоимости электроэнергии и сжатого воздуха на 1 п.м. выработки

№ пп	Наименование энергии	Ед.изм.	Норма расхода на 1 п.м.	Цена за единицу, сум	Сумма затрат на 1 п.м., сум	Сумма затрат на 1 п.м. в у.е.
1	Электроэнергия	кВт/час	862	19-550	16852-10	16-85
2	Сжатый воздух	(м3/мин)/кВт	1,1	4-20	277-62	0-27
3	ИТОГО:				17129-72	17-12

Технико-экономические показатели проведения выработки

№ п.п.	Наименование показателей	Ед. изм.	Кол-во (сумма)
1	Наименование выработки		штольня
2	Протяженность горной выработки	м	700
3	Численность	чел	16
4	Фонд заработной платы	у.е.	752,0
5	Производительность труда	м3/чел. смен	3,4
6	Себестоимость 1 м выработки	у.е.	65-87
	в т.ч. заработная плата	у.е.	1,88
	- отчисления на соц.страх, 33 %	у.е.	0,62
	- материалы	у.е.	41,21
	- электроэнергия	у.е.	16,84
	- сжатый воздух	у.е.	0,27
	- амортизация	у.е.	5-05

Размещено на Allbest.ru