Расчет параметров БВР при взрывании горных пород на Киркинском месторождении ЗАО "Каменогорский КНМ"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский технологический университет «мисис»

Горный институт, кафедра: «ФизГео»

Дисциплина: «Технология и безопасность взрывных работ»

Самостоятельная работа

Расчет параметров БВР при взрывании горных пород на Киркинском месторождении ЗАО Каменогорский КНМ»

Пущин М.Д.,

студент гр. СГД-18-13

Москва 2022

Исходные данные

№ п/п		Значения
1.	Наименование породы	гранито-гнейсы
2.	Плотность породы, , кг/м3	2,63
3.	Предел прочности на сжатие, , Па	15,0
4.	Предел прочности на растяжение, , Па	-
5.	Коэффициент крепости по проф. М.М. Протодьяконову,	12
6.	Группа грунтов по СНиП	IX
7.	Трещиноватость (среднее расстояние между трещинами) , м	1,4
8.	Высота уступа , м	12
9.	Угол откоса уступа , град	85
10.	Обводненность (высота столба воды в скважине) , м	5,0
11.	Объем взрываемого блока в плотном теле, тыс. м3	70
12.	Тип бурового станка	2СБШ-250МНА
13.	Тип бурового инструмента	III - 244,5 OК-ПВ
14.	Диаметр скважин, мм	250
15.	Взрывчатое вещество (ВВ)	Гранулотол
16.	Плотность заряжания ВВ, , кг/м3	0,9
17.	Способ взрывания (СИ)	НСИ СИНВ
18.	Тип боевика / промежуточного детонатора (ПД)	ТГФ-850
19.	Схема взрывания	диагональная
20.	Предельный размер кондиционного куска , м	1,0
21.	Расстояние до охраняемых объектов, м	800



Введение

Опыт ведения буровзрывных работ показывает, что на карьерах с производственной мощностью по горной массе 2-3 млн. м3 в год и более применяются станки типа СБШ-250МН, СБШ-270И с диаметром применяе-мых шарошечных долот 244,5 и 269,9 мм (принимаемый диаметр зарядов ВВ 250 и 270 мм соответственно).

Тип взрывчатого вещества - Гранулотол (исходные данные)

Применяется для обводненных скважин, с коэффициентом крепости пород (f) более 12.

Коэффициент эквивалентных зарядов ВВ по идеальной работе взрыва (K_вв= 1,20)

Способ взрывания - НСИ СИНВ и необходимые средства инициирования (СИ) зарядов ВВ - ТГФ-850 (исходные данные). Для обеспечения высокой эффективности взрывания боевики рекомендуется размещать в донной части скважинного заряда.



1. Расчет проектного удельного расхода ВВ

Расчетный удельный расход ВВ является одной из важнейших характеристик взрывных работ. Для определения его величины могут быть использованы расчетные выражения, приведенные в рекомендованных учебных пособиях.

В более общем виде с учетом диаметра скважинных зарядов, коэффициента крепости порода и поправки на кондиционный кусок величина расчетного удельного расхода определяется по формуле

=0,51 кг/м³

где - плотность взрываемой породы, т/м³;

- коэффициент крепости породы по проф. М.M. Протодьяконову;

- диаметр скважины (заряда), м;

=0,4 - средний размер отдельности во взрываемом массиве, м;

- предельный размер кондиционного куска во взорванной горной массе, м,

- коэффициент относительной работоспособности ВВ (К_вв=1,13).

Определение вместимости 1 пог. м скважины

Вместимость 1 пог. м. скважины определяется выражением

, кг/м

= 44,2 кг/м

где - диаметр скважины (заряда), м;

- плотность заряжания ВВ, кг/м³, по условию 900 кг/м³

Расчет сопротивления по подошве (СПП)

Линия сопротивления по подошве для скважин первого ряда определяется по фактически полученной конфигурации забоя (линии скважин последнего ряда предыдущего взрыва), при этом величина максимально преодолеваемого сопротивления по подошве уступа (СПП) рассчитывается по формуле

, м,

= 8,37?8,2 м

где - расчетный расход ВВ, кг/м³;

- вместимость 1 пог. м скважины, кг;

- высота взрываемого уступа, м;

- глубина скважины, м;

коэффициент сближения скважин. Для расчета коэффициент сближения принимается равным = 1.

Для обеспечения безопасной установки буровых станков у верхней бровки уступа определяется т.н. безопасное значение СПП:

м,

W_б=12*ctg85p+2,5=3,55 м

где - угол откоса уступа, град,

- высота взрываемого уступа, м.

Величина расчетной или фактической СПП не должна быть меньше

W_пр? W_p ? W_б, 246 ? 8,37 ? 3,55

где предельно преодолеваемое значение СПП для скважинного заряда С учетом взаимодействия зарядов определяется по формуле С.А. Давыдова:

=246 м

где - коэффициент, учитывающий трещиноватость взрываемого массива:

- для пород I-II категории трещиноватости по МКВД = 1,2;

- для пород категории VI =1,1;

- для пород IV-V категории = 1,0;

- диаметр скважинного заряда ВВ, м;

- коэффициент, учитывающий относительную работоспособность ВВ (таблица 2);

- плотность породы, кг/м³;

- плотность заряжания ВВ, кг/м³;

- коэффициент сближения, 1,2.

Откуда, принимая =1, получаем

2. Расчет параметров сетки скважин

Схему расположения скважин примем квадратную. Расстояние между скважинами в ряду и расстояние между рядами скважин принимаются равными СПП ():

= =8,2 м

При многорядном расположении зарядов расстояние между рядами принимается равным (0,851,0) при короткозамедленном взрывании (КЗВ) и 0,85 - при мгновенном взрывании.

Расчет длины перебура

Для условий глубина перебура принимается в пределах

= (8ч15) , м.

= 12*0,25=3 м

Глубина скважины с учетом перебура

= 15 м

Расчет длины забойки

Расчет может выполняться по формуле

= (0,6ч0,8) W, м.

= 0,8*8.2=6.50 м

Величина забойки должна быть не менее 1/3 глубины скважины. Для обеспечения минимальной ширины развала длину забойки увеличивают до (0,8ч1,0) .

Ограничения, учитываемые при выборе длины заряда и его конструкции, следующие:

- для качественного дробления массива

; 6,50 ? 8,2

- для исключения прорыва газов взрыва в зоне устья скважин

; 6,50 ? 5,0.

Расчет массы и длины скважинного заряда ВВ

Необходимая величина заряда в скважине для условий определяется выражением

, кг.

Q₁=0,51*8,2*8,2*12= 411 кг

Здесь - объем горной породы, взрываемый одной скважиной, м³.

Вместимость скважины

, кг.

Q₂= 44.2*9,3= 411 кг

Длина заряда ВВ в скважине

С учетом вместимости 1 пог. м скважины длина заряда ВВ

= , м.

=9,3 м

Тогда фактическая длина забойки

, м.

= 5, 7 м

Выбор коэффициента сближения зарядов

Вследствие взаимодействия соседних зарядов величина преодолеваемого СПП возрастает до 20% при мгновенном взрывании зарядов в ряду с .

Здесь , где - расстояние между скважинами в ряду. Обычно на практике расстояние между скважинами в ряду для вертикальных скважин принимают , для наклонных - .

При многорядном расположении зарядов расстояние между рядами принимается равным (0,851,0) при КЗВ и 0,85 - при мгновенном взрывании.

В расчете принято а=W, следственно m=1.

Расчет параметров взрываемого блока и числа скважин

Когда ширина рабочей площадки не ограничивается, ширина и длина взрываемого блока определяются из объема горной массы - :

- ширина взрываемого блока

, м;

= 24,6 м

- длина взрываемого блока

, м,

= 238 м

где - число рядов скважин на блоке.

V_бл - объем взрываемого блока.

Число рядов скважин для расчета принимается = 3, 4 или 5.

Число скважин на взрываемом блоке

Число скважин в ряду () определяется

= 29 шт.

Общее число скважин на взрываемом блоке

N_скв= 3*29=87 шт.

3. Расчет параметров развала взорванной горной массы

Ширина развала взорванной горной массы определяется выражением:

- для однорядного взрывания, считая от линии скважин

= 25,3 м

- для многорядного взрывания

= 41,7 м.

где - удельный расход ВВ, кг/м³;

- сопротивление по подошве, м;

- высота взрываемого уступа, м;

- число рядов скважин на блоке.

Высота развала может ориентировочно приниматься равной

=(0,60,8) H = 8,4 м

Расчет выхода горной массы с 1 пог. м скважины

, м³/м

B_скв = =52,37 м³/м

где - объем взрываемого блока, м³.

Средний выход горной массы с 1 пог. м скважины

, м³/м.

= 53,8 м³/м

Общий объем буровых работ на блоке

, м

= 1435,5 м

где - коэффициент потерь скважин, = 1,1.

4. Расчет расхода ВВ на массовый взрыв

Расход ВВ на массовый взрыв определяется по каждому типу ВВ исходя из количества взрываемых скважин и массы ВВ в них



, кг.

Q_мас= 87*411= 35 757 кг

5. Обоснование конструкции скважинного заряда ВВ

Т.к. скважина используется полностью и используется водоустойчивое ВВ - применяем сплошные заряды ВВ.

Патрон-боевик при сплошной колонке заряда устанавливается при верхнем инициировании, ниже уровня забойки на 1,3 м.

Из исходных данным принимаем диагональную схему взрывания.

6. Определение интервала замедления при КЗВ

Оптимальный по дроблению интервал замедления определяется по формуле

=4*8,2=32,8 мс

где - расчетное или фактическое СПП, м;

- эмпирический коэффициент, зависящий от крепости и взрываемости пород, мс/м;

= 4 мс/м - для крепких горных пород (песчаники, крепкие сланцы, железистые кварциты; ); Ближайшее стандартное время замедления для НСИ СИНВ - 30 мс



7. Расчет расхода средств инициирования на массовый взрыв

С учетом принятых параметров расположения скважин на уступе (), числа рядов, конструкции заряда ВВ и схемы взрывания рассчитывается расход ДШ (м), ЭД (шт.), РП-8М, РП-Н, РП-Д (шт.), комплектов НСИ (поверхностных и внутрискважинных), патронов-боевиков из патронированных ВВ или промежуточных шашек-детонаторов (в шт. и кг).

Общее количество промежуточных детонаторов (боевиков) определяется по формуле

, шт.

шт.

где - количество боевиков в скважине: при одностороннем нижем или верхнем инициировании = 1; при двухстороннем = 2;

- количество шашек в боевике: = 2 при использовании шашек Т-400Г, ТГ-500; = 1 - при использовании шашек Т-900Г, ТГФ-850;

- количество скважин на взрываемом блоке.

Масса ВВ в промежуточных детонаторах

, кг

= 73,95 кг.

где - масса шашки-детонатора, кг.

Общая длина ДШ, необходимая для коммутации и инициирования зарядов в скважинах, определяется:

м,

L_дш= 670 + 674 +438 + 100 = 1882 м

где - длина магистральных ДШ, м;

- длина отрезка ДШ для инициирования ЭД, ;

- длина секционных ДШ, м;

- длина ДШ в скважинах, м.

Длина ДШ в скважинах определяется:

Длина ДШ в скважинах определяется:

- при одностороннем прямом (верхнем) инициировании

м;

При дублировании ДШ в скважинах полученное значение удваивается.

При определении необходимой длины магистрального и секционных ДШ исходят из схемы коммутации скважинных зарядов:

- при диагональной или порядной поперечной схемах взрывания:

, м.

= 438 м.

Количество диагональных или поперечных секций, взрываемых на блоке, определяется выражением

, шт.

= 29 шт.

Общая длина секционных ДШ определяется по формулам:

- для диагональных схем взрывания:

взрывчатый скважина развал горный

, м.

L_сек = = 674 м.

В расчетах принять = 1.

Маркировка средства инициирования

НСИ СИНВ-П-30-8

Результаты расчета расхода СИ для массового взрыва приводятся в «Проекте массового взрыва» приведенного в Приложении А.

I. геологическая и гидрогеологическая характеристика породы

Наименование породы	Гранито-гнейсы
Группа пород по шкале ЕНиР (СНиП)	V
Коэффициент крепости по проф. М.М. Протодьяконову	12
Категория трещиноватости и блочности массива по классификации МКВД	IV
Плотность породы, кг/м3	2630
Обводненность участка	Присутствует
Средняя высота уровня воды в скважинах, м	5

II.Общие сведения

а) Параметры горных работ
Высота уступа, м	12
Угол откоса, град	85
Длина блока, м	238
Выход горной массы с блока, м3	70 000
Размеры кондиционного куска, м	1
Ширина развала, м	41,7
б) Параметры буровзрывных работ
Метод производства взрывных работ	НСИ СИНВ
Буровое оборудование	СБШ-250МНА
Направление скважин (указать угол наклона, град)	90
Форма сетки расположения скважин (квадратная или шахматная)	Квадратная
Количество скважин на блоке, шт.	87
Конструкция заряда (сплошная или рассредоточенная)	Сплошная
Способ образования воздушных (инертных) промежутков	-
Конструкция боевиков, тип промежуточного детонатора	ТГФ-850
Количество боевиков в скважине и их местоположение	87 (верх)
Схема КЗВ	диагональная
Источник тока, его напряжение (указать тип взрывной машинки)	КПМ-1А
Способ взрывания	Детонирующий шнур (ДШ-ВМ)

III. Результаты расчета параметров скважинных зарядов ВВ

№ пп	Показатели	Ед. изм.	Расчетные значения
1	Обурено скважин, в т.ч. вертикальных	шт.	87
2	Количество рядов скважин	шт.	3
3	Диаметр скважин	мм	250
4	Высота уступа	м	12
5	Глубина скважин	м	15
6	Величина перебура	м	3
7	Расстояние между скважинами по 1-му ряду при их одинарном порядном расположении	м	8,2
8	Расстояние между скважинами по 1-му ряду при спаренных скважинах	м	-
9	Расстояние между скважинами по 2-му ряду и последующим рядам	м	8,2
10	Расстояние между рядами скважин	м	8,2
11	Сопротивление по подошве	м	8,2
12	Объем буровых работ на блоке	пог. м.	1437
13	Объем взрываемого массива (блока)	м3	70000
14	Выход горной массы: с 1 пог. м с одной скважины	м3/м м3	53,8 807
15	Удельный расход ВВ	кг/м3	0,51
16	Высота заряда	м	9,3
17	Величина забойки	м	5,7
18	Вес заряда в скважине	кг	411
19	Количество обводненных скважин на блоке	шт.	87
20	Средняя высота столба воды в скважинах	м	5
21	Количество ступеней замедления на блоке	шт.	31
22	Масса ВВ, взрываемая в одной серии замедления	кг	1233
23	Расход ВМ: ВВ всего, в том числе по видам в т. ч. ПБ (ПД):	кг	35757
	а) на массовый взрыв (указать наименование ВВ)	кг	35757 (Гранулотол)
	б) масса боевиков (ПД) (указать тип)	кг	73,95 (ТГФ-850)
	Расход СИ:
	Детонирующий шнур (указать тип)	м/бухт	1882 (дш-а)
	Огнепроводный шнур (указать тип)	м/бухт	-
	РП (указать тип)	шт.	РП-Н
	ЭД (указать тип)	шт.	ЭД
	Шашки - боевики (указать тип)	шт.	87 (ТГФ-850)
	НСИ (тип, к-во): Поверхностные соединительные блоки: - (указ. тип)	шт.	СИНВ-П-30-8
	Внутрискважинные детонаторы: - (указ. тип)	шт.	-



Использованная литература

1. Горбонос М.Г. Методические указания по дисциплине «Технология и безопасность взрывных работ» для студентов специальности «Горное дело». - М.: МГГУ, 2019.

2. Горбонос М.Г., Трусов А.А. Неэлектрические системы инициирования. МГГУ 2010.



Приложения

Приложение А



Приложение Б

Схема взрывной сети



Приложение В

Конструкция скважинного заряда

Размещено на Allbest.ru