РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ ***1. общее положение*** Эффективность буровзрывных работ, т.е. качественное дробление породы, точное оконтуривание профиля выработки, снижение сейсмического влияния взрыва как фактора, обеспечивающего большую устойчивость выработки, кучная укладка породы у забоя после взрыва и повышение таких показателей, как коэффициент использования шпуров (к.и.ш.) и коэффициент излишка сечения (к.и.с.), зависит от правильного проектирования параметров буровзрывных работ (паспорта БВР): выбора типа ВВ и средств взрывания, определения расхода и величины заряда ВВ, выбора конструкции зарядов ВВ, установления числа, глубины и схемы расположения шпуров в забое. Паспорт БВР рекомендуется разрабатывать в зависимости от инженерногеологических условий заложения выработки, физикомеханических свойств породы, ее трещиноватости и устойчивости, степени обводненности горного массива. ***2. Типы шпуров, врубы*** Все шпуры в забое тоннеля по условиям их работы делятся на несколько групп: врубовые, отбойные, контурные, подошвенные. Заряды врубовых шпуров производят первоначальное разрушение породы обычно в центре сечения выработки, в наиболее трудных условиях. Заряды отбойных шпуров дробят основную массу породы, контурных - придают выработке ее проектную форму, а подошвенных - оформляют подошву выработки (рис. 6.1) ![](.work/laba6_media/media/image1.png){width="2.7399660979877516in" height="2.812892607174103in"} Рис.6.1 Группы шпуров в забое: I-врубовые; II - отбойные; III-контурные; IV-подошвенные; B-ширина выработки; l~в~- глубина врубовых шпуров; l~о~- глубина отбойных шпуров; l~зах~--величина заходки Особенность подземных взрывных работ при разработке пород сплошным забоем состоит в том, что взрываемая порода зажата со всех сторон, кроме плоскости забоя. В этих условиях для более эффективного использования энергии взрыва, уменьшения расхода ВВ и снижения сейсмического воздействия на окружающий массив породы необходимо образовать дополнительные свободные плоскости - так называемые плоскости обнажения. Образование таких плоскостей достигается путем первоочередного взрывания врубовых шпуров, которые обычно на 10 % длиннее всех остальных шпуров и имеют заряд повышенной мощности. Эти шпуры, расположенные по определенной схеме, при взрыве образуют в массиве полость - вруб, который и служит дополнительной поверхностью обнажения, обеспечивая более благоприятные условия работы остальных шпуров. ![](.work/laba6_media/media/image2.png){width="4.645833333333333in" height="5.260416666666667in"} Рис.6.2.Отрывающие (клиновые) врубы: а-вертикальный клиновой; б- горизонтальный клиновой; в-нижний односторонний; г-верхний односторонний; д-боковой; е- многоклиновой Существует две группы схем расположения врубовых шпуров: а) в зависимости от направления трещин и слоев в породах, пересекаемых выработкой; б) независимо от направления трещин и слоев в породах . Врубовые шпуры первой группы действуют по принципу отрыва породы от массива по трещинам напластования, их называют отрывающими или клиновыми врубами. В зависимости от расположения трещин и характера залегания пересекаемых пород применяют следующие основные типы отрывающих врубов (рис. 6.2): - в породах с вертикальным расположением трещин - вертикальный клиновой; - в породах с горизонтальным расположением трещин - горизонтальный клиновой; - в слоистых породах с падением трещин на забой - нижний односторонний; - в слоистых породах с падением трещин от забоя - верхний односторонний; - в трещиноватых породах и крутом их падении, когда выработка располагается по простиранию пород, - боковой вруб Клиновые врубы чаще всего принимают при использовании перфораторов. Они обеспечивают хороший выброс породы из врубовой полости, но дают большой разброс ее от забоя. Это зачастую приводит к нарушению устойчивости временной крепи и снижению производительности погрузки породы. При большом сечении выработки и в крепких породах применяют усиленные многоклиновые врубы. В лабораторной работе для определения расстояния между шпурами клинового вруба можно воспользоваться ориентировочными данными, приведенными в табл. 6.1. Таблица 6.1 +----------------------+-------------------------+-----------+----------+ | Коэффициент крепости | Расстояние (м) между: | Угол | Число | | пород | | наклона | врубовых | | | | шпуров к | шпуров | | | | плоскости | | | | | забоя, | | | | | град | | | +------------+------------+ | | | | Парами | Шпурами в | | | | | шпуров | ряду | | | +:====================:+:==========:+:==========:+:=========:+:========:+ | 2...6 | 0,50 | 2 | 70 | 4...6 | +----------------------+------------+------------+-----------+----------+ | 6...8 | 0,45 | 2 | 68 | 4...6 | +----------------------+------------+------------+-----------+----------+ | 8...10 | 0,40 | 2 | 65 | 6...8 | +----------------------+------------+------------+-----------+----------+ | 10...15 | 0,35 | 2 | 63 | 6...8 | +----------------------+------------+------------+-----------+----------+ | 15...20 | 0,35 | 1,8 | 60 | 6...8 | +----------------------+------------+------------+-----------+----------+ Существенными недостатками отрывающих врубов являются: - зависимость глубины шпуров от ширины выработки вследствие их наклонного положения; - сложность размещения шпуров и придания им заданного угла наклона; - трудность забуривания и реальная возможность отклонения шпуров от заданного направления, особенно с увеличением их глубины. Врубовые шпуры второй группы располагают обычно перпендикулярно забою независимо от расположения трещин и параллельно друг к другу. Благодаря относительно сближенному расположению шпуров (10...30 см) при взрыве происходит, не только отрыв породы от массива, но и главным образом разрушение ее между врубовыми шпурами. Врубы с таким расположением шпуров называются дробящими, или, иначе, прямыми. Эти врубы обычно применяются при бурении шпуров тяжелыми бурильными установками. Известны призматические, щелевые, спиральные врубы и их комбинации (рис. 6.3). Схемы прямых врубов предусматривают одновременное или последовательное взрывание зарядов в шпурах, обычно ![](.work/laba6_media/media/image3.png){width="3.8125in" height="1.5104166666666667in"} Рис. 6.3. Дробящие (прямые) врубы: а-призматический; б - щелевые; в -- спиральный комбинируемых с незаряженными шпурами или с центральной скважиной диаметром 100...150 мм, которые создают дополнительные поверхности обнажения и способствуют повышению эффективности взрыва. Прямые врубы обеспечивают возможность получения заходки любой требуемой глубины и достаточную кучность взорванной породы. Отброс породы от забоя не превышает 15...20 м в тоннелях и 8...10 м в штольнях. Достоинства этих врубов также заключаются в простоте обуривания забоя, умеренном сейсмическом и ударном воздействии на массив, возможности максимальной концентрации бурового оборудования у забоя и полной механизации процесса бурения шпуров. При использовании буровых рам и самоходных бурильных установок рекомендуется преимущественное применение прямых врубов. В результате взрыва заряда стенки шпура разрушаются не на всю длину. Отношение разрушившейся части шпура *l* к его полной длине $l_{ш}$ называют коэффициентом использования шпура (к.и.ш.): $$\eta = \frac{l}{l_{ш}}$$ Коэффициент $\eta$ в горизонтальных выработках обычно составляет 0,8...0,9. Назначение глубины шпуров производят с учетом площади поперечного сечения выработки, свойств породы, принятой механизации буровзрывных и погрузочных работ, способов заряжания и взрывания зарядов ВВ. Особое внимание следует обращать на обеспечение устойчивости выработки после взрыва. Зачастую приходится ограничивать глубину заходки именно по этому условию, хотя с точки зрения производительности работ по проходке целесообразнее принимать большую глубину заходки. В табл. 6.2 приведены ориентировочные значения допускаемой глубины заходки по условию устойчивости выработки. Таблица 6.2 +----------------------+-------------------------------------------------+ | Коэффициент крепости | Глубина заходки $l_{зах}$, м | | породы | | | +------------------------+------------------------+ | | в тоннеле | в штольне | | | ($S < 20\ м^{2})$ | $(S < 20\ м^{2})$ | +:====================:+:======================:+:======================:+ | 2...4 | 1,5...2,5 | 1,5...2,0 | +----------------------+------------------------+------------------------+ | 5...6 | 3,0 | 2,5 | +----------------------+------------------------+------------------------+ | 7...8 | 3,5 | 3,0 | +----------------------+------------------------+------------------------+ | Более 8 | 4,0 | 3,5 | +----------------------+------------------------+------------------------+ При заданной глубине заходки длина отбойных и контурных шпуров определяется коэффициентом использования шпуров и углом наклона их к плоскости забоя. Концы этих шпуров должны лежать в одной плоскости, перпендикулярной продольной оси выработки. Длина врубовых шпуров должна превышать на 10 % длину остальных шпуров. Устья контурных и подошвенных шпуров располагают в 10...20 см от проектного очертания выработки, а концы их должны находиться на проектном контуре. Отбойные шпуры располагают между врубовыми и контурными шпурами таким образом, чтобы на каждый шпур приходился примерно одинаковый объем взрываемой породы при условии достаточного ее дробления. > ***6.3.Взрывчатые вещества (ВВ) и средства взрывания (СВ)*** Тип ВВ и СВ назначают в зависимости от инженерногеологических условий заложения тоннеля, сечения выработки, физико-механических свойств горных пород. Применяют ВВ как в патронах, так и россыпью (гранулированные). В последнем случае для заряжания ВВ используют механизированные пневмозарядчики. Ориентировочный выбор ВВ производят, пользуясь данными табл. 6.3. Размеры и масса патронов, наиболее распространенных ВВ, приведены в табл.6.4 Таблица 6.3 +----------------+----------------+------------------------+-----------+ | Категория | Коэффициент | Наименование ВВ | Тип | | пород по | крепости пород | | установки | | крепости | | | | | | | | ВВ | +:==============:+:==============:+:======================:+:=========:+ | Весьма крепкие | 10...20 | Аммонит №1 скальный | Патроны | | и крепкие | | | | | | | Аммонал №3 скальный | Тоже | | | | | | | | | Детонит М | \>\> | | | | | | | | | Граммонал А-8 | Россыпью | +----------------+----------------+------------------------+-----------+ | Крепкие | 7...10 | Аммонал | Патроны | | | | | | | | | Гранулит АС-8В | Россыпью | +----------------+----------------+------------------------+-----------+ | Крепкие и | 4...7 | Аммонит №6ЖВ | Патроны | | средней | | | | | крепости | | Граммонит 79/21-Б | Россыпью | | | | | | | | | Гранулит АС-4В | \>\> | +----------------+----------------+------------------------+-----------+ | Средней | 2...4 | Динафталит | Патроны | | крепости | | | | | | | Гранулит М | Россыпью | +----------------+----------------+------------------------+-----------+ | Средней | 1...2 | Аммонит ПЖВ-20 | Патроны | | крепости и | | | | | слабые | | Аммонит Т-19 | \>\> | +----------------+----------------+------------------------+-----------+ Взрывание зарядов при проходке тоннелей, как правило, производят электрическим способом с помощью электродетонаторов. Дополнительно используют, особенно при взрывании контурных рассредоточенных зарядов, детонирующий шнур. ---------------------------------------------------------------------- Наименование ВВ Диаметр Длина патрона, см Масса патронов, г патрона, см -------------------- ------------- ----------------- ----------------- Аммонит №1 скальный 3,6 17,5 250 Аммонал №3 скальный 3,6 25 250 Аммонал 3,2 25 250 Детонит М 3,2 25 250 Аммонит №6 ЖВ 3,2 25 200 Динафталит 3,2 25 200 Аммонит ПЖВ-20 3,6 17,5 200 ---------------------------------------------------------------------- Применяют следующие типы электродетонаторов (выпускаемые промышленностью): - мгновенного действия - ЭД-8-Э, ЭД-8-ПМ, ЭДС; - короткозамедленного действия - ЭДКЗ (со ступенями замедления: 25; 50; 75; 100; 150; 250 мс), ЭДКЗ-ПМ-15 (со ступенями замедления: 15; 30; 45; 75; 105; 120 мс); - замедленного действия - ЭДЗД (со ступенями замедления: 0,5; 0,75; 1,2; 4; 6; 8; 10 с) > ***6.4 Расчет параметров буровзрывных работ*** > > **Разработка на полное сечение** 1\. Определяют средний удельный расход ВВ , кг/м^3^: $$q_{c} = \left( 0,3\sqrt{f} + \frac{2}{\sqrt{S}} \right) \bullet e \bullet \psi \bullet \omega\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.1)$$ Где *f*-коэффициент крепости породы: *S*- площадь поперечного сечения выработки, *e-*коэффициент работоспособности ВВ (табл. 6.5); ψ- коэффициент влияния плотности заряжания (табл.6.6) ω- коэффициент структуры и трещиноватости горных пород (табл. 6.7) > Таблица 6.4 ------------------------------------------------------------------------ Наименование ВВ *е* Наименование ВВ *е* -------------------------- --------- ------------------------- --------- Аммонит №1 скальный 0,81 Гранулит АС-4В 0,98 Аммонал №3 скальный 0,80 Аммонит №6 ЖВ 1,00 Детонит М 0,82 Граммонит 79/21-В 1,00 Граммонал А-8 0,80 Динафталит 1,08 Гранулит АС-8В 0,89 Гранулит М 1,13 Аммонал 0,91 Аммонит ПЖВ-20 1,20 ------------------------------------------------------------------------ > Таблица 6.6 ----------------------------------------------------------------------- Способ заряжания ψ --------------------------------------------------------------- ------- Заряжание обычными патронами 1,10 Заряжание с раздавлением пластичных патронов ВВ 1,15 Заряжание россыпными ВВ 1,00 ----------------------------------------------------------------------- Таблица 6.7 +------------------------------------------------+-----------+---------+ | Горно-геологическая характеристика | ω | *f* | +:===============================================+:=========:+:=======:+ | Монолитные плотные | 1,9...2,0 | 18...20 | +------------------------------------------------+-----------+---------+ | Монолитные, с жильными включениями, | 1,8...1,9 | 14...18 | | ослабляющие массив в зонах контакта | | | +------------------------------------------------+-----------+---------+ | Нетрещиноватые, с перпендикулярными к | 1,6...1,8 | 10...14 | | продольной оси тоннеля напластованиями | | | +------------------------------------------------+-----------+---------+ | Без видимых трещин, с параллельными или | 1,4...1,6 | 8...10 | | наклонными до 70° напластованиями к продольной | | | | | | | | оси тоннеля | | | +------------------------------------------------+-----------+---------+ | Слаботрещинноватые (до 2 трещин на 1 м^2^ | 1,0...1,4 | 6...8 | | забоя) | | | +------------------------------------------------+-----------+---------+ Окончание таблицы 6.7 ------------------------------------------------------------------------ Трещиноватые (от 2 до 5 трещин на 1 м^2^ забоя) 0,8...1,0 4...6 ------------------------------------------------ ------------ ---------- Сильнотрещинноватые (свыше 5 трещин на 1 м^2^ 0,6...0,8 2...4 забоя) ------------------------------------------------------------------------ 2\. Вычисляют линию наименьшего сопротивления (л.н.с.) отбойных шпуров, м $$w_{0} \approx 52 \bullet k_{з} \bullet d \bullet \sqrt{\rho_{вв}/(\rho \bullet e \bullet \omega}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.2)$$ Где k~з~ - коэффициент зажима (табл. 6.8); d -диаметр заряда ВВ, м; $\rho_{вв}$ -плотность ВВ в патронах (при заряжании), кг/м3 (табл. 6.9); $\rho$-расчетная плотность породы, кг/м3 (табл. 6.10) > Таблица 6.8 ------------------------------------------------------------------------ Площадь сечения Менее 20 20...50 Более 50 выработки, м^2^ -------------------- ----------------- ---------------- ---------------- *k~з~* 0,7 0,8 0,9 ------------------------------------------------------------------------ > Таблица 6.9 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Наименование ВВ $\rho_{вв} \bullet 10^{- 3}$, Наименование ВВ $\rho_{вв} \bullet 10^{- 3}$, кг/м^3^ кг/м^3^ ------------------------ ------------------------------- --------------------- ------------------------------- Аммонит №1 скальный 1,45...1,58 Аммонит ПЖВ-20 1,05...1,20 Аммонал №3 скальный 0,90...1,10 Аммонит Т-19 1,05...1,20 Аммонал 0,95...1,15 Граммонал А-8 1,00...1,25 Детонит М 0,95...1,20 Гранулит АС-8В 1,00...1,20 Аммонит №6ЖВ 1,00...1,20 Гранулит АС-4В 1,00...1,20 Динафталит 1,00...1,15 Граммонит 79/21-Б 1,00...1,25 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- > Таблица 6.10 -------------------------------------------------------------------------- Коэффициент 2...3 4...6 7...9 10...14 15 и более крепости породы ---------------- ----------- ---------- ---------- ---------- ------------ $\rho$, кг/м^3^ 2100 2500 2750 2900 3000 -------------------------------------------------------------------------- 3\. Назначают расстояние между шпурами: для врубовых- по схеме принятого вруба, для отбойных и подошвенных- по табл. 6.11, для контурных- по табл.6.12. > Таблица 6.11 +-------------------+-----------------------------------------------------+ | Наименование | Расстояние в долях л.н.с.,$\ \ w_{o}$ | | шпуров | | | +--------------------------+--------------------------+ | | между рядами шпуров | между шпурами в ряду | +:=================:+:========================:+:========================:+ | Отбойные | 0,80...0,95 | 0,90...0,95 | +-------------------+--------------------------+--------------------------+ | Подошвенные | 0,70...0,85 | 0,70...0,90 | +-------------------+--------------------------+--------------------------+ В практике обычно принимают между шпурами и рядами шпуров одинаковыми. > Таблица 6.12 +-------------+------------------------------------------------------------------+ | Коэффициент | Расстояние (м) в породах | | крепости | | | породы | | | +---------------------+---------------------+----------------------+ | | монолитных | Слаботрещинноватх | Сильно-трещинноватых | +:===========:+:===================:+:===================:+:====================:+ | 2...3 | 0,6 | 0,7 | 0,6 | +-------------+---------------------+---------------------+----------------------+ | 4...6 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | +-------------+---------------------+---------------------+----------------------+ | 7...9 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | +-------------+---------------------+---------------------+----------------------+ | 10...12 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | +-------------+---------------------+---------------------+----------------------+ При использовании контурных шпуров с профильными надрезами-концентраторами напряжений-расстояние между этими шпурами принимают равными расстоянию между отбойными шпурами. 4\. Определяют необходимое количество шпуров: > $$\ \ \ \ \ \ \ N = N_{к}{+ N}_{п}{+ N}_{о}{+ N}_{вр}\ ,\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.3)$$ Где $N_{к}$- количество контурных шпуров; $N$~п~-количество подошвенных шпуров; $N$~о~-количество отбойных шпуров; $N$~вр~-количество врубовых шпуров. Количество контурных шпуров находят по формуле $$N_{k} = \left( \frac{p_{k}}{a_{k}} \right) + 1,\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.4)$$ Где $p_{k}$ -периметр выработки по линии расположения контурных шпуров, м; $a_{k}$ -расстояние между контурными шпурами, м. Линия наименьшего сопротивления контурных шпуров, м: $$W_{k} = \frac{a_{k}}{m},\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.5)$$ Где *m*- коэффициент сближения контурных зарядов (табл.6.13) Таблица 6.13 ------------------------------------------------------------------------- Коэффициент 2...3 4...6 7...9 10...14 15...20 крепости породы ------------- ----------- ----------- ----------- ----------- ----------- *m* 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 ------------------------------------------------------------------------- Площадь сечения забоя, взрываемую контурными зарядами, м^2^, определяют по формуле $S_{k} = (N_{k} - 1) \bullet a_{k} \bullet w_{k}$*.* (6.6) Количество подошвенных шпуров $$N_{n} = \left( \frac{B}{a_{п}} \right) + 1,\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.7)$$ Где *В*- ширина выработки по подошве, м; $a_{п}$- расстояние между подошвенными шпурами,м. Площадь сечения забоя, взрываемая подошвенными шпурами, м^2^: $$S_{n} = w_{o} \bullet B.\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.8)$$ Количество врубовых шпуров *N~вр~* и площадь сечения забоя, взрываемая врубовыми зарядами, *S~вр~* определяют по схеме вруба. Количество отбойных шпуров находят по формуле $$N_{o} = \frac{1,27q_{c} \bullet S_{o}}{(d^{2} \bullet k_{зап} \bullet \rho_{вв} \bullet k_{у})}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.9)$$ Где $S_{o} = S - (S_{k} + S_{n}{+ S}_{вр})$- площадь сечения забоя, взрываемая отбойными зарядами, м^2^; *k~зап\ ~*- коэффициент заполнения шпура при заряжании (табл.6.14) *k~у\ ~*- коэффициент уплотнения зарядов ВВ в процессе заряжания, для россыпных и пластинчатых ВВ *k~y~*=1,05...1,15, для патронированных *k~y~*=1. Таблица 6.14 ----------------------------------------------------------------------------------- Коэффициент 2...3 4...6 7...9 10...14 15...20 крепости породы *f* ------------- ------------- ------------- ------------- ------------- ------------- *k~зап~* 0,50...0,55 0,60...0,65 0,65...0,70 0,70...0,75 0,75...0,80 ----------------------------------------------------------------------------------- 5\. После определения количества шпуров составляют схему расположения шпуров на чертеже поперечного сечения выработки, на которой уточняют количество отбойных шпуров и общее количество шпуров (рис. 6.4) 6\. Определяют расход ВВ на цикл (заходку). Вначале получают ориентировочный расход ВВ (кг) по формуле $$Q = q_{c} \bullet S \bullet l_{зах}.\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.10)$$ Находят массу контурного заряда, кг: $$q_{k} = l_{k} \bullet k_{k}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.11)$$ Где *l~k~* -- глубина контурного шпура,м; *k~k~*- коэффициент концентрации контурных зарядов, кг/м (табл. 6.15). Таблица 6.15 ------------------------------------------------------------------------- Коэффициент 2...3 4...6 7...9 10...14 15...20 крепости породы ------------- ----------- ----------- ----------- ----------- ----------- *k~k~* 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 ------------------------------------------------------------------------- При расчете массы патронированного заряда необходимо иметь в виду, что в шпуре должно размещаться целое число патронов ВВ. Поэтому расчетную массу заряда корректируют с учетом этого условия. Общая масса контурных зарядов, кг: $$Q_{k} = q_{k} \bullet N_{k}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.12)$$ Средняя масса врубового заряда, кг: $$q_{вр} = \frac{1,2 \bullet \left( Q - Q_{k} \right)}{\left( N - N_{k} \right)}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.13)$$ Общая масса врубовых зарядов, кг: $$Q_{вр} = q_{вр} \bullet N_{вр\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.14)$$ Масса отбойного и подошвенного зарядов, кг: $$q_{on} = \frac{\left\lbrack Q - (Q_{k} + Q_{вр}) \right\rbrack}{\left\lbrack N - (N_{k} + N_{вр} \right\rbrack}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.15)$$ Общая масса отбойных и подошвенных зарядов, кг: $$Q_{on} = q_{on}\left( N_{o} + N_{n} \right)\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.16)$$ Общий расход ВВ на цикл, кг: $$Q_{BB} = Q_{k} + Q_{on} + Q_{вр\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.17)$$ ![](.work/laba6_media/media/image4.png){width="3.938733595800525in" height="2.90625in"} Рис. 6.4. Схема к расчету параметров БВР при разработке Тоннеля на полное сечение: W~о~ и W~к~- л.н.с. отбойных и контурных шпуров; a~о~, a~к~, a~п~- расстояние соответственно между отбойными, контурными и подошвенными шпурами; Sвр, So, Sk, Sп- площадь сечения забоя, взрываемая соответственно врубовыми, отбойными, контурными и подошвенными шпурами ***Пример:*** Исходные данные --------------------------------------------------------------------- f S В Р L~k~ l~зах~ ---------- ------------ ----------- ----------- --------- ----------- 5 23,4 5,1 19,4 3,5 3 --------------------------------------------------------------------- 1\. Определяют средний удельный расход ВВ: $$q_{c} = \left( 0,3\sqrt{f} + \frac{2}{\sqrt{S}} \right) \bullet e \bullet \psi \bullet \omega = (0,3 \bullet \sqrt{5} + \frac{2}{\sqrt{23,4}} \bullet 1 \bullet 1,1 \bullet 0,9 = 1,069\ кг/м^{3}\ $$ 2\. Вычисляют линию наименьшего сопротивления (л.н.с.) отбойных шпуро: $$w_{0} \approx 52 \bullet k_{з} \bullet d \bullet \sqrt{\rho_{вв}/(\rho \bullet e \bullet \omega} = 52 \bullet 0,8 \bullet 0,032 \bullet \sqrt{\frac{1100}{2500 \bullet 1 \bullet 0,9}} = 0,63\ м$$ 3\. Назначаем расстояние между шпурами: а~о~=0,8 м а~п~=0,7 м а~к~=0,6 м 4\. Определяют необходимое количество шпуров: $$\ N = N_{к}{+ N}_{п}{+ N}_{о}{+ N}_{вр} = 33 + 7 + 14 + 8 = 62$$ Количество контурных шпуров: $$N_{k} = \left( \frac{p_{k}}{a_{k}} \right) + 1 = \frac{19,4}{0,6} + 1 = 33$$ Линия наименьшего сопротивления контурных шпуров: $$W_{k} = \frac{a_{k}}{m} = \frac{0,6}{0,9} = 0,6\ м$$ Площадь сечения забоя, взрываемую контурными зарядами: $$S_{k} = \left( N_{k} - 1 \right) \bullet a_{k} \bullet w_{k} = (33 - 1) \bullet 0,6 \bullet 0,6 = 11,52\ м^{2}$$ Количество подошвенных шпуров: $$N_{n} = \left( \frac{B}{a_{п}} \right) + 1 = \frac{5,1}{0,9} + 1 = 6,6 = 7$$ Площадь сечения забоя, взрываемая подошвенными шпурами: $$S_{n} = w_{o} \bullet B = 0,63 \bullet 5,1 = 3,22\ м^{2}$$ Количество отбойных шпуров: $$N_{o} = \frac{1,27q_{c} \bullet S_{o}}{(d^{2} \bullet k_{зап} \bullet \rho_{вв} \bullet k_{у})} = \frac{1,27 \bullet 1,069 \bullet 7,16}{{0,032}^{2} \bullet 0,65 \bullet 1100 \bullet 1} = 14$$ Площадь сечения забоя, взрываемая отбойными зарядами: ${\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ S}_{o} = S - (S_{k} + S_{n}{+ S}_{вр})$=23,4-(11,52+3,22+1,5)=7,16 м^2^ Вруб- вертикально клиновой: N~вр~=8, S~вр~=1,5 м^2^ 5\. 6\. Определяют расход ВВ на цикл (заходку). Ориентировочный расход ВВ $$Q = q_{c} \bullet S \bullet l_{зах} = 1,069 \bullet 23,4 \bullet 3 = 75,04\ кг$$ Находят массу контурного заряда: $$q_{k} = l_{k} \bullet k_{k} = 3,5 \bullet 0,3 = 1,05\ кг$$ Общая масса контурных зарядов: $$Q_{k} = q_{k} \bullet N_{k} = 1,05 \bullet 33 = 34,65кг$$ Средняя масса врубового заряда: $$q_{вр} = \frac{1,2 \bullet \left( Q - Q_{k} \right)}{\left( N - N_{k} \right)} = \frac{1,2 \bullet (75,04 - 34,65)}{(62 - 33)} = 1,67\ кг$$ Общая масса врубовых зарядов: $$Q_{вр} = q_{вр} \bullet N_{вр} = 1,67 \bullet 8 = 13,37\ кг$$ Масса отбойного и подошвенного зарядов: $$q_{on} = \frac{\left\lbrack Q - (Q_{k} + Q_{вр}) \right\rbrack}{\left\lbrack N - (N_{k} + N_{вр} \right\rbrack} = \frac{\left\lbrack 75,04 - (24,75 + 13,37) \right\rbrack}{\left\lbrack 62 - (33 + 7) \right\rbrack} = 0,92\ кг$$ Общая масса отбойных и подошвенных зарядов: $$Q_{on} = q_{on}\left( N_{o} + N_{n} \right) = 0,92(14 + 7) = 19,38\ кг$$ Общий расход ВВ на цикл: $$Q_{BB} = Q_{k} + Q_{on} + Q_{вр} = 34,65 + 19,38 + 13,37 = 67,34кг$$ ------------------------------------------------------------------------------- **вариант/величины** **f** **S** **В** **Р** **lk** **lзах** ---------------------- -------- --------- -------- -------- -------- ---------- **1** 5 16,56 4,6 14,51 2,7 2,5 **2** 9 19,2 5,05 15,56 3,5 3 **3** 10 21,9 5,81 17,19 4,0 3,5 **4** 13 6,40 2,17 7,05 4,1 4 **5** 6 7,92 2,77 1,2 3,0 2,5 **6** 8 14,17 4,53 12,55 3,5 3 **7** 4 24,46 5,81 17,53 2,7 2,5 **8** 7 5,6 2 8,26 0,0 3 **9** 8 14,09 4,2 13,56 3,5 3 **10** 11 20,4 5,29 15,6 4,2 4 **11** 5 104,94 10,6 33,8 3,5 3 **12** 7 106,44 11,36 34 3,8 3,5 **13** 3 24,46 5,81 17,53 2,5 2 **14** 8 19,2 5,05 15,56 3,7 3,5 **15** 5 23,4 5,1 19,4 3,5 3 **16** 12 21,18 5,87 17,2 4,2 4 **17** 4 22,26 5,3 16,44 2,7 2,5 **18** 7 14,4 3,7 11,68 3,5 3 **19** 5 44,54 6,3 40,2 3,5 3 **20** 10 16,56 4,6 14,6 4,0 3,5 -------------------------------------------------------------------------------