“Методические указания по выполнению и оформлению курсового проекта по горному делу и БВР для специальности 0705000 “Подземная разработка месторождений полезных ископаемых”

Немцев Родион Владимирович

Преподаватель специальных дисциплин

Учреждение“Гуманитарно-технический колледж”, г. Шемонаиха

Управления образования Восточно-Казахстанской области

I.                   Общие вопросы курсового проектирования.

 

1.1   Цели и задачи курсового проектирования.

 

Целью и задачей курсового проектирования являются закрепление, расширение и углубление знаний по дисциплине «горное дело и буровзрывные работы», а также проверка полученных учащимися теоретических знаний по предметам горного цикла и подготовка к выполнению дипломного проекта.

Тематика курсового проекта предусматривает решение следующих вопросов: в соответствии с заданными горно-геологическими условиями и параметрами выработки разрабатывается технология, механизация и организация проведения и крепления одной из капитальных, подготовительных или нарезных выработок.

При выполнении проекта необходимо базироваться на фактическом материале горных предприятий, руководствоваться нормами и типовыми проектами и другими нормативными документами, строго учитывать правила техники безопасности. Необходимо использовать последние достижения в области техники и технологий производства, прогрессивные схемы комплексной механизации, передовые формы организации труда.

 

1.2  Требования, предъявляемые к курсовому проекту.

 

Курсовой проект является самостоятельной работой учащегося и должен состоять из графической части и пояснительной записки.

К графической части относится чертежи на двух листах формата А-1. На чертеже наносятся результаты конечных решений в масштабах удобных для чтения и пользования: технологическая схема проходки выработки, паспорт БВР, схема крепления выработки, возможно график организации работ.

Расчетно-пояснительная записка выполняется на листах формата А-4 в объеме 25-30 листов. Пояснительная записка должна содержать титульный лист установленной формы, индивидуальное задание на курсовое проектирование, содержание, основной текст и расчеты, список неиспользованной литературы и при необходимости приложение. Оформление пояснительной записки должно соответствовать требованиям ЕСКД и стандартам оформления документации колледжа.

 

1.3  Организация работы над курсовым проектом

Выполнение курсового проекта учащимися производится согласно учебному плану в часы, предусмотренные расписанием учебных занятий. Все расчеты учащимися выполняются самостоятельно под руководством и контролем руководителя проектирования. Работа над проектом ведется по разделам, учащиеся должны быть снабжены всеми необходимыми методическими указаниями и действующей справочной литературой.

Руководство курсовым проектированием осуществляется преподавателем, читающим предмет «Горное дело и БВР» в данной группе. При числе учащихся в группе 24 и более, занятия по курсовому проектированию необходимо выполнять по подгруппам.

Руководитель курсового проекта:

а) выдает задание на курсовое проектирование

б) разъясняет порядок и последовательность выполнения проекта

в) рекомендует перечень технической и справочной литературы

г) консультирует учащихся по основным вопросам проекта

д) проверяет качество проекта и оценивает его

II.                Содержание пояснительной записки

 

Содержанием проекта является обоснования и расчеты принятых технических и технологических решений по проведению и креплению проектируемой выработки. Пояснительная записка к курсовому проекту должна содержать следующие разделы:

Введение

В этом разделе учащиеся должны отразить состояние горно -рудной промышленности РК и достижения научно-технического прогресса в данной отрасли, а также перспективы ее развития применительно к проведению и креплению горных выработок. Кроме того в данном пункте должны быть определены цели курсового проектирования для учащихся.

 

1.      Выбор типа и определение прочных размеров крепи.

 

Рассчитать физико-механические свойства горных пород и в соответствии с запасом прочности горного массива выбирается тип крепи и производится расчет ее параметров. Составляется схема крепления выработки, описывается порядок производства работ по креплению.

 

 

2.      Выбор технологической схемы проходки выработки и горно -технического оборудования.

 

Произвести анализ существующих схем и способов проходки заданной выработки. Выбрать и обосновать принятую технологическую схему.

Выбрать необходимое оборудование для проведения и крепления горной выработки: буровую установку, бурильную машину, машину для уборки отбитой горной массы и ее транспортировки, для заряжания шпуров и возведения крепи. Рассчитать сменную эксплутационную производительность буровой машины и машины для уборки породы.

Данный раздел должен сопровождаться пояснительными схемами, рисунками

 

3.      Расчет буровзрывных работ.

 

В данном разделе необходимо выбрать тип применяемого ВВ, способ взрывания и средства инициирования. Провести расчет параметров шпуровой отбойки, сконструировать схему расположения шпуров в забое проектируемой выработки, определить суммарную длину шпуров и определить фактический расход ВВ на один цикл.

Раздел сопровождается соответствующими рисунками: конструкция вруба, конструкция заряда, схема расположения шпуров в забое в трех проекциях.

 

4.      Расчет проветривания.

 

Выбирается и обосновывается схема проветривания, рассчитывается потребное количество воздуха и депрессия и потребная мощность вентилятора. Выбирается вентилятор и приводится его техническая характеристика. Схема проветривания отражается на рисунке.

 

5.      Расчет организации проходческого цикла.

 

Определяются объемы работ по каждому рабочему процессу, трудоемкости по процессам и суммарная трудоемкость на цикл и количество рабочих в смену. Рассчитывается время выполнения отдельных процессов, составляется график организации работ в забое на цикл и определяется фактическая продолжительность одного цикла и срок проведения и крепления выработки.

Описывается подробная организация работ в забое по всем видам операций проходческого цикла.

 

6. Охрана труда и техника безопасности.

 

Кратко характеризуются конкретные мероприятия по безопасному производству работ применительно к  каждой операции проходческого цикла: уборка породы, бурения, заряжения, взрывания, крепления.

Заключение

Обобщить принятые в проекте технические, технологические и проектные решения.

Список литературы

Указываются использованные источники в применяемой последовательности.

 

 

Пример расчета курсового проекта 1

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

1 Выбор типа крепи и определение прочных ее размеров

2 Выбор и расчет горно- проходческого оборудования

3 Расчет буровзрывных работ

4 Расчет проветривания

5 Расчет графика организации работ

6 Охрана труда и техника безопасности

Заключение

Список литературы

 

Введение

Перспектива развития и реализации минерально-сырьевого и научно-технического потенциалов горнодобывающей промышленности Казахстана определяются многими факторами, основным из которых является наличие единой государственной научно обоснованной стратегии в политике и управлении минерально-сырьевым комплексом. Безусловно, это связано, прежде всего, с всесторонним качественным анализом и прогнозированием.

По производству продукции в данной отрасли промышленности Казахстана занимает также довольно высокие  позиции в мире. Достаточно отметить, что по общему объему добычи твердых полезных ископаемых Республика занимает 13-е место среди около 70 горнодобывающих держав. Информация по основным видам твердого минерального сырья.

В соответствии с принятой Правительством Республики концепцией промышленной политики отрасли горнодобывающей промышленности , в том числе свинцово-цинковая признаны одними из приоритетных, определяющих экономический потенциал страны в целом, в том числе и ее экспортные возможности.

Реализация программы индустриально-инновационнного развития РК на 2003-2015 гг. позволит выделить наиболее продуктивные геохронологические уровни, рудо- и нефтегазоносные структуры и последующее открытие конкурентоспособных месторождений, обеспечит увеличение срока эксплуатации разрабатываемых месторождений, следовательно, на 10-20 лет возрастет срок функционирования горных градообразующих предприятий.

Поэтому важно дать объективную оценку состоянию минерально-сырьевой базы горно-металлургического комплекса страны, в том числе и свинцово-цинковой отрасли, рассмотреть возможность их инновационного развития.

Задачей является подготовка к дипломному проектированию.

Целью данного курсового проекта является:

научиться выбирать типа крепи, расчетитывать горно-техническое оборудование, паспорт БВР, проветривания, производить расчет графика организации работ.

 

1. Выбор типа крепи и определение прочных ее размеров

Рассчитываем показатели физико-механических свойств горных пород по формулам:

RСЖ = QСЖ*КС*ξ;                                                                 (1.1)

где: QСЖ  – предел прочности образца на сжатие;

КС  – коэффициент структурного ослабления;

ξ – коэффициент длительной прочности;

RСЖ =100*0,4*0,8=302 МПа;

RР = QР * КС * ξ                                                                             (1.2)

где: QР –предел прочности образца горных пород на растяжение;

RР =10*0,4*0,8=3,2 МПа;

Определяем коэффициент трения tgj и угол внутреннего трения пород φ:

tgj =  ,                                      (1.3)

j =39˚ 17´

Рассчитываем напряжение, запасы прочности и параметр устойчивости по формулам:

Qmax = К1 * g * Н, МПа;                                                                           (1.4)

Qmin = К2 * l1 * g * Н, МПа;                                                                       (1.5)

где: К1 и К2 – коэффициенты концентрации сжимающих и растягивающих напряжений;

g – объемный вес пород;

Н – глубина заложения выработки от поверхности;

l1 – коэффициент бокового распора;

Qmax=2*3000*630*10=38,8 МПа;

Qmin=0,3*0,18*3000*630*10=1,02 МПа;

Определяем запасы прочности бортов nб выработки  и кровли nк:

nб = RСЖ / Qmax                                                                             (1.6)

nк = RР / Qmin;                                                                                                      (1.7)

nб=32/38,8=0,8<1;

nк=3,2/1,02=3,1>1;

Рассчитываем параметр устойчивости выработки:

ПУ = 10 * g * Н / QСЖ;                                                                 (1.8)

ПУ=10*3000*630/(100*106)=0,01;

1>0,8<4

1<3,1<4

Крепь испытывает полную нагрузку только со стороны боков (кровля устойчива). Нагрузка со стороны боков определяется как боковое давление на подпорную стенку по методам механики сыпучей среды.

Рассчитываем нормативные нагрузки с учетом поправки на запас прочности и устойчивости:

bк=(а+h1*ctgθ)/ (nk* tgφ)-h0                                                         (1.9)

q1=bк*γ, кПа;                                                                                (1.10)

q1=0,94*3000*10=28,2 кПа;

qп=(b1+h1)γ* λ2/nб, кПа;                                                               (1.11)

qп=(2,24+2,15)3000*10*0,22/0,8=36,2 кПа;

где: а – полупролет выработки м;

а=0,5*В=0,5*3,9=1,95 м

h1 – высота вертикальной стенки м;

h1= h- h0;

h0 – высота свода по проекту м;

h0 =В/3=3,9/3=1,3 м;

b1 – высота свода равновесия.

b1 = bк+ h0=0,94+1,3=2,7 м.

λ2 – коэффициент бокового распора;

λ2 =tg2*(45º-ψ/2)= tg2*(45-39˚/2)= tg2*25,35˚=0,22;

bк=  м

К расчету принимаем сталеполимерный анкер, стержень из стали А –III. Расчет ведется по формулам:

Рс=π* Rc2*RР*m, Н;                                                                     (1.12)

где:      Рс – несущая способность стержня анкера из условия его прочности на разрыв;

Rc – радиус стержня,

Rc =dc/2=0.008 м;

m – коэффициент работы стержня, m=0,9;

Рз=π*dс*τ1*l3* Rc * m1, Н;                                                            (1.13)

где:      l3 – расчетная длина зацепки, l3=0,25 м;

τ1 – удельное сцепление полимербетона, τ1=20 МПа;

m1 – коэффициент условий работ замка, m1=0,6;

Рз́=π*dш*τ2*l3* m1, Н;                                                                   (1.14)

где:      dш – диаметр шпура, м, dш=0,04 м;

τ2 – удельное сцепление полимербетона с породой, τ2=3 МПа (1.стр59);

Рс=3,14*0,0082*360*106*0,9=65 кН;

Рз=3,14*0,16*20*106*0,25*0,72*0,6=108,5 кН;

Рз́=3,14*0,04*3*106*0,25*0,6=56,5 кН;

Дальнейший расчет ведем по наименьшей несущей способности – Ра

Ра= Рз́=56,5 кН;

Определяем длину, плотность расстановки и расстояние между  анкерами в кровле по формулам:

la=B1/√f*k,                                                                                                (1.15)

S = qн * nn / Pa ,                                                                                                    (1.16)

а1 = (1 / S′)1/2,                                                                                                       (1.17)

где:    la – длина анкера;

k – коэффициент, k=0,75;

nn – коэффициент перегрузки, nn=1,2;

la=3,9/√10+0,75=1,69 м,

принимаем la=2 метра.

S =28,2*103*1,2/56,5*103=0,598 шт/м2;

а1=(1/0,598)1/2=1,2 м.

Принимаем установку анкеров в кровле по сетке 1,2*1,2 м;

Определяем длину, плотность и расстояние между анкерами в боку выработки по формулам;

lб=С/nб+lзг+ln,                                                                                (1.18)

S′=qn*nn/Pa,                                                                                   (1.19)

a2=(1/ S′)0.5,                                                                                   (1.20)

где:  lб – длина анкера в боку выработки;

С – увеличение длины полупролета выработки за счет сползания породных призм,

С = h1ctg (45˚+ψ/2)=3.45*0.48=1.65;

lзг – величина заглубления анкера в устойчивую зону массива пород, lзг=0,4 м;

ln – длина выступающей из шпура части анкера, ln =0,05 м;

S′ – плотность расстановки анкеров в боку выработки;

a2 – расстояние между анкерами в боку выработки;

lб =1,65/0,8+0,4+0,05=2,5 м;

S′=36,2*103*1,2/56,5*103=0,7 шт/м2;

a2 =(1/0,7)0,5=1,2

Принимаем сетку расположения анкеров в боку 1,2*1,2 м.

Рассчитываем толщину набрызгбетонного покрытия при комбинированной крепи. Определяем интенсивность нормативного давления со стороны кровли и толщину набрызгбетонного покрытия из бетона М 500, по формулам:

qн=0,17*а1*γ,                                                                                                       (1.21)

.                                                           (1.22);

где:  [Qр] – предел прочности бетона на растяжение, [Qр]=1,35 МПа;

mб – коэффициент условий работы, mб=0,85;

qн=0,17*1,2*3000=0,6 кПа;

принимаем 28 мм=0,028 м.

Схема расположения анкеров в забое представлена на рисунке 1.1, конструкция анкера представлена на рисунке 1.2

 

 

Рисунок 1.1 – Схема расположения анкеров в забое.

 

 

Рисунок 1.2 – Конструкция анкера.

Технология возведения анкерной крепи:

Анкерная крепь – система закрепленных в шпурах анкеров, расположенных определенным образом по периметру выработки в окружающих ее породах и предназначенных для упрочнения массива  пород, повышение устойчивости их обнажения. Анкерная крепь  распространена в подготовительных выработках. Анкеры заглубляются в устойчивую зону на 0,3-0,4 метра.

Технология возведения набрызгбетонной крепи, но уже закрепленной штангами части выработки с соответствующим отставанием производят по отдельному проекту организации работ.

Набрызгбетон отличается большой плотностью, водонепроницаемостью и высокой прочностью. Предел прочности составляет 40-70 МПа, а предел прочности на изгиб 8-15 МПа. В качестве испаряющих твердения добавок применяют ОЭС в количестве 2-5% от массы цемента. Типовыми паспортами крепления выработок для рудников цветной металлургии предельная прочность набрызгбетона равна 40 МПа. Для получения набрызгбетона рекомендуется цемент и песок в соотношении от 1: 3 до 1: 5.

 

2 Выбор и расчет горно-проходческого оборудования

В соответствии с заданными условиями принимаем самоходное оборудование буровой и погрузочной машины. Технологическая схема уборки породы представлена на рисунке 2.1

 

Рисунок 2.1 – Технологическая схема уборки породы

Для бурения принимаем буровую установку Минибур А265 D. Она предназначена для проходческих и подготовительных работ в подземных выработках сечением 8-28 м2, технические характеристики которой приведены в таблице 2.1

 

Таблица 2.1- Техническая характеристика Минибур А265 D

Показатели
Значения
Длина
8900 мм
Ширина
1600 мм
Высота в транспортном положении
2200 мм
Общий вес
11000 кг
Скорость перемещения:

–          по горизонтали

–          при 14% = 1:7=8°
16 км/ч

5 км/ч
Угол преодолеваемого уклона
15°
Радиус поворота, наружний/внутренний
5,7/3,9 м
Площадь обуривания на домкратах
8-28 м
Для уборки породы принимаем самоходное оборудование TORO 300D, технические характеристики которой приведены в таблице 2.2

 

Таблица 2.2 –   Техническая характеристика TORO 300D

Показатели
Значения
Ширина
2800 мм
Ширина без ковша
2705 мм
Радиус поворота: внутренний/наружний
3680/7220 мм
Грузоподъемность
13500 кг
Вырывное усилие при подъеме стрелы
26700 кг
Вырывное усилие при запрокидывании ковша
23000 кг
Опрокидывающая нагрузка
26000 кг
Вместимость ковша
4,3-7,5 м3
Подъем ковша
8,0 сек
Опускание стрелы
4,0 сек
Опрокидывание ковша
2,5 сек
Для заряжания шпуров выбираем зарядчик ЗП-5, технические характеристики которого приведены в таблице 2.3

 

 

 

Таблица 2.3 – Техническая характеристика зарядчика ЗП – 5

Показатели
Значения
Производительность техническая, кг/мин
до 90
Вместительность камеры (бункера)
40
Масса порции ВВ ,кг
5
Допустимая глубина, м

–          скважин

–          шпуров
35


Длина транспортирования ВВ(максимальная), м
50
Диаметр зарядного трубопровода (штанга трубки), мм
32
Давление воздуха Па *105

Для возведения набрызгбетонной крепи принимаем машину БМ-70, технические характеристики которой приведены в таблице 2.4

 

Таблица 2.4 – Техническая характеристика БМ-70

Показатели
Значения
Технологическая производительность по сухой смеси 3 чел,м
5-6
Дальность подачи смеси, м
200
Высота подачи смеси, м
50
Предельная крупность заполнения, мм
30
Расход сжатого воздуха, м3/мин
10
Тип двигателя
электрический
Мощность двигателя, кВт
15
Основные размеры, мм:

–          длина

–          ширина

–          высота
3400

1080

2300
Масса, кг
4500
Для бурения шпуров под анкера принимаем перфоратор 500 SERIES, технические характеристики которого приведены в таблице 2.5

 

Таблица 2.5 – Техническая характеристика 500 SERIES

Показатели
Значения
Вес, кг
130
Длина, мм
1025
Высота по профилю
76
Мощность класса, кВт
16
Максимальное рабочее давление, удара, вращения, Бар
175
Вращающий момент, Нм
400/625
Рабочее отверстие, мм
32-64
Промывочное давление,Бар

воздух, Бар

вода, Бар
32

35

39
Сменную эксплуатационную производительность бурильной установки в шпурометрах с учетом времени на подготовительно-заключительные операции и регламентированные простои по организационным и техническим причинам можно определить по следующей формуле:

(2.1)

 

где Т – продолжительность смены, Т = 360 мин;

tПЗ – время общих подготовительно-заключительных операций, tПЗ=9 мин 2,5% от Т ;

t¢ ПЗ – время подготовительно-заключительных операций при бурении шпуров, t¢ ПЗ=34 мин ;

tOT – время на отдых проходчиков, tOT=36 мин 10% от Т ;

tB3 – время на технологический перерыв на взрывные работы, tB3=0 ;

n – число бурильных машин на установке;

K0 – коэффициент одновременности работы бурильных машин, равный 0,78 при n =2;

tMAH – время, затрачиваемое на манипулирование, обычно равно 0,25÷0,5 мин;

tO.X – время обратного хода бурильной головки на 1м шпура, tO.X=0,05 мин;

tK – время на замену коронок, равное 0,1 мин на 1м шпура;

v – чистая скорость бурения, мм/мин, определяется по формуле:

v =13400 A*n/(d2*Qсж0,59)                                                               (2.2)

где: A – энергия удара поршня, А = 175 Дж

n – частота ударов поршня, n=48 Гц

d – диаметр шпура, d=42 мм

v = 13400 * 175 *48 / (422 * 1000,59) = 1085,2 мм/мин = 1,08 м/мин,

Сменная норма выработки в шпурометрах:

Нв=(Т- t пз-tоб-tлн)n k0/([t0+tв]*1,07)                                              (2.3)

где Т – продолжительность смены;

tпз – время на подготовительно-заключительные операции, tпз=40 мин;

tоб – время на обслуживание установки, зависящее от ее конструкции, tоб=30 мин для машин с пневматическим приводом;

t0 – основное время на бурение 1 м шпура;

tв – вспомогательное время при бурении, tв=0,5-0,8 мин/м;

tлн – личное время рабочего, tлн=10 мин;

1,07 – коэффициент отдыха;

Нв=(360-40-30-10)*2*0,78/([0,9+0,5]*1,07)=291 м/смену

Сменную эксплуатационную производительность ПДМ по формуле:

Qсм=                                                             (2.4)

где: Qсм – сменная производительность, м3/смены;

tпз – продолжительность подготовительно-заключительных операций, зависящая от типа машины и равная 30-70 мин на смену;

Кр – коэффициент разрыхления горной массы, равный1,5-1,8;

tв – время вспомогательных операций, связанных с маневрами машины штателевкой горной массы, ее найлением и разбивкой негабаритов,  равное 0,8-3 мин/рейс;

tо – время основных операций на рейс;

Qсм  =

to =(2*L/Vc)+tn+tp,                                                                        (2.5)

где: L – расстояние транспортирования, м:

Vc – средняя скорость транспортирования, равная 75-80 м/мин;

tp – время разгрузки, в среднем равное 1 мин;

tn – время погрузки, равное для машин типа ПД для наполнения ковша 0,9-1,4 мин, а для машин типа ПТ

tо =(2*80/70)+0,9+1=4,1 мин;

tn = V*K3*tц/(Vk*K3*k),                                                                           (2.6)

где: V и Кк – соответственно объемы кузова и ковша;

К3 и Кзк – коэффициенты заполнения кузова и ковша, равные 0,9;

tц – продолжительность цикла черпания, равная 0,8 мин;

tn = 4,3*0,9*0,8/(4,3*0,9) = 0,8 мин

 

3  Расчет буровзрывных работ

Для взрывания при проходке закладочного орта принимаем гранулит А8 и для патронов-боевиков – аммонит 6 ЖВ .

Для инициирования принимаем систему неэлектрического инициирования.

Определяем удельный расход  ВВ по формуле:

q =1,1 * е * (f / SЧ)1/2,                                                                   (3.1)

где:  SЧ – площадь поперечного сечения выработки вчерне;

е – коэффициент работоспособности ВВ;

f – коэффициент крепости пород;

q =1,1 * 1,54* (10 / 12,5)1/2=1,4  кг/м3,

е=525/рвв,                                                                                      (3.2)

где: рвв – работоспособность  применяемого ВВ;

Sч -=(3,956*2,15+0,26*3,956)=12,5 м2;

Исходя из производственной практики и технологических характеристик применяемого оборудования применяем длину шпуров

(lш)  lш.вр =2,4 м                   lш=2,2 м;

Определяем число шпуров в забое по формулам:

N = 1,27 * q * SЧ / (D * d2 * K3) ,                                                 (3.3)

N =1,27 * 1,4 * 12,5/ (800 * 0,0422 * 0,5) = 29 шт;

где: Δ – плотность заряжания шпуров, Δ=800 кг/м3;

q – удельный вес;

d – диаметр шпура;

K3 – коэффициент заполнения шпура;

Исходя из технологических характеристик и применяемого оборудования принимаем lш (отбойных)

Определяем число компенсационных шпуров в забое:

N0 = (h * lш / A)3 / V0 ,                                                                  (3.4)

где:  h – К.И.Ш.;

lш – глубина шпура, см;

А = 9,35 – масштабный коэффициент;

V0 – объем холостого шпура, который определяется по формуле:

V0 =p*d2 * lш / 4,см3;                                                                    (3.5)

где:   p=3,14;

d – диаметр шпура, см;

V0 =3,14*422 * 240 / 4=3323 см3;

N0 = (0,85 * 240 / 9,35)3 / 3323 = 3,1273 шт.

Принимаем конструкцию вруба с 3 холостыми шпурами , которые изображены на рис 3.1

 

 

 

 

 

 

 

 
Рисунок 3.1 – Конструкция вруба

 

Линию наименьшего сопротивления определяем по формуле:

W = [p /(q * m)]1/2 ,                                                                        (3.6)

где:    р – вместимость 1м шпура;

W – линия наименьшего сопротивления, м;

m – коэффициент сближения зарядов, m=1;

p – вместимость одного метра шпура, кг/м,

р=πd2 Δ/4;                                                                                     (3.7)

р =3,14*0,0422*800/4=1,1 кг/м;

W=[1,1/(1,4*1)]1/2=0,88 м.

Окончательно число шпуров принимаем по их расположению в забое, графическое построение расположения шпуров указано на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Схема расположения шпуров в забое

 

Определяем суммарную длину lш шпуров:

S lш=nвр*lвр+nот*lот+nок*lок,                                                                                   (3.8)

где: nвр – число врубовых шпуров;

nот – число отбойных шпуров;

lвр –длина врубовых шпуров;

lот – длина отбойных шпуров;

nок – число оконтуривающих шпуров;

lок – длина оконтуривающих шпуров;

S lш=5*2,4+6*2,4+14*2,2=57,2 м

Определяем требуемый расход ВВ.

Q = q * SЧ * lш, кг;                                                                        (3.9)

где:   Q – требуемый расход ВВ;

Q =1,4*12,5*2,2=39 кг.

Средняя масса заряда на один шпур:

qс = Q * NФ ;                                                                                     (3.10)

qс=39/27=1,4 кг;

Определяем массу заряда во врубовых шпурах на 20% больше

qвр =1,2* qс,                                                                                      (3.11)

qвр =1,2*1,4=1,68 кг;

qок =0,8* qс,                                                                                      (3.12)

qок =0,8*1,4=1,12 кг;

Фактический расход ВВ составит:

QФ = nвр*qвр+nот*qc+ nвсп* qc + nок*qок+, nок * qc+ nпб*mпб,  кг    (3.13)

QФ =5*1,68+6*1,4*3*1,4+14*1,12+14*1,4+27*0,3=87,06 кг;

Объем отбитой горной массы за один взрыв будет равен:

m=Sч* lу*Кр, м3;                                                                               (3.14)

где:   m – объем горной массы, м3;

lу – подвигание забоя за взрыв;

Кр – коэффициент разрыхления, Кр=1,3;

lу= lш*η,                                                                                            (3.15)

lу=2,4*0,85=2,04 м;

m = 12,5*2,04*1,3=33 м3.

Технология заряжания зарядов в шпурах:

1.      Перед заряжанием шпура очищают от буровой мелочи.

2.      Затем непосредственно в забое взрывник готовит патроны-боевики

3.      Патрон ВВ доставляют в шпур забойкой.

4.      Патрон-боевик располагают перед последним от устья.

5.      Не заряжаемую часть шпура заполняют забойным материалом.

Технология взрывания

Нарезать огневой шнур на отрезки зарядной длины, проверить каждый капсуль-детонатор, изготовить патроны-боевики, дать предупредительный сигнал, произвести заряжание и забойку шпуров, смонтировать взрывную сеть, дать боевой сигнал, произвести взрыв, проветрить забой. Проверить отказы.

 

4  Расчет проветривания

Существует 3 вида проветривания:

1 нагнетательный;

2 всасывающий;

3 комбинированный.

Для проветривания закладочного орта выбираем нагнетательный способ проветривания.

Определяем количество воздуха Q3 (м3/с), которое необходимо подать в забой по следующим факторам:

по людям:

Q=q*Z*K1;                                                                                    (4.1)

где:   q=0,1 м3/с – норма подачи свежего воздуха на одного человека;

Z – наибольшее количество людей в забое, Z=2;

K1 – коэффициент запаса, K1=1,5;

Q=0,1*2*1,5=0,3 м3/с

по пылевому фактору:

Q=j*bi/((П – Пвх)*Кт)                                                                   (4.2)

где:   j – интенсивность пылевыделения, j=4,9 мг/с;

bi – коэффициент, учитывающий снижение пылевыделения за счет орошения водой, bi=0,5;

П, Пвх–концентрация пыли соответственно ПДК и во входящей струе, мг/м3;

Кт – коэффициент утечки трубопровода;

Q=4,9*0,5/(2-0,6)=1,75 м3/с

по газовыделению при взрывных работах:

(4.3)

где:   t – время проветривания, t=30 мин;

A – количество одновременно взрываемого В, А=32,3 кг;

b – газовость ВВ, b=90 л/кг;

L – длина выработки, L=80 м;

Коб – коэффициент обводненности;

Кут – коэффициент утечки воздуха в трубопроводе;

Q=2,25/1800

по скорости движения воздуха:

Q=V*S;                                                                                         (4.4)

где:   V – минимальная допустимая скорость движения воздуха, V=0,25 м/с

Q=0,25*12,5 =3,1 м3/с

Далее к расчетам принимаем большее расчетное значение требуемого воздуха Q3=3,1 м3/с

Рассчитываем депрессию трубопровода, которую должен преодолеть вентилятор, Нв состоит из статического давления Нс, местных потерь напора Нм и динамического давления Нд:

Нв= Нс+ Нм+ Нд;                                                                           (4.5)

Нс=Кут*R*Q32;                                                                              (4.6)

Нм=0,2* Нс;                                                                                   (4.7)

Нд=Vт *γ/2;                                                                                   (4.8)

где:   R – аэродинамическое сопротивление трубопровода:

R=6.5*α*L/dт5;                                                                              (4.9)

где:   α – коэффициент аэродинамического сопротивления трубопровода, α=45*10-5;

L – длина трубопровода;

γ – плотность воздуха;

Vт- скорость движения воздуха в трубопроводе, м/с

Vт =Q3/π*rт2;                                                                                     (4.10)

где:   rт – радиус трубопровода;

Vт =3,1/3,14*0,32=7,2 м/с;

Нс=1,07*3*3,12=30,8 Па;

Нм=0,2*30,8=6,16 Па;

Нд=112*1,2/2=72,6 Па;

Нв=30,8+6,16+72,6=109,56 Па.

Подбираем вентилятор исходя из значений Q3=3,1 м3/с и Нв=109,56 Па по монограмме (1,стр146) ВМ-8М.

Схема проветривания выработки приведена на рисунке 4.1

 

 

Рис 2.4.1 – Схема проветривания выработки

5 Расчет графика организации работ

Рассчитываем трудоемкость каждой операции Ni по формуле;

Ni=Vi/Hi ;                                                                                                              (5.1)

где:   Hi – сменная норма выработки на одного проходчика (или эксплуатационная производительность машины);

Vi – объем работы по каждому процессу.

Определяем объемы работ по креплению на 1 цикл число анкеров в сечении выработки n=7, длина под анкер l=2,5 м, расстояние между рядами анкеров по длине выработки а1=1,2 м, длина заходки lу=2 м, тогда число анкеров на 1 цикл составит:

ma=n* lу/a,                                                                                                 (5.2)

ma=7*2/1.2 =12 шт.

Общая длина шпуров под анкер

la=n*l*lу/а,                                                                                                 (5.3)

la=7*2,5*2/1,2=29 м

Объем работ по креплению набрызгбетоном при толщине δ=28 мм и длине контура, покрываемого набрызгбетоном l=8,8 м, на один цикл составит:

Sн=l*lу,                                                                                           (5.4)

Sн=8,8*2=17,6 м2;

Vб= Sн* δ,                                                                                      (5.5)

Vб=17,6*0,028=0,49 м3;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты расчета трудоемкости сводим в таблицу 5.1

Таблица 5.1 –Расчет трудоемкости

Вид работы (процесса)
Обьем работы на цикл
Норма выработки на 1 рабочего
Трудоемкость    чел/смен
Бурение шпуров  в забое установкой «Минибур А265D», м
57,2
291
0,2
Бурение шпуров под анкера перфоратором 500 SERIES
29
291
0,09
Продолжение таблицы 5.1

 

Вид работы (процесса)
Обьем работы на цикл
Норма выработки на 1 рабочего
Трудоемкость    чел/смен
Заряжание шпуров зарядчиком ЗП-5, м
32,2
89
0,3
Уборка породы TORO 300 D, м3
33,15
154
0,21
Крепление железобетонными анкерами, шт
7
11
0,63
Крепление набрызгбетоном установкой, БМ – 70, м3
0,49
23,4
0,02
Устройство водоотливной канавки плщадью поперечного сечения 0,15 м2
0,3
2,8
0,12
Навеска вентиляционных труб диаметром 0,6 м
2
84
0,02
Неучтенные (прочие) работы (10% от трудоемкости цикла)

0,15
Суммарная трудоемкость цикла Nц=1,72 чел- смен
Согласуясь с трудоемкостью цикла принимаем явочный штат звена nя=2 человека, тогда коэффициент выполнения нормы

Кн=Nц/ nя;                                                                                      (5.6)

где: Кн – коэффициент выполнения нормы, Кн=1-1,5;

Nц – суммарная трудоемкость цикла;

nя – явочный штат рабочих, чел/смен;

Кн=1,2*1,72/2=1,03;

Определяем время, затрачиваемое на производство рабочих операций по формуле:

ti=Ni*Т/(n*Кн), ч;                                                                                                 (5.7)

где: ti – продолжительность работы, ч;

Ni- трудоемкость данной работы, чел/смен

Т – продолжительность рабочей смены, Т=6 ч;

n – число рабочих, занятых выполнением данного вида работы;

Кн- коэффициент выполнения нормы выработки;

ti бур=0,2*6/(1*1,03)=1 ч;

ti бур анк=0,09*6/(1*1,03)=0,5 ч;

ti зар=0,3*6/(2*1,03)=0,87 ч;

ti уборка=0,21*6/(1*1,03)=0,2 ч;

ti кр=0,63*6/(2*1,03)=1,8 ч;

ti нб=0,02*6/(2*1,03)=0,06 ч;

ti вод.кан=0,1*6/(1*1,03)=0,58 ч;

ti вен.труб=0,02*6/(1*1,03)=0,1 ч;

ti пр.проц=0,15*6/(2*1,03)=0,46 ч;

Результаты расчетов отражены в графике организации работ. который приведен в таблице 5.2

 

 

 

Таблица 5.2 – График организации работ

Вид работы
Число рабочих
Продолжительность, ч
Смена
1
2
3
4
5
6
Бурение шпуров
1
1

Бурение шпуров под анкера
1
0,5

Заряжание шпуров ЗП –5
2
0,87

Уборка породы
1
1,2

Крепление железобетонными анкерами
2
1,8

Крепление набрызгбетоном
2
0,8

Устройство водоотливной канавки
1
0,58

Навеска вентиляционных труб
1
0,1

Прочие процессы
2,1,1,2
1,3

Организация работ при проходке закладочного орта

Работы при проходке закладочного орта ведет проходческая бригада из 6 человек, состоящая из 3 звеньев по 2 человека по прерывной рабочей неделе с одним выходным днем. Режим работы трехсменный.

Явочный штат звена 2 человека. Каждый проходчик имеет Единую Книжку Взрывника и соответствующее квалификационной удостоверение для работы на горнопроходческих машинах, поскольку в обязанность бригады входят также работы по заряжанию шпуров и откатке породы TORO 300D.

График организации работ в каждой смене аналогичен.

Числом линий на графике показано участие каждого рабочего в данном процессе.

График предусматривает выполнение основных и вспомогательных операций параллельно.

В начале смены двое из проходчиков на рабочих на рабочих процессах. Один из проходчиков начинает уборку породы машиной ПДМ, а другой занимается устройством водоотливной канавки. После окончания устройства водоотливной канавки приступает к навеске вентиляционных труб. После окончания работ по навеске вентиляционных труб проходчики занимаются прочими процессами, в которые входят:

–        установка Минибура А265D на бурение шпуров;

–        подготовка перфоратора для бурения шпуров под анкера;

После бурения шпуров и шпуров под анкера, проходчики занимаются креплением выработки железобетонными анкерами. После предыдущего процесса проходчики занимаются креплением выработки набрызгбетоном.

После окончания крепления выработки набрызгбетоном занимаются прочими процессами, которые включают:

–        подготовку взрывчатого вещества к заряжанию;

–        монтирование взрывной сети.

После монтирования сети, производится взрыв и затем производится проветривание выработки.

Время сооружения выработки:

V=25*lу*nсм*nу,                                                                            (5.8)

V=25*2,04*3*1=153 м/мес

t=L/V,                                                                                            (5.9)

t=80/153=0,5 мес.

 

6.   Охрана труда и техника безопасности

Все поступающие рабочие на рудник (шахту) подлежат предварительному медицинскому освидетельствованию. Рабочие работающие на подземных горных работах, подлежат периодическому медицинскому освидетельствованию не реже одного раза в год – с обязательной рентгенографией грудной клетки.

Для лиц, поступающих на подземные работы и ранее работавших на производстве, опасном по заболеванию пневмоканиозом, обязательна рентгенография при предварительном медицинском осведетельствовании.

Все работающие на подземных работах рабочие и лица технического надзора должны быть обеспечены индивидуальными средствами защиты установленного образца (касками, спецодеждой, спецобувью, рукавицами, респираторами, самоспасаталями и другими средствами защиты), соответствующими их профессии и установленным нормам, и обязаны ими пользоваться.

Обязанности проходчика во время работы

Во время работы проходчик обязан выполнять следующие требования:

1 При уборке горной массы.

Необходимо выполнять требования правил безопасности при эксплуатации скреперных лебедок и погрузочных машин.

Работать только при наличие нормального проветривания и освещения выработки.

До начала уборки горной массы необходимо:

–          осмотреть состояние забоя после ведения взрывных работ в нем на предмет выявления отказов. Выполнять какие-либо работы по выработке при наличие в ней «отказа» запрещается.

–          осмотреть крепление, если необходимо, восстановить его или произвести крепление выработки в соответствии с паспортом крепления. Отставание крепления от груди забоя не должно превышать величины, указанной в паспорте крепления.

–          тщательно оросить горную массу водой.

–          проверить исправность погрузочного полка или люка, а также состояние грузового и материального отделений в восстающей выработке, состояние выпускных дучек. Дучки не должны иметь нарушенных козырьков. В процессе эксплуатации выпускных выработок допускается увеличение их сечения до 20%. При выпуске горной массы через выпускные дучки запрещается находиться в вышерасположенной выработке над заполненной рудой дучке. Запрещается нахождение людей в зоне действия скрепера и канатов скреперной лебедки.

–          проверить надежность крепления головного блока и подвесных блоков.

–          перед пуском в работу скреперной лебедки или погрузочной машины необходимо подать громкий звуковой сигнал. Значение сигналов должны знать все рабочие, работающие вблизи скреперной лебедки или погрузочной машины.

При уборке горной массы погрузочной машиной:

–          запрещается производить какие-либо работы под поднятым ковшом погрузочной машины.

–          запрещается проходить или находиться в радиусе действия погрузочной машины.

Погрузку обводненной горной массы в рудоспуск разрешается производить только в соответствии с требованиями специально разработанной организации работ.

Ликвидация зависаний горной массы в восстающем должна производиться из ходового отделения или погрузочного полка специальными шуровками. Для ликвидации зависаний запрещается залезать в грузовое отделение восстающего, в рудоспуск или в выпускную дучку.

2 При бурении шпуров ручными перфораторами:

–          необходимо перекрывать пробками остатки шпуров от предыдущего взрывания и забуривание производить в направлении, исключающем их пересечение. Запрещается забуривать и бурить шпуры по «разжогам».

–          бурить шпуры разрешается только со специальных пневмоподдерживающих колонок. Во время бурения необходимо следить за тем, чтобы перфоратор был надежно закреплен на колонке и, чтобы не раскрутилось резьбовое соединение напорного рукава сжатого воздуха с перфоратором. Запрещается использовать вместо пневмоподдерживающей колонки доски, трубы и др. подобные предметы.

–          необходимо направлять перфоратор по оси шпура

–          запрещается оставлять штангу в перфораторе при прерывах в работе;

–          бурение шпуров и выполнение других видов работ разрешается только при эффективно действующей системе местного или общешахтного проветривания выработки

–          не допускается скручивание и образование петель на рукавах для подачи воды и сжатого воздуха

–          забуривать и бурить шпуры разрешается с промывкой их водой. Запрещается забуривание и бурение шпуров без промывочной жидкости

–          менять буровые штанги разрешается только после полного прекращения подачи сжатого воздуха на перфоратор, пневмоподдержку или автоподатчик.

–          ликвидацию «свечей» разрешается производить только с помощью специальных приспособлений

–          необходимо применять во время бурения шпуров защитные сетчатые очки, рукавицы КР и противопылевые респираторы. Кроме того, запрещается бурение шпуров при отсутствии шумогасящего устройства на перфораторе, при неисправной виброгасящей каретке перфоратора и при отсутствии на ручках перфоратора изоляционных наконечников из резины.

–          запрещается увеличивать усилие подачи на забой путем приседания на колонку или толкания перфоратора на забой руками, туловищем или каким-либо другим способом

–          ремонтировать резино-тканевые рукава разрешается только после отключения их от общешахтной магистрали сжатого воздуха и воды и только после сброса из рукавов остаточного давления

При бурении шпуров буровым станком проходчики должны соблюдать дополнительные меры безопасности:

–          при бурении шпуров буровая установка должна быть надежно закреплена, кроме того, буровая установка с электроприводом должна быть надежно заземлена

–          во время бурения шпуров запрещается нахождение людей перед буровой установкой в районе забоя и в зоне действия стрел – манипуляторов буровой установки. Проходчик сам не должен нарушать это требование и не должен допускать нарушение этого требования другими лицами

–          необходимо соблюдать особую осторожность при забуривании верхних шпуров, т.к. при этом возможно отслоение и падение кусков горной массы

При креплении горных выработок проходчик обязан выполнять следующие требования правил безопасности:

–          производить работы по креплению только при хорошем освещении и проветривании выработки

–          кроме выполнения требований инструкции по охране труда для проходчиков необходимо выполнять требования инструкции № 5 по охране труда для крепильщиков

–          крепление выработок должно производиться своевременно, материалами, соответствующими требованиям ГОСТа и в строгом соответствии с паспортом крепления. Все пустоты должны быть заложены и забучены.

 

 

Заключение

В данном курсовом проекте был проведен расчет проходки закладочного орта.

Сначала был вычислен предварительный расчет крепи и осуществлен ее выбор. Для крепления закладочного орта мы пользовались анкерной крепью, lа=1,69 м, а=1,95 м. Для проходки закладочного орта приняли обычный способ проходки, т.к. он может применяться практически в любых условиях, хотя, и отличается высокой трудоемкостью и себестоимостью.

Для бурения шпуров произведен выбор перфоратора 500 SERIES. Для откатки породы выбран TORO 300 D.

Для взрывания шпуровых зарядов выбран гранулит А8 и для патронов-боевиков Аммонит 6ЖВ в количестве 87,06 кг.

Также был произведен расчет длины количества, шпуров.

Для проветривания был выбран вентилятор ВМ-8М.

Выработку проводит бригада, состоящая из 6 человек.

Для того, чтобы был низкий уровень производственного травматизма и различных несчастных случаев, была написана техника безопасности.

 

Список литературы

1.     В.К. Шехурдин. Проведение подземных горных выработок.
(Москва, “Недра”  1991г.).

2.     В.К. Шехурдин. Задачник по горным работам, проведению и креплению горных выработок. (Москва, “Недра”  1985г.)

3.      Н.И.Мельников «Проведение и крепление горных выработок» (Москва, “Недра”  1988 г)

4.      Г.В.Овчинникова «Горное дело» Разработка ТОО ,2003 год

5.      Инструкция по охране труда для работающих на рудниках РГОК, 2004 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример расчета курсового проекта 2

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

1 Выбор типа крепи и определение ее прочных размеров

2 Выбор способа проходки, технологической схемы и горного оборудования

3 Расчет буро – взрывных работ

4 Расчет графика организации работ

5 Охрана труда и техника безопасности

Заключение

 

Введение

 

В соответствии с принятой Правительством республики концепцией промышленной политики отрасли горно-добывающей промышленности, в том числе и свинцово-цинковая, признаны одним из приоритетных, определяющих экономический потенциал страны в целом, в том числе и ее экспортные возможности.

Реализация программы индустриально-инновационного развития республики Казахстан на 2015 – 2020 гг. позволит выделить наиболее продуктивные геохронологические уровни, рудо- и нефтегазоносные структуры и последующее открытие конкурентоспособных месторождений, следовательно, на 10 – 20 лет возрастет срок функционирования горных градообразующих предприятий. Поэтому важно дать объективную оценку состоянию минерально-сырьевой базы горно-металлургического комплекса страны, в том числе и свинцово-цинковой отрасли, рассмотреть возможности их инновационного развития,

Прогнозные мировые запасы, по оценке ЦНИИцветмета экономики и информации, составляют: свинца – 1,4; цинка – около 2,4 миллиардов тонн. В настоящее время общие запасы свинца 200 – 300 миллионов тонн и цинка 350 – 400 миллионов тонн, а доказанные запасы этих металлов – соответственно 150 и 250 миллионов тонн. Обеспеченность прогнозируемой добычи составляет: свинца – 55 – 80 лет (общими) и 40 лет (доказанными), цинка – 45 – 50 лет (общими) и 30 лет (доказанными).

По рудничному производству свинца и цинка Казахстан до недавнего времени занимал седьмое место в мире после Австралии, США, Китая, Перу, Мексики и Канады и первое место среди стран СНГ.

Целью данного курсового проекта является: научиться рассчитывать различные технологические процессы, принимать необходимое оборудование для проведения выработки, а задачей курсового проекта является подготовиться к дипломному проекту.

 

1 Выбор типа крепи и определение прочных ее размеров

 

Рассчитываем физико-механических свойств массива. Определяем пределы прочности пород по формуле из задачника [4; с 40]

Rсж=sсжKсx, МПа                                          (1.1)

sсж=f * 107,  МП                                                                   (1.2)

Rp=spKcx, МПа                                             (1.3)

sp=sсж*0,1, МПа                                           (1.4)

 

где: Rсж – предел прочности пород на длительное сжатие, МПа;

sсж – предел прочности на одноосное сжатие, МПа;

Kс – коэффициент структурного ослабления пород;

x – коэффициент длительной прочности;

f – крепость пород;

Rp – предел прочности пород на длительное растяжение, МПа;

sp – предел прочности образца породы на растяжение, МПа;

 

sсж=8*107=80 МПа

Rсж=80*0,4*0,9=28,8 МПа

sp=80*0,1=8 МПа

Rp=8*0,4*0,9=2,88МПа

Коэффициент внутреннего трения пород определяется по формуле:

tg j =                                      (1.5)

где: tg j – коэффициент внутреннего трения пород;

 

tg j = ,

следовательно, j =39°24¢

Для выработки прямоугольной формы из задачника [4; с 29] по таблице три, принимаем К1=2, К2=0,3

 

smax=K1gH, МПа                                  (1.6)

 

где: K1 – коэффициент концентрации сжимающих и растягивающих напряжений;

smax – максимальное сжимающее (для боков) напряжение, МПа;

g – объемный вес пород, т/м3;

Н – глубина залегания выработки от поверхности, м;

 

smax=2*2600*560*10=29,1 МПа

smin=K2l1gH, МПа                                          (1.7)

l1=                                                 (1.8)

 

где: l1 – коэффициент бокового распора;

smin – минимальное растягивающее напряжение в кровле, МПа;

l1=

smin=0,3*0,18*2600*560*10=0,7 МПа

 

nб= ,                                               (1.9)

nк= ,                                              (1.10)

 

где: nб и nк – запасы прочности (устойчивости) боков и кровли;

 

nб= < 4

nк= > 4

Пу=                                              (1.11)

 

где: Пу – параметр устойчивости;

 

Пу= > 0,1

 

Крепь испытывает полную нагрузку только со стороны боков (кровля устойчива). Нагрузка со стороны боков определяется как боковое давление на подпорную стенку по методам механики сыпучей среды.

Для крепления выработки выбираем анкерную крепь

Рассчитываем несущую способность стержня анкера (Н) из условия его прочности на разрыв

 

(1.12)

 

где: F- площадь поперечного сечения стержня, м2, F=0,016

m- коэффициент условий работы стержня анкера;

Rp- расчетное сопротивление материала стержня растяжения (по

СНиП -21-75 с измерениями БСТИ – 48)  Rp=360МПа для стали

периодического профиля класса А-III;

 

 

Рассчитываем несущую способность стержня анкера (Н) из условия прочности закрепления в бетоне (полимербетоне)

 

(1.13)

 

где: t1 – удельное сцепление стержня с бетоном, Па;

– удельная длина заделки, м;

– поправочный коэффициент на длину заделки;

m1 – коэффициент условий работы замка равный при сухой скважине;

 

 

Рассчитываем несущую способность замка (Н) из условий его сдвига относительно стенки шпура

 

(1.14)

 

где:  – диаметр шпура, м;

– удельное сцепление бетона или полимербетона с породой, равный 1,1МПа;

 

 

la=lв+lзт+lп, м                                                       (1.15)

 

где: la – длина анкера, м;

lв – высота зоны возможного обрушения, м;

lзт – величина заглубления анкера в устойчивую зону массива, м;

lп – длина выступающей части из шпура, м;

 

la = 1.5+0.4+0.1 = 2 м

 

Для анкерной крепи к установке принимаем железобетонный анкер: стержень из стали периодического профиля класса АIII диаметром dc=0,016 м с расчетным сопротивлением растяжению Rp=360МПа. Анкера глубиной 2 м располагаем по сетке 1,2х1,2.

Строим схему крепления анкерами материально-ходового восстающего которая показана на рисунке 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Рисунок   1- Схема крепления восстающего

 

Работы по возведению анкерной крепи осуществляются в следующем порядке:

1) Перед началом бурения шпуров борта и кровля должны быть приведены в безопасное состояние (убрать нависшие куски породы).

2) Затем бурятся шпуры под анкера, бурение производится с промывкой шпуров.

3) После того как пробурили шпуры, нагнетается раствор ручным пневмонагнетателем. Во избежание вытекания раствора в устье шпура устанавливают резиновые распорные кольца.

4) Далее размещают анкера в шпурах с раствором.

5)После того как все установили, рабочее место приводят в порядок.

 

2 Выбор способа проходки, технологической схемы и горного оборудования

Существуют четыре способа проходки восстающего:

1)      обычный;

2)      с помощью комплекса КПВ;

3)      бурением на полное сечение;

4)      с помощью взрывных скважин.

Выбираем способ проходки восстающего с помощью комплекса КПВ, так как этот способ более приемлем в данных горно-геологических условиях.

Принимаем технологическую схему с применением комплекса КПВ и безрельсового транспорта типа ПДМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологическая схема приведена на схеме 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Рисунок 2 – Технологическая схема проходки восстающего

 

Выбираем комплекс типа КПВ – 4 для проходки восстающего, погрузочную машину типа TORO 501DL для уборки породы, два перфоратора типа ПТ – 48М для бурения шпуров, технические характеристики которых указанны в таблице -1, таблице -2, таблице -3

 

Таблица 1 – Техническая характеристика погрузочной машины типа TORO 501DL

Технические характеристики
Показатели
Масса с грузом, кг

Показатели прочности:

Грузоподъемность, кг

Взрывное усилие при подъеме стрелы, кгс

Взрывное усилие при запрокидывании ковша, кгс

Опрокидывающая нагрузка, кг

Вместимость ковша, м3

Продолжительность циклов:

Подъем стрелы, с

Опускание стрелы, с

Опрокидывание ковша, с

Скорость движения с грузом вперед и назад, км/ч
50700

 

14000

30700

26200

27000

4,3 – 7,5

 

7,7

4,0

1,6

15,5
Таблица 2 – Техническая характеристика перфоратора типа ПТ – 48М

Технические характеристики
Показатели
Диаметр буровой коронки, мм

Мощность, кВт

Энергия удара, Дж

Частота ударов, с1

Крутящий момент, Н*м

Ход поршня, мм

Диаметр поршня, мм

Максимальная длина шпуров, м

Расход воздуха, м3/мин

Масса, кг

Подача телескопа, м

Диаметр воздушного шланга, мм
52-81

3,9

86

43

32

35

100

15

5,8

48

650

25
Рассчитываем сменную эксплуатационную производительность TORO 501DL по формуле из задачника [4; с 157]

 

,м3/смен                         (2.1)

 

где: tпз – продолжительность подготовительно – заключительных операций; tпз =30-40 мин

tв – время вспомогательных операций на рейс;

tо – время основных операций на рейс; tо =3 мин/рейс

tл – время для наполнения ковша; tл =1 мин

nс – средняя скорость транспортирования; nс =258,3 м/мин

V – объем ковша; V=4,5 м3

Kр – коэффициент разрыхления горной массы; Kр =1,3

Kз – коэффициент заполнения ковша; Kз =0,75

Kо = 0,78;

Т – продолжительность смены; Т= 360 мин

 

м3/смен

 

Рассчитываем сменную эксплуатационную производительность перфоратора типа ПТ – 48М по формуле

 

, м/смен                                   (2.2)

 

где: kот – коэффициент отдыха; kот = 1

kс– коэффициент учитывающий простои перфоратора; kс = 1,25 – 3

tпз – продолжительность подготовительно – заключительных операций;

tлн – личное время рабочего; tлн = 10 мин

tп  – среднее время простоя перфоратора; tп = 6 мин

tо – определяется по ЕНВ – 80 в зависимости от типа перфоратора; tо = 1,25

m – число перфораторов; m = 2

 

, м/смен

Таблица 3 – Техническая характеристика проходческого комплекса типа КПВ – 4

 

Технические характеристики
Показатели
Максимальная длина выработки, м

Угол наклона выработки, º

Коэффициент крепости пород

Наименьшая длина выработки, м

Наименьшее сечение выработки, м
80

60 – 90

8 – 20

20 – 25

2  3
3 Расчет буро – взрывных работ

 

Для взрывания зарядов при проходке материально-ходового восстающего принимаем Аммонит 6ЖВ. Выбираем шпуровой способ отбойки, средства инициирования электро – огневые

Удельный расход ВВ определяем по формуле из задачника [4; с 124]

, кг/м3                                        (3.1)

где: е – коэффициент работоспособности взрывчатого вещества;

, кг/м3

Исходя из производственной практики и технических характеристик применяемого оборудования принимаем Lш отбойных 1,6 метра Lш врубовых 1,8 метра

Определяем число шпуров в забое

N = , шпура                                      (3.2)

где: Кз – коэффициент заполнения шпуров;

d – диаметр патронов взрывчатого вещества или шпура;

– плотность взрывчатого вещества в шпуре или патроне;

 

N = , шпура

 

Окончательное число шпуров в забое принимаем по расположению в забое

Рассчитываем число компенсационных шпуров во врубе

Nо = , шпура                                            (3.3)

 

где: А – масштабный коэффициент;

Vо – объем холостого шпура; см3

Vо = , см2                                             (3.4)

Vо = см2

Nо = шпура

Принимаем конструкцию вруба с двумя компенсационными шпурами которая показана на рисунке 3

 

 

 

Рисунок 3 – Конструкция вруба

 

Определяем линию наименьшего сопротивления

 

, м                                              (3.5)

 

 

где: m – коэффициент сближения зарядов

 

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Строим комплект шпуров в забое, который показан на рисунке 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Рисунок 4 – Комплект шпуров в забое

 

Определяем суммарную длину шпуров

, м                                                  (3.6)

где: Lок – длина оконтуривающих шпуров; м

 

м

Lш = nврLвр + nотбLотб + nокLок                                   (3.7)

 

где: nвр – количество врубовых шпуров;

Lвр  – длина врубовых шпуров; м

nотб – количество отбойных шпуров;

Lотб –длина отбойных шпуров; м

nок – количество оконтуривающих шпуров;

Lок  – длина оконтуривающих шпуров; м

 

Lш = 5*1,8+8*1,6+10*1,58=37,6 м

 

Определяем требуемый расход взрывчатого вещества

Q = qSчLш, кг                                                                  (3.8)

 

Q = 1.4*6*1.6 = 13.44 кг

Средняя масса заряда на один шпур

qc = , кг                                                                    (3.9)

где: Nф – фактическое число шпуров;

qc =  кг

Массу заряда во врубовых шпурах принимаем на 20 % больше

 

qвр = 1.2qc , кг                                                                    (3.10)

 

qвр = 1.2*0,8 = 0,96 кг

Определяем фактическое количество взрывчатых веществ

 

Qф = nврqврnотбqотбnокqок, кг                                   (3.11)

 

где: qок – средняя масса заряда в оконтуривающих шпурах; кг

 

Qф = 3*0,96+8*0,8+10*0,8=17,28 кг

 

Общий расход патронированного аммонита 6 ЖВ на цикл составляет 17,4 килограмма

Определяем выход породы за взрыв

 

m = SчLуKр, м3                                                    (3.12)

где: Lу – длина подвигания забоя за взрыв; м

Кр – коэффициент разрыхления горной массы;

 

m = 6*1,36*1,3 = 10,6 м3

 

4 Расчет графика организации работ

 

Разрабатываем график организации работ по каждому виду работы на цикл, определяем сменную трудоемкость Ni по формуле из задачника [4; с 196]

,чел/смен;                                    (4.1)

где: Vi – объем по рабочему процессу

Hi – сменная норма выработки на одного проходчика в соответствующих единицах измерения

Расчеты трудоемкости сведены в таблицу 4

Таблица 4 – Расчет трудоемкости

 

Вид работы
Объем работ
Единицы измерения
Нв
Трудоемкость
Бурение шпуров в забое и под секцию монорельса
42,1
м
37,7
1,1
Заряжание шпуров
17,28
кг
112
0,15
Уборка породы
10,6
м3
226,17
0,04
Возведение анкерной крепи
20
шт
36
,5
Прочие процессы

20%
0,62
Наращивание секций монорельса
1,5
м
6
,25
Бурение под анкера
40
шт
37,7
1,06
 

Суммарная трудоемкость цикла SNц составляет 3,72

Согласуясь с трудоемкостью цикла принимаем явочный штат nя=4 человека, коэффициент выполнения нормы

Кн=1,1* = 1,1*

 

Рассчитываем продолжительность каждого процесса по формуле

, ч                                                    (4.3)

где: Тсм – продолжительность смены;

Nц – трудоемкость цикла;

Кн – коэффициент выполнения нормы;

n – количество человек задействованных в процессе;

Для бурения шпуров в забое и под секции монорельса:

 

, ч

Для уборки породы:

 

, ч

Для заряжания шпуров:

 

, ч

Для возведения крепи:

, ч

Для наращивания секций монорельса:

 

, ч

Для бурения шпуров под анкера:

 

, ч

Прочие работы:

, ч

 

Строим график организации работ

Таблица 5 – График организации работ

 

Вид работы
Количество человек
Количество часов
1
2
3
4
5
6
Перерыв
Бурение шпуров в забое и под монорельс
2
3,2

Заряжание шпуров
2
0,23

Уборка породы
1
0,44

Возведение анкерной крепи
2
1,5

Наращивание секций монорельса
4
0,36

Бурение под анкера
2
2,7

Прочие процессы
1, 2, 4
2,1

Рассчитываем время сооружения выработки:

 

V = 25Lуnсмnц                                                                    (4.4)

где: Lу – длина подвигания забоя за взрыв, м;

nсм – количество смен;

nц – количество циклов;

V – скорость сооружения выработки.

 

V = 25*1,36*3*1 = 102, м/мес

t = , мес                                               (4.5)

где: L – длина выработки, м.

 

t = , мес

Общая организация работ при проходке восстающего при помощи комплекса КПВ.

Работы при проходке восстающего ведет проходческая бригада, состоящая из 12 человек, которая делится на три звена по четыре человека, выполняя проходку в двух восстающих одновременно.

В начале смены один человек из звена, имеющий удостоверение машиниста ПДМ, осуществляет уборку отбитой горной массы. В это время три человека ведут прочие работы, состоящие из следующих процессов:

1) проверка состояния оборудования;

2) орошение горной массы;

3) проверка комплекса КПВ

Затем все звено устанавливает секции монорельса. Кривые секции крепятся штангами к сопряжению восстающего с камерой, а усиленная и укороченная – в кровле камеры (гаража). После того как установили комплекс, два проходчика поднимаются обуривать забой двумя перфораторами типа ПТ-48М. Для защиты от вибрации во время бурения предусмотрены площадки, установленные в шпуры на 100 – 150 мм выше платформы полка. При бурении проходчик находится на этой площадке, а телескопические колонки перфоратора распираются в платформе. Бурение должно вестись с промывкой шпуров водой. В это время, пока два проходчика обуривают забой, два других проходчика уходят в параллельный восстающий.

После оборки кровли, установки и крепления монорельса бурят комплект шпуров из расчета один шпур на 1,2 м2 поверхности боковых стен восстающего по паспорту. Бурят с полка перфораторами типа ПТ – 48М. После бурения полок спускается в монтажную камеру, здесь полок загружается пневмонагнетателем с песчано-цементным раствором на нужное количество шпуров, комплект металлических штанг с шайбами. Проходчики поднимаются на полке к месту установления анкеров, закрепляют полок на цепь, подсоединяют пневмонагнетатель к воздушному шлангу и производят нагнетание раствора в шпуры и установку анкеров с шайбами.

После того как два проходчика в первом восстающем обурили забой, спускаются на прочие процессы. Сначала они выгружают перфораторы, затем отправляются в раздаточную камеру за взрывчатыми веществами и средствами инициирования, получив взрывчатые материалы, проходчики возвращаются к комплексу и загружают взрывчатые материалы. Затем они поднимаются и производят заряжание шпуров. Заряжают вручную тромбовником с забойкой устьев шпуров глиной или бумажными пыжами.

Проходчики которые возводили крепь в параллельном восстающем спускаются на прочие процессы, а проходчики с первого восстающего после заряжания начинают медленно спускаться, распутывая запутавшееся провода. Спустившись, монтируют взрывную сеть до конца уходят в монтажную камеру и производят взрыв сети. После того как произвели взрыв, проветривают забой. После проветривания поднимаются в забой и проверяют на наличие отказов, если найдены невзорвавшиеся заряды их ликвидируют и снова производят проветривание и уходят в параллельный восстающий. Два параллельных восстающих будут пройдены за 0,4 месяца.

 

5 Охрана труда и техника безопасности

 

Все рабочие и служащие, поступающие работать на рудник (шахту), подлежат предварительному медицинскому освидетельствованию.

Рабочие и служащие, работающие на подземных работах, подлежат периодическому медицинскому освидетельствованию не реже одного раза в год с обязательной рентгенографией грудной клетки.

Все работающие на подземных работах рабочие лица тех. надзора должны быть обеспеченны индивидуальными средствами защиты установленного образца (касками, спец. одеждой, распираторами, спец. обувью и т. д.)

При проведении восстающего с применением комплекса КПВ проходчики обязаны кроме  вышеизложенных требований выполнять следующие требования правил безопасности:

а) проведение восстающих с помощью КПВ (КПН) должно осуществляться в соответствии с требованиями специальной организации работ. Пуск в эксплуатацию комплекса КПВ (КПН) дол­жен производиться, в соответствии с требованиями Постановления Коллегии Госгортехнадзора № II – 3 от 09.02.1990 г. после проверки технического состояния проходческого комплекса комис­сией с обязательным участием представителей органов Госгортехнадзора (РРГТИ).

б) до подъема к забою на полке комплекса необходимо обмыть водой и обдуть сжатым возду­хом узлы комплекса. Кроме того, необходимо проверить наличие и исправность:

– пневмопривода;

– звездочек ходовой части полка;

– колодочного нормально замкнутого тормоза, сблокированного с рукояткой пусковой коробки пневмодвигателя полка;

– ручного эксцентрикового тормоза, нормальное положение которого заторможенное;

– шланговой лебедки, автоматически заматывающей и сматывающей воздушный шланг с кабелем при движении полка;

– блока питания для дистанционного включения и выключения подачи воды и сжатого воз­духа в зону забоя восстающего, проветривания забоя и дистанционного отбора проб воздуха;

– ограждения платформы по периметру для обеспечения безопасных условий труда при выполнении всех рабочих процессов;

– защитного зонта от падающих кусков горной массы при оборке выработки и выполнении рабочих процессов на платформе, а также крышки люка в платформе;

– устройства для аварийного спуска полка под действием его массы при ручном торможе­нии;

– предохранительной цепи для подвески полка к монорельсу при бурении;

– устройства для защиты от пыли и масляных аэрозолей, включающих системы для подачи воды при бурении, пылеподавления после взрывных работ и отвода выхлопа пневмодвигателя ходовой части в глушитель;

– телефонной связи полка с камерой КПВ и диспетчером рудника;

– системы освещения кабины и забоя;

– трех комплектов индивидуальных средств передвижения по монорельсу, состоящих из пары когтей, скобы и предохранительного пояса, которые применяются в аварийных ситуациях, два комплекта должны находиться в кабине, а один должен’ быть повешен на стенке монтажной камеры около шланговой лебедки. Следует помнить, что не прошедшие в установленный срок ис­пытания индивидуальные средства передвижения по монорельсу и автоматический ловитель при­менять нельзя;

– крепления узлов комплекса, водяных и воздушных шлангов;

– рукояток управления и кранов;

– шарнирных соединений кареток и редуктора с рамой;

– направляющих роликов каретки;

– масла в редукторах и пневмодвигателях полка и шланговой лебедки, а также в подшип­никах (утечка масла не допускается);

– автоматического эксцентрикового ловителя при поднятой крышке барабана ловителя и легкость его поворотов при отведенном фиксаторе.

Все выявленные неисправности должны быть зарегистрированы в документации по эксплуата­ции комплекса и устранены. 3апрещается эксплуатация КПВ (КПН) до устранения выявленных нарушений.

в) подниматься в восстающий разрешается только после полного проветривания восстающего и после отбора проб воздуха на загазованность при помощи аппаратуры дистанционного отбора проб воздуха. Подходы к восстающему должны быть ограждены плакатами ” Стой! Проход за­прещен!

г) запрещается приступать к эксплуатации КПВ (КПН) при отсутствии или неисправности хотя бы одного из предохранительных устройств или приспособлений для работы, которыми дол­жен быть оборудован проходческий комплекс в соответствии с инструкцией завода – изготовителя (в том числе при неисправном механизме ручного спуска);

д) производить все работы на проходческом комплексе при закреплении платформы домкрата­ми в стенки, а кабины – к монорельсу на предохранительные цепи, под защитой зонта, установ­ленного в рабочее положение

е) в кабине полка постоянно должен находиться запас ключей для снятия при необходимости автоматического ловителя;

ж) испытание автоматического ловителя должно производиться при каждом монтаже комплекса, но не реже одного раза в три месяца;

з) запрещается:                                                            ­

перемещение людей на полке при отсутствии или неисправности дверок кабины, а также

при нахождении людей в не кабины полка;

перемещать на полке, какие – либо материалы и инструменты без их надежного закрепле­ния на полке. Во всех случаях запрещается эксплуатировать корпус с превышением его грузо­подъемности.

находящимся на полке, во время движения полка выполнять какие -либо работы;

нахождение на платформе полка без демонтажной крыши, за исключением случаев, когда расстояние от платформы до груди забоя восстающего не превышает 2,5 м;

бурение шпуров с платформы до распора платформы домкратами в стенки выработки и до подвеса комплекса к монорельсу на предохранительной цепи;

производить подъем инструментов и материалов из кабины на платформу без закрепле­ния крышки люка цепью с карабином за ограждение буровой платформы;

находиться под восстающим при нахождении полка в восстающем;

аварийный спуск по монорельсу на когтях одновременно двум рабочим;

и) расстояние между стенками выработки и полком должно быть не менее 150 мм и) подступы к восстающему в подходной выработке должны быть ограждены предупреждаю­щими плакатами: ” Стой! Проход запрещен! “;

к) при подъеме – спуске в кабине полка необходимо из кабины осматривать соединения моно­рельса, крепления его к стенке выработки и состояние цевок монорельса, периодически произво­дить отбор проб воздуха на загазованность прибором АМ – 5- При обнаружении каких – либо от­клонений от нормального состояния необходимо подъём полка прекратить и принять меры к уст­ранению выявленных нарушений. В случае превышения содержания ядовитых газов в воздухе выше ПДК, необходимо немедленно спуститься вниз, выйти из восстающего на свежую струю воз­духа и принять меры к проветриванию восстающего. После проветривания выработки необходимо повторно отобрать пробы воздуха на загазованность дистанционным способом и в дальнейшим действовать вышеописанным способом.

При нахождении в кабине полка и при его движении запрещается высовываться из кабины и выставлять за ее пределы, какие – либо предметы.

л) для снижения уровня вибрации, воздействующей на проходчиков, запрещается во время бурения шпуров находиться непосредственно на платформе полка. Проходчики во время бурения шпуров должны находиться на деревянном настиле, устраиваемом выше платформы на 150 – 200 мм.

м) возводить крепление восстающего с помощью комплекса необходимо в нисходящем поряд­ке с одновременным демонтажном монорельсов, доставку леса и других материалов для крепления восстающего производить снизу вверх в соответствии с организацией работ;

н) поднимать взрывчатые материалы в забой на полке КПВ (КПН) разрешается только с взрывником. При этом разрешается поднимать ВМ только взрывнику, имеющему права на управ­ления КПВ (КПН)

о) ежесменно после производства взрывных работ в забое восстающего необходимо проверять крепление монорельсов между собой, а также их крепление к стенкам выработки;

п) оборку стенок и забоя восстающего от нависающих кусков горной массы разрешается произ­водить только под защитой зонта с использованием предохранительного пояса. При этом на платформе разрешается находиться только одному проходчику.

р) после буровых работ полок должен быть тщательно промыт водой;

с) место сбойки восстающего с верхним горизонтом должно быть надежно перекрыто полком;

т) при проведении рассечек подэтажных выработок, оборудовании восстающего магистраль­ными трубопроводами, креплении восстающего, а также при выполнении других подобных работ с помощью комплекса КПВ (КПН) необходимо выполнять следующие требования правил безопас­ности;

– на время производства рассечки из восстающего и выполнении вышеуказанных работ платформа полка должна быть оборудована демонтажной крышей, под защитой которой должны находиться проходчики;

– при производстве рассечек из восстающего распределительная головка монорельса долж­на находиться на уровне почвы рассечки, а направление выхода водо-воздушной смеси для про­ветривания выработки должно совпадать с направлением проводимой рассечки;

– при проведении рассечки проведение передового забоя восстающего должно быть приос­тановлено;

– уборка горной массы из рассечки должно производиться только после приведения забоя в безопасное состояние. При этом на уровне почвы рассечки должен быть в соответствии с паспор­том крепления оборудован прочный переходной полок, обеспечивающий безопасный переход с платформы полка в рассечку, и должны быть приняты необходимые меры, исключающие падение людей в восстающий, все работы по рассечке горизонтальной выработки из восстающего на пер­вых двух метрах должны вестись с платформы полка.

у) монтаж – демонтаж комплекса, подготовка его к работе, техническое обслуживание комплек­са в период работы, испытания и проверки ловителя, индивидуальных средств передвижения по монорельсу, монорельса и ограничителя спуска полка должны производиться в соответствии с методикой и периодичностью, определенных инструкцией завода – изготовителя по эксплуатации проходческого комплекса.

 

Заключение

 

В данном курсовом проекте был произведен расчет прохождения и крепления материально-ходового восстающего

В первом пункте курсового проекта были рассчитаны параметры горного давления и была выбрана анкерная крепь для крепления выработки, которая расположена по сетке 1,2 1,2 м

Был выбран способ проходки восстающего при помощи комплекса КПВ, т. к. он характеризуется быстротой прохождения восстающих и более приемлем к данной выработке

Для бурения шпуров был выбран перфоратор марки ПТ – 48М, для уборки породы был выбран самоходный транспорт типа TORO 501 DL

Для взрывания шпуровых зарядов принято взрывчатое вещество Аммонит 6 ЖВ в количестве 17,4 кг, выбран электро-огневой способ инициирования зарядов. Также была рассчитана суммарная длина шпуров

Проветривание производится водно-воздушной смесью в течение одного –  полутора часов

Материально-ходовой восстающий проходит бригада, состоящая из 12 человек, которая делится на три звена по четыре человека. Выработка будет пройдена за 10 дней или 30 смен

Чтобы снизить уровень травматизма и несчастных случаев при работах на рудниках, в последнем пункте курсового проекта были разработаны мероприятия по технике безопасности при проведении горных выработок.

 

Список литературы

 

1 В. К. Шехурдин, Е. Н. Холобаев, В. И. Несмотряев “Проведение и крепление горных выработок” М : Н 1991 г

2 Н. И. Мельников “Проведение и крепление горных выработок” М : Н 1988 г

3 Г. В. Овчиникова “Горное дело” Разработка ТОО Издательство “Пирасат Әлемі” 2003г

4 В. К. Шехурдин “Задачник по горным работам, проведению и креплению выработок” М : Н 1985 г

5 Инструкция по охране труда для работающих на рудниках РГОК 2004 г

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.