Определение оптимальных параметров буровзрывных работах при проходке горизонтальных выработок

Размещено на http://www.allbest.ru/

определение оптимальных параметров бвр при проходке горизонтальных выработок

УДК 622.235.22

К.т.н. Калякин С.А., студ. Трошнев А.И., Селещев Д.А., (ДонНТУ),

г. Донецк, Украина

Буровзрывные работы (БВР) при проведении горных выработок является одним из самых эффективных способов разрушения горного массива. В связи с этим большое значение приобретает качество проведения БВР и их эффективность, которая в значительной степени зависит от правильности выбора параметров взрывных работ.

Анализ последних работ по исследованию и выбору рациональных и эффективных параметров БВР показал, что наиболее перспективными являются: определение оптимальных соотношений между диаметрами патронов и шпуров, а также установление минимального расхода ВВ в зависимости от крепости пород и площади поперечного сечения выработки. Актуальность проблемы обусловлена высокой стоимостью, применяемых промышленных ВВ, особенно предохранительных ВВ IV, V, VI классов. Стоимость современных предохранительных ВВ IV класса достигла 40000 грн./т, а V и VI классов 55000 грн./т.

Целью работы является выбор наиболее рационального способа расчета величины массы шпурового заряда и расхода ВВ при проведении горных выработок.

Расчет величины шпуровых зарядов при взрывных работах имеет важное значение. Во-первых, масса шпурового заряда ВВ влияет на эффективность действия взрыва. Во-вторых, его величина определяет антигризутность ВВ, т.е. безопасность по отношению к взрывоопасной среде, состоящей из метана, воздуха и угольной пыли. Поэтому необходимо установить метод, позволяющий достаточно объективно определить мессу шпурового заряда. Согласно фундаментальных работ, выполненных под руководством Э.О. Миндели [1, 2] величина шпурового заряда ВВ при БВР является производной от удельного расхода ВВ - qВВ и количества шпуров на 1 м2 выработки вчерне - nч Массу шпурового заряда - mш.з. можно определить по формуле:

, (1)

буровзрывной шпур горный выработка

где - длина шпура, м;

В соответствии с [2] для определения удельного расхода ВВ рекомендована формула:

, кг/м3 (2)

где Sв - сечение выработки вчерене, м2;

dп - диаметр патронов ВВ, см;

еотн - коэффициент относительной работоспособности ВВ по отноше-

нию к эталону;

f - крепость пород по шкале проф. М.М. Протодьяконова.

Величина коэффициента еотн определяется отношением работоспособности ВВ к работоспособности эталона (эталонного ВВ). Для этого необходимо знание работоспособности ВВ. Работоспособность ВВ определяют путем взрывания зарядов ВВ в свинцовых бомбах (метод Трауцля). Для расширения применимости формулы (2) нами были обобщены результаты испытаний ВВ на работоспособность в бомбах Трауцля и определены факторы взрыва, влияющие на его работоспособность. Оказалось, что отношение конечного объема полости, образованного взрывом в бомбе - Vк, к начальному объему ВВ в канале бомбы - VВВ, описывается зависимостью:

С учетом этого формула (2) была преобразована на основании этой зависимости.

Для эталонного ВВ, которое было использовано при БВР, по результатам которых получена формула (2) принимаем динамит 62%. Расчетный вид уравнения (2) для любого другого ВВ будет иметь следующий вид:

, кг/м3, (3)

где - плотность ВВ, кг/м3;

- удельная теплота взрыва ВВ, кДж/кг.

Согласно [2] количество шпуров на 1 м2 сечения выработки вчерене определяется по формуле:

, шп/м2 (4)

Аналогично аммонита уравнение (4) получено при использовании другого эталонного ВВ - АП-1. Поэтому в отличие от уравнения (3) расчетная формула в этом случае для любого другого ВВ будет иметь следующий вид:

, ш/м2 (5)

Используя уравнения (3) и (5) можно установить необходимый расход ВВ - МВВ и общее количество шпуров - Nш на цикл БВР:

, кг (6)

, шпур (7)

Стоимость ВМ и объема бурения на цикл БВР составят:

для ВМ

, грн., (8)

для бурения

, грн., (9)

где СВВ, СЭД, Сб - соответственно стоимость 1 кг ВВ, 1 шт. электродетонатора и 1 м бурения породы.

Оптимальные параметры БВР будут достигаться если стоимостная функция цели будет минимальной:

, (10)

при этом коэффициент использования шпура (КИШ) - должен быть:

,

где - фактический расход ВВ на отбойку 1 м3 породы за цикл БВР;

- расчетное значение расхода ВВ по уравнению (2).

Результаты, полученные в работе позволяют оптимизировать параметры БВР через выбор оптимальных значений массы шпурового заряда ВВ и количества шпуров неoбходимых для эффективного взрывания горных пород в зависимости от их крепости и сечения горной выработки.

Литература

1. Миндели Э.О. Буровзрывные работы при подземной добыче полезных ископаемых. - М.: - Недра, 1966. - 555 с.

2. Исследование и определение наивыгоднейших параметров буровзрывных работ при проходке горизонтальных выработок. - Тех. отчет ВУГУ. Рук. Миндели Э.О. - М.: ВУГУ, 1958. - 41 с.

Размещено на Allbest.ru