Расчет параметров БВР при проходке выработок

Расчет БВР выполнен по методике Н.М.Покровского. Первоначально выбираются взрывчатые материалы (тип ВВ и СИ, диаметр патрона). Далее определяется общее число шпуров в комплекте, затем уточняются количество шпуров и расход ВВ путем графического размещения шпуров по сечению выработки.

Выбор взрывчатого вещества. Тип и характеристики ВВ можно принять исходя из рекомендаций, приведенных в табл. 4.2. При ручном заряжании следует применять патронированный аммонит 6ЖВ или равноценное ему по мощности и плотности ВВ, при пневматическом заряжании - гранулит АС-8. В породах VII-VIII групп (ƒ=7-13) контурные и почвенные шпуры следует заряжать патронированным аммонитом 6 ЖВ, остальные - детонитом или аммоналом (допускается применение скального аммонита № 1), а в породах IX- XI групп (ƒ=13-20) контурные шпуры - детонитом в патронах 24-25 мм (или аммонитом 6ЖВ), почвенные шпуры - аммонитом 6ЖВ, остальные - скальным аммонитом № 1 или его аналогами. Применение высокочувствительных ВВ (типа скального аммонита и детонита) в почвенных шпурах недопустимо по соображениям безопасности. При пневмозаряжании шпуров в породах VII и более высоких групп следует применять гранулиты АС-8, АС-8В.

Выбор диаметра патрона ВВ. Согласно СНиП III-11-77 диаметр патрона ВВ должен быть меньше диаметра шпура на 5-6 мм при электроогневом способе взрывания и расположении патрона-боевика первым от устья шпура и меньше на 7-8 мм при расположении патрона боевика не первым от устья шпура, а при электрическом способе взрывания меньше на 5-6 мм при любом расположении патрона-боевика.

Расчет общего числа шпуров в комплекте. Общее число шпуров определяется по формуле (округлить до целого числа):

, (4.1)

где N – число шпуров в комплекте, шт.; q _вв – удельный расход ВВ, кг/м³; S – сечение выработки в проходке, м²; K _з – коэффициент заполнения шпуров ВВ (табл. 4.3), доли ед.; Δ – плотность заряжания ВВ (табл. 4.2), г/см³; d _п – диаметр заряда (патрона) ВВ, см.

Сечение выработки в проходке: S=(1,03-1,05)×S_вч (4.2)

 

Удельный расход ВВ (кг/м³): q _вв=0,1× ƒ × ƒ ₀× U × m × e, (4.3)

 

где ƒ - коэффициент крепости по шкале проф. М.М.Протодьяконова; ƒ ₀ -коэффициент структуры породы (табл. 4.3); U - коэффициент зажима, учитывающий величину площади забоя выработки и число обнаженных плоскостей, доли ед.; m - коэффициент, учитывающий диаметр коронки, доли ед.; е - коэффициент работоспособности ВВ, равный отношению работоспособности 62%-го динамита (Р =380 см³) к работоспособности применяемого ВВ (Р _вв).

Коэффициент зажима: , (4.4)

 

Коэффициент, учитывающий диаметр коронки: m =32/ d _к , (4.5)

 

Коэффициент работоспособности ВВ: e = P / P _вв, (4.6)

где d _к - диаметр коронки, мм; Р _вв - работоспособность применяемого ВВ, см³ (табл. 4.2).

Таблица 4.2 - Характеристики наиболее распространённых ВВ, допущенных

к применению в шахтах и на рудниках, не опасных по газу или пыли

Наименование ВВ	Коэффициент крепости пород	Работоспособность ВВ, см3	Плотность заря-жания (Δ), г/см3	Параметры патрона ВВ
Диаметр патрона, мм	Масса патрона, г	Длина патрона, мм	Плотность ВВ в патронах, г/см3
62%-ый динамит	15-20		1,4	32-36	200-250	200-250	1,0-1,2
Аммонит №6ЖВ	6-10		1,0	32-36	200-250	200-250	1,0-1,2
Детонит М	10-16	(480)	1,1	32-36	200-250	200-250	0,95-1,2
Аммонал водоустойчивый	до 16	(420)	1,0				0,95-1,1
Аммонит скальный №1 порошкообразный	≥12	(460)	1,45	32 -36	200-250	200-250	0,95-1,1
Динафталит	6-10	(330)	1,0				1,0-1,15
Гранулит АС-8	8-14		1,2
Гранулит М	4-10		0,95

 

Таблица 4.3 - Коэффициент заполнения шпуров (К _з)

 

Диаметр патронов ВВ, мм	Значения (К 3) при коэффициенте крепости пород

ƒ=2-9 ƒ=10-20 24-28 0,35-0,70 0,75-0,85 32-36 0,30-0,60 0,60-0,85 40 и более 0,30-0,50 0,50-0,75

Таблица 4.4 Коэффициент структуры породы (ƒ0)
Структура породы	Значение ƒ0
Мелкослоистые, плотные	0,7-0,9
Хрупкие, легко дробимые	1,0-1,1
Сланцевые с меняющейся крепостью (напластование перпендикулярное направлению шпуров)	1,2-1,3
Дислоцированное, неправильное залегание с мелкой трещиноватостью	1,3-1,4
Вязкие, упругие, пористые породы	1,6-2,0

Число врубовых шпуров определяется выбранным типом вруба. Вне зависимости от типа вруба длину забойки во врубовых шпурах принимают равной (ℓ =0,25× L _шп).

 

Число шпуров в клиновом врубе: N _вр = (2× h _к/ a)+2, (4.7)

где h _к - высота (длина) клинового вруба, м; а - расстояние между парами сходящихся шпуров, м (а=0,5-0,7).

Минимальная высота клинового вруба(h _к, м) должна быть не меньше величины сопротивления для отбойного шпура, работающего на вруб (W _отб, м):

, (4.8)

здесь d – диаметр заряда ВВ, м; γ – плотность породы, т/м³; U _отб - коэффициент зажима для отбойных шпуров (U _отб = 0,6 - для малых сечений выработки, U _отб = 0,7-0,8 - для средних сечений выработки, U _отб = 0,9 - для больших сечений выработок).

Число шпуров в щелевом врубе (округлить до целого нечетного числа):

N _вр = (h _щ/ a _щ)+1, (4.9)

где h _щ - высота (длина) щелевого вруба, м; a _щ - расстояние между парами шпуров, м.

h _щ=1,4× W _отб, (4.10)

a _щ= , (4.11)

где с – коэффициент, зависящий от акустической жесткости взрываемой породы, ед. (табл. 4.5).

Число оконтуривающих шпуров рассчитывают по формуле (округлить до целого):

, (4.12)

где b - коэффициент, зависящий от крепости пород (табл. 4.5), д. ед.

Число вспомогательных отбойных шпуров: N = N-N_вр-N_ок, (4.13)

Проверка расчетного количества шпуров производится методом графического построения (рис. 4.1). При расположении шпуров учитывают удобство размещения бурового оборудования, а также расстояния между смежными шпурами (а) и между смежными рядами шпуров (W _отб).

Расстояние между забоями пары сходящихся шпуров в клиновых и пирамидальных врубах принимают 0,15-0,35 м, а расстояние между устьями соседних врубовых шпуров в ряду по вертикали от 0,3 до 0,7 м.

 

Таблица 4.5 - Значения коэффициентов (b) и (с)

Коэффициент крепости породы (ƒ)	Значение (b)	Значение (с)
2-4	0,8
5-9	0,6-0,7
10-15	0,4-0,5
Более 15	0,3

Определение количества оконтуривающих и отбойных (вспомогательных) шпуров расчетно-графическимметодом

 

Оконтуривающие шпуры в зависимости от крепости пород бурят на расстоянии 0,4-1,0м один от другого или рассчитывают по формуле:

а _ок = (0,6÷0,7)× W _отб, (4.14)

Расстояние между оконтуривающими шпурами в почве выработки принимают меньше, чем в кровле, так как зарядам по кровле работать легче, чем по почве.

Расстояние между оконтуривающими шпурами в почве

а _п = 0,6× W _отб,

Расстояние между оконтуривающими шпурами по кровле и бортам выработки

а _ок = 0,7× W _отб,

Длина забойки почвенных шпуров: ℓ _з⁼ 0,5× W _отб, (4.15)

 

Расчет оконтуривающих шпуров по почве:

Количество шпуров (округлить до целого), шт.

Расстояние между шпурами, мм

Расчет шпуров по кровле:

Количество шпуров (округлить до целого), шт.

Расстояние между шпурами, мм

Расчет шпуров по борту:

Количество шпуров (округлить до целого), шт.

Расстояние между шпурами, мм

где Вп, Вкр, Н – ширина выработки по почве, кровле и высота выработки в проходке, мм.

 

При размещении в забое вспомогательных отбойных шпуров расстояние между ними и смежными рядами шпуров можно принимать по табл. 4.6 или в соответствии со значением (W _отб). Отбойные шпуры следует располагать по квадратной сетке, что обличает их разбивку и разметку.

 

Таблица 4.6
Величина л.н.с. между рядами вспомогательных (отбойных) шпуров и смежными с ними рядами шпуров
Коэффициент крепости пород	Л.н.с. в зависимости от работоспособности ВВ
Р = 320-395	Р = 400-480
6-8	0,66-0,70	0,72-0,80
9-10	0,60-0,64	0,66-0,70
11-13	0,52-0,60	0,60-0,64
14-18	0,45-0,50	0,52-0,60
19-20	0,42-0,45	0,45-0,56

 

По расчетным данным по сечению выработки в проходке располагают врубовые, оконтуривающие и отбойные шпуры.

Нумеруют и подсчитывают общее количество шпуров и отдельно количество шпуров по назначению.