laba6.md 48 KB
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)
{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.
{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
{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:
$$Q{BB} = Q{k} + Q{on} + Q{вр\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (6.17)$$
{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