Расчет параметров буровзрывных работ

Стр 1 из 5Следующая ⇒

Министерство науки и высшего образования РФ

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

Московский горный институт

Кафедра «Геотехнологии освоения недр»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: процессы открытых горных работ

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Выполнил: ст. гр. ТО-15

Каюмов С.С.

Принял: доц., к.т.н., Левченко Я.В.

Содержание

1. Обоснование комплекса оборудования грузопотока................................ 4

2. Подготовка горных пород к выемке.......................................................... 6

3. Выемочно-погрузочные работы............................................................... 14

4. Перемещение горных пород..................................................................... 18

5. Расчет отвальных работ при использовании на отвале карьерных экскаваторов........................................................................................................................ 23

6. Переукладка железнодорожных путей на рабочих уступах и отвалах.. 26

7. Расчёт параметров технологической схемы............................................. 28

Список используемых источников............................................................... 29

Обоснование комплекса оборудования грузопотока

Определение показателя трудности разрушения пород:

П_р=0,05(К_тр(σ_сж + σ_сдв + σ_раст)+ γ ^.g^.10^-3 )

К_тр – коэффициент, учитывающий трещиноватость массива (т.к. l_ср=0,75 м, то к_тр=0,75);

σ_сж - предел прочности породы на сжатие, (σ_сж = 100 МПа);

σ_сдв - предел прочности породы на сдвиг, (σ_сдв = 0,2σ_сж =20 МПа);

σ_раст – предел прочности породы на растяжение, (σ_раст = 0,1σ_сж =10 МПа);

γ - плотность породы, (γ=2,6 т/м³);

g – ускорение свободного падения, (g =9,81 м/с²).

П_р= 0,05 [0,75(100+ 20 + 10) + 10^-3∗2800∗9,81] = 6,24

Так как П_р=8,83 то данная порода относится ко II классу – легкоразрушаемые скальные породы, категория 8.

Выбор способа подготовки горных пород к выемке, выемочно-погрузочного и транспортного комплекса оборудования, способа отвалообразования.

По показателю трудности разрушения, породы относятся труднобуримым, для подготовки пород к выемке принимаю буровзрывной способ рыхления пород, для выемочно-погрузочных работ экскаватор ЭКГ-12 (по заданию).

Выбор транспорта зависит от длины транспортирования по поверхности, годового объема транспортируемых пород и уклона трассы. Так как по заданию L_п=7700 м и производительность карьера по вскрыше 25 млн.м³ принимаю железнодорожный транспорт.

Режим работы и производственная мощность комплекса оборудования:

Режим работы карьера принимаю 300 дней, 3 смены по 8 часов. Для ведения открытых горных работ (ОГР) принимаю следующую технологическую схему:

Подготовка пород к выемке - бурение – шарошечное;

Выемочно-погрузочные работы - вскрышной экскаватор - ЭКГ-12;

Отвальные работы – бульдозерные;

Транспортирование пород – вид транспорта – железнодорожный.

Подготовка горных пород к выемке

Буровые работы

Выбор способа бурения и определение производительности буровых станков осуществляются в соответствии с классификацией горных пород по показателю трудности бурения акад. В.В. Ржевского, величина которого определяется физико-механическими свойствами пород:

П_б = 0,07(σ_сж+ σ_сдв+ γ g ),

где σ_сж и σ_сдв – временное сопротивление породы сжатию и сдвигу, σ_сж = 100 МПа, σ_сдв= 0,2σ_сж = 0,2*100 = 20 МПа;

γ – плотность (объемная масса) породы, γ= 2,8 т/м³;

g – ускорение свободного падения (9,8 м/с²).

П_б = 0,07(100 + 20 + 2,8*9,8) = 10,32

По показателю П_б и l_ср горные породы относятся к III классу: труднобуримые, среднетрещиноватые (крупноблочные).

В соответствии с величиной П_б принимаю шарошечное бурение. Выбор типа бурового станка, диаметра долота зависит от блочности месторождения, в данном случае породы имеют III-ю категорию - крупноблочные, приемлемый диаметр долот 190-250 мм. Исходя из принимается буровой станок 5СБШ–200–36.

Техническая характеристика бурового станка 5СБШ–200–36:

- диаметр долота, d = 215,9 мм;

- глубина скважины, H_скв = 36 м;

- направление бурения по вертикали, α = 0°; 15°; 30°;

- длина штанги/ход непрерывной подачи 9,6/1 м;

- осевое усилие, Р_ос = 300 кН;

- частота вращения долота, n_ос = 0,25–2,5 с^-1;

- подача компрессора 0,417 м³/с;

- габариты 10200*5000*14300 мм;

- масса станка 66 т.

В соответствии с принятой моделью бурового станка и крепостью породы используется режущее долото типа К и ОК с диаметром долота: D=214 мм.

Определение скорости бурения бурового станка для станков шарошечного бурения:

= м/ч.

где Р_ос = 160 – величина осевого усилия (усилия подачи), кН;

n_в= 1,2 – частота вращения бурового става, с^-1;

П_б = 10,67 – показатель трудности бурения породы;

d_д = 0,2159 – принятый диаметр долота, м;

Сменная производительность бурового станка:

где Т_см = 8 – продолжительность рабочей смены, ч;

Т_п-з = 0,5 и Т_р = 0,15 – соответственно, продолжительность подготовительно – заключительных операций и регламентированных перерывов, ч;

t₀ и t_в – соответственно, затраты времени на чистое бурение и выполнение вспомогательных операций, приходящихся на 1м скважины, ч/м.

Основное (чистое) время бурения 1м скважины составляет

t₀ = , ч/м,

где = 14,5 – техническая скорость бурения, м/ч;

t₀= ч/м

t_в=0,0125 ч/м.

= м³/смену.

Суточная производительность бурового станка:

n_см – количество смен в сутки (n_см=3).

= 65,6 3 = 196,8 м³/сутки.

Годовая производительность бурового станка:

где N_p = 300– число рабочих дней в году.

= 196,8 300 = 59040 м³/год.

Расчет параметров буровзрывных работ

Категория пород по взрываемости оценивается по величине эталонного удельного расхода:

q_э = 0,2 (σ_сж + σ_сдв + σ_раст)+0,002 γ, г/м³,

q_э = 0,2 (100 + 20 + 10)+0,002 * 2800 = 31,6 г/м³

В соответствии с установленной величиной q_э устанавливается III категория (трудновзрываемые) породы по взрываемости. С учетом категории пород по взрываемости и степени их обводненности (слабая) в качестве ВВ принимается Акватол.

Проектный удельный расход ВВ:

q_п = q_эk_ввk_дk_сзk_трk_опk_v, г/м³,

где k_вв = 1,20 – переводной коэффициент от эталонного ВВ к принятому ВВ

k_д= 2,25 – коэффициент, учитывающий требуемою степень дробления породы.

Категория пород по взрываемости	I	II	III	IV	V
k_д	1-1,2	1,2-1,5	2-2,5	2,5-3,5	3,5-4

k_сз = 1 – коэффициент, учитывающий степень сосредоточения заряда ВВ:

Категория пород по взрываемости	Величина k_сз.
Категория пород по взрываемости	d_з= 100мм	d_з= 200мм	d_з= 300мм
I-II	0,95 - 1,0	1,0	1,05 - 1,1
III	0,85 - 0,9	1,0	1,2 - 1,25
IV-V	0,67 - 0,8	1,0	1,35 - 1,4

k_тр – коэффициент, учитывающий трещиноватость массива

k_тр =1,2 l_ср^тр + 0,2,

где = 0,75 м – среднее расстояние между трещинами в массиве;

k_тр =1,2 * 0,75 + 0,2 = 1,1

k_оп = 3,75 – коэффициент, учитывающий число обнаженных поверхностей уступа при взрыве;

Количество обнаженных поверхностей	1	2	3	4	5	6
Величина k_оп	5,5 - 6	4,5 - 5	3,5 - 4	2,5 - 3	1,5 - 2	1

k_v – коэффициент, учитывающий влияние высоты уступа:

k_v =

где Н_у = 15 – высота уступа, м (принимается из условия задания по данной работе).

k_v = = 0,94

q_п = 31,6 *1,2*2,25*1,0*1,1*3,75*0,94 = 330,8 г/м³

Согласно данным практики, принимается значение q_п = 0,5 кг/м³.

Параметры взрывных скважин

Длина скважины определяется по выражению:

при наклонных скважинах ;

где Н_у = 18– высота уступа, м;

β = 75 – угол наклона скважины к горизонту, град;

l_п – глубина перебура, м.

l_п = (10÷15) d_c ,

где d_c= 0,2159 – диаметр скважины (заряда), м.

l_п = 10 * 0,2159= 2,16 м

L_c = м

Величина сопротивления по подошве уступа (W). Для II категории пород по взрываемости принимается W = (40÷45) d_c;

W = 42 * 0,2159 = 9 м;

Определение расстояния между скважинами в ряду (а)

а = mW, м

где m – коэффициент сближения скважин (m =1,1÷1,3).

а =1,2*9 = 10,8 м

Определение расстояния между рядами скважин (b):

при наклонных скважинах b= W;

b = 9 м

Форма сетки скважин

Форму сетки скважин принимается в соответствии с величиной угла между линией откоса и направлением максимальной скорости упругих волн в массиве.В соответствии с величиной угла α_ув = 20^о принимается шахматная форма сетки.

Расчет величины заряда ВВ в скважине

Q_зар= q_пV_с = q_пН_уW а, кг,

где V_с – объем части массива, взрываемого зарядом одной скважины, м³:

V_с= H_yWa, м³;

q_п = 0,5 – проектный удельный расход ВВ, кг/м³.

Q_зар = 0,5 * 18 * 9 * 10,8 = 874,8 кг

Проверка величины заряда ВВ по вместимости скважины (Р)

Р = р l_зар, кг,

где р – вместимость 1м скважины, кг/м;

l_зар – длина заряда ВВ в скважине, м.

Вместимость 1м скважины

р = , кг/м,