Буровзрывные работы

1. Условия производства буровзрывных работ.

В данном дипломном проекте буровзрывные работы на россыпном месторождении золота «Антагачан-Торбыкин» (верх) используются при рыхлении многолетнемерзлых торфов, при высоте вскрышного уступа 5м, для осуществлениия вскрышных работ на отдельных участках россыпи с большой мощностью торфов. Коэффициент крепости многолетне-мерзлых торфов 7. Объемный вес взрываемых пород 2,5 т/м³, средний объем взрыва равен 20,0 тыс.м³. Скважины не обводнены.

Данное решение принято в связи с тем, что при механическом рыхлении участков с большой мощностью покрывающих пород, увеличивается количество дней на вскрышные работы и резким удорожанием механического рыхления.

2. Выбор способа бурения, типа бурового станка и расчет его сменной и годовой производительности.

2.1. Выбор способа бурения

Выбор способа бурения.

Цель бурения - создание в породном массиве скважин и шпуров. Бурение представляет собой трудоемкий и дорогостоящий процесс, особенно в скальных весьма трудно и трудно разрушаемых породах.

Рассмотрим существующие способы бурения:

- Пневматическое бурение. Пневматические бурильные молотки - применяются для бурения шпуров диаметром 32-40 и 52-75 мм в скальных породах.

- Шарошечное бурение. Станки шарошечного бурения в последнее время получили наибольшее распространение при бурении скважин с диаметром 160-320 мм и глубиной 35 м. Наиболее перспективны для бурения в породах с показателем трудности бурения от 6 до 15 и крепостью пород от 6 до 18. Достоинства: высокая производительность, непрерывность бурения и возможность его автоматизации.

- Шнековое бурение. Станки шнекового бурения применяют для бурения вертикальных и наклонных скважин диаметром 125-160 мм и глубиной до 25 м в мягких породах с показателем бурения до 5.

- Бурение погружными пневмоударниками. Станки с погружными пневмоударниками применяются для бурения скважин диаметром 100-160 мм и глубиной до 30 м при разработке пород с показателем бурения от 5 до 20 и крепостью от 10 до 20. При производственной мощности до 4 млн. м³/год.

- Термическое (огневое) бурение используется при бурении скважин диаметром 250-360 мм и глубиной до 22 м главным образом в весьма и исключительно труднобуримых породах. Успешно применяется в породах с показателем бурения от 10 до 15.

Эффективность бурения взрывных скважин определяется скоростью бурения, которая зависит от:

- сопротивления породы разрушению под действием бурового инструмента (основной фактор);

- вида и формы бурового инструмента, способа его воздействия на забой скважины (вращательное, ударно-вращательное и т. д.);

- усилий и скорости воздействия бурового инструмента на забой скважины;

- диаметра скважины и, в ряде случаев, ее глубины;

- способа, скорости и тщательности удаления из забоя скважины буровой мелочи, препятствующей разрушению породы;

- общей организации и масштаба производства.

Все перечисленные факторы определяют технологические параметры буровых станков; последние выбирают в соответствии с буримостью данной породы. В свою очередь, буримость породы существенно зависит от вида бурового инструмента и других факторов, так как они определяют условия разрушения породы в забое: характер развиваемых сжимающих и скалывающих усилий, крупность и форму отделяемых от забоя частиц породы и т.п.

Важнейшим свойством горной породы при выборе способа бурения и типа бурового станка является показатель трудности бурения горной породы.

Все горные породы в соответствии с величиной Пб классифицируются на 25 категорий по буримости с подразделением их на пять классов.

Исходя из этого, данные породы относятся к II классу (Пб=6-10) средней буримости.

В данных условиях применим шарошечный способ бурения взрывных скважин как наиболее производительный и хорошо себя зарекомендовавший при бурении пород с категорией крепости от 6 до 18.

2.2 Тип бурового станка.

Исходя из физико-технических свойств буримых пород, а также условий работы на данном месторождении - выбираем наиболее подходящий по техническим характеристикам станок СБШ-160/200-Д. Диаметр коронки 160-200 мм и дизельный привод, что является необходимым фактором при отсутствии электрических линий вблизи разрабатываемого месторождения. Эти станки предназначены для бурения взрывных скважин на открытых горных разработках в сухих и обводненных, монолитных и трещиноватых породах.

Техническая характеристика

бурового станка с дизельным приводом

Параметры	Марка бурового станка
	СБШ-160/200-Д
Диаметр скважины, мм	160-215
Глубина бурения, м
Максимальная частота вращения бурового става, об/мин.
Максимальное усилие подачи, кН
Ход подачи	10,1 м.
Скорость подачи при бурении зависит от крепости породы, макс. скорость (м/мин)
Скорость подачи бурового става (вверх-вниз), м/мин.
Производительность компрессора, м3/мин
Давление сжатого воздуха. МПа	0,68
Тип хода	гусеничный
Максимальная скорость передвижения, км/час	1,3
Удельное давление гусениц на грунт, КПа
Двигатель:
Производительность и модель	Cummins QSK19
Количество цилиндров
Диаметр поршня	159 мм
Ход поршня	159 мм
Выходная мощность при 1800 об/мин	485 кВт
Пиковый крутящий момент	9084Нм

2.3 Расчет производительности бурового станка СБШ-160/200-Д:

Сменная производительность бурового станка вычисляется по формуле:

где,,, - соответственно продолжительность смены, подготовительно – заключительных операций и регламентированных перерывов:

= 0,03ч/м – вспомогательное время на бурение 1м скважины;

- основное удельное время бурения, ч/м:

где, -техническая скорость бурения:

где, - осевое усилие подачи бурового става, Р о=235 кН;

- скорость вращения долота, =2,1 с־¹;

- диаметр долота, = 0,160 м.

Отсюда

3. Выбор типа взрывчатых веществ и оценка эффективности их применения.

Граммониты — грубодисперсные аммиачно-селитренные ВВ, представляющие собой смесь водоустойчивой гранулированной аммиачной селитры с гранулированным или чешуйчатым тротилом. Граммониты горючих добавок не содержат, устойчивы против слеживаемости, имеют хорошую сыпучесть, пригодны для механической зарядки, могут использоваться в сухих и обводненных условиях. Граммониты приготовляются путем холодного или горячего смешения. От аммонитов отличаются меньшей чувствительностью к ударам, к пламени и к начальному импульсу.

На слабодробленом чешуйчатом тротиле изготовляются Граммониты 80/20 и 79/21 —для взрывания в сухих условиях, на гранулированном тротиле — граммониты 50/50 и 30/70 — для взрывания обводненных скважин. Значение индексов: числитель дроби — процентное содержание гранулированной аммиачной селитры, знаменатель — тротила.

Внешне граммониты представляют хорошо сыпучую смесь, в которой легко различаются белые гранулы аммиачной селитры и желтые чешуйки или гранулы.

Применяем граммонит 79/21 обосновываясь на том, что это ВВ имеет низкую чувствительность к механическим воздействиям, обладает хорошей сыпучестью и низкой слеживаемостью, относительно невысокую стоимость и пригодны для механического заряжания.

Характеристика применяемого ВВ

Расчетные характеристики
Кислород ный баланс, %	Теплота взрыва, ккал/кг	Работоспособность, ккал/кг	Объем газов взрыва, л/кг
- 45,9
Экспериментальные характеристики
Насыпная плотность ВВ, г/см³	Критич диаметр откр заряда, мм	Скорость детонации, км/с	Чувствительность к удару, %
0,85-0,9	40-60	3,8-4,5	12-24

4. Расчет удельного расхода ВВ.

Расчетный удельный расход ВВ определяем по формуле 8.11 из справочника взрывника под редакцией Б.В.Кутузова:

где: - эталонный расход граммонита 79/21=0,750 кг/м3, зависящий от крепости и трещиноватости пород (Справочник ОГР табл.7.16).

- коэффициент работоспособности ВВ, 0,89.

-поправочный коэффициент на кондиционный (допустимый) размер кусков, 0,79.

- плотность породы, т/м3для вмещающих пород = 2,5

5. Расчет параметров БВР.

При производстве массовых взрывов скважинных зарядов величина преодолеваемого сопротивления по подошве уступа для одиночного скважинного заряда определяется:

где: - вместимость 1 м скважины:

= l,6 дм – диаметр скважины;

= 0,9 кг/дм3– плотность заряжения ВВ в скважине;

Расстояние между скважинами в ряду принимается равным:

где: - коэффициент сближения зарядов для необходимого дробления.

- диаметр скважины, =0,16м

Расстояние между рядами скважин при многорядном короткозамедленном взрывании:

При принятой сетке расположения скважин объем породы, взрываемый одной скважиной, составит:

где; - высота уступа, 5 м.

Высота уступа равняется 5 метрам, т.к. разработка будет вестись на всю мощность вскрышных пород.

Выход взорванной горной массы с 1-го погонного метра скважины:

Масса скважинного заряда:

Длина заряда в скважине составит:

В данном случае рыхление вскрышных пород осуществляем без перебура, т.к. пласт вскрышных пород располагается непосредственно над платом песков и взрывные скважины бурятся на всю глубину торфов. Значит для сохранения предохранительной рубашки и самого пласта песков бурение скважин производим без перебура.

Тогда длина скважины равняется высоте вскрышного уступа:

Длина забойки:

Количество скважин в ряду:

где, - средний обьем взрыва, = 20000 м³;

- ширина блока, м:

Число скважин в блоке:

где, – число рядов скважин, = 10 шт;

– число скважин в ряду, = 28 шт.

Общий объем бурения на блок:

где, - глубина скважины, Lс =13,75 м;

- число скважин в блоке.

Расчет интервала замедления.

При КЗВ важно правильно определить интервал замедления. При его увеличении уменьшается ширина развала, но может подбой смежных скважин. Ориентировочно интервал замедления можно определить по следующей формуле:

где, – коэффициент, зависящий от взрываемости породы, для средневзрываемых пород К=3, мс/м;

– линия сопротивления по подошве уступа, W=4,1 м.

Принимаем интервал замедления равным 15 мс.

При высоте уступа 5 м	Ед. изм.	Диам.160 мм
Линия сопротивления по подошве	м	5,1
Объем горнорудной массы, отбиваемой одной скважиной	м3	72,2
Глубина скважин с учетом требуемого перебура.	м
Величина заряда ВВ в скважине	кг	36,1
Общая длина заряда в скважине	м
Максимальная длина забойки	м
Выход горнорудной массы с 1 п.м. скважины	м3	14,5
Количество одновременно взрываемой горнорудной массы	м3
Количество одновременно взрываемых скважин	шт
Удельный расход ВВ	кг/м3	0,5

15.Проветривание карьера

Анализ природно-климатических условий

Россыпное месторождение золота Антагачан-Торбыкин (верх) расположено в Верхне-Индигирском горнопромышленном районе, в нижнем течении р. Антагачан. В административном отношении площадь месторождения входит в состав Оймяконского улуса Республики Саха (Якутия).

Географические координаты центра месторождения: 64°35' 30" северной широты, 144°33'20" восточной долготы.

Месторождение удалено на 91 км к западу от административного центра улуса пос. Усть-Нера.

Месторождение расположено на отметке 800 метров выше уровня моря. Климат района резко континентальный. Колебания температуры от плюс 25-32°С летом до минус 55-65°С зимой. Продолжительность периода с положительной температурой составляет 110-120 дней в году (обычно с середины мая до середины сентября). Годовое количество осадков колеблется от 215 до 252 мм. Среднегодовая скорость ветра составляет 3 – 5 м/с.

Среднемесячная температура
I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
-61,3°	-42,8°	-31,6°	-17,1°	-5,3°	+15,5°	+30,4°	+9,6°	+2,2°	-20,7°	-28,6°	-55,1°

Параметры полигона

Глубина карьера 5÷6 метров.

Угол откоса уступа 60°.

Высота уступа 5 метров.

Длина карьера 2000 метров.

Ширина в среднем по полигону 200 метров.

Определение схем естественного проветривания.

По данным природно-климатическим условиям на данном месторождении для осуществления проветривания наиболее подходящей является прямоточная схема движения воздуха, т.к. глубина полигона не превышает 5 метров и определенных климатических условий.

Прямоточная схема движения

Определение количества воздуха.

Количество воздуха поступающего в карьер при прямоточной схеме, для любого вертикального сечения определяется:

, м³/с,

где - среднее значение длины от точки отрыва потока до рассматриваемого сечения (характерных профилей карьера), м.

- скорость ветра в месте отрыва потока на наветренной стороне, м/с.

- длина карьера в направлении перпендикулярном направлению ветра для характерного сечения, м.

=5,0 м.

= 4 м/с.

= 2000 м.

м³/с.

Определение количества вредностей в атмосфере карьера.

Интенсивность выделения газа на единицу оборудования
Бульдозер Komatsu D-375A	6 ед.	120 мг/с.
Бульдозер Т-20.01	2 ед.	80 мг/с.
Итого:	8 ед.

Количество вредностей, поступающих в атмосферу карьера, составляет:

G0 = G1;

G1 – суммарное количество вредностей внутренних источников;

Количество вредностей от внутренних источников:

G1 = ∑ кi × gi × ni;

кi = 0,6 – коэфф. одновременности работы однотипных источников i-ой группы;

gi = 120 мг/с и 80 мг/с – интенсивность выделения вредностей в i-ой группе;

ni = 6 и 2 – число однотипных источников, одновременно работающих в i-ой группе;

G1 = 0,6 × 120 × 6+ 0,6 × 80 × 2= 432,0+96,0=528 мг/с;

Тогда G0 = G1 = 528 мг/с;

Определение концентрации вредностей в загрязненной части карьера.

Средняя концентрация вредностей:

, мг/м3;

где С0 = 0,02 мг/м3– среднее содержание вредных примесей в воздухе, поступающий в карьер, мг/м3;

L = 2000 м – длина карьера по верхней границе загрязнения в направлении, перпендикулярном направлению ветра;

Кз = 0,5 – отношение средней концентрации вредных примесей в замороженной части первоначальной массы потока к средней концентрации вредных примесей на границе слоя;

мг/м3;

Данное значение не превышает предельно допустимые концентрации по газу и пыли в карьере. В данном карьере не применяем искусственную вентиляцию, вполне достаточно естественного проветривания.

Меры по снижению вредностей в карьере

На буровых работах применяем буровой станок СБШ-160/200-Д. Для снижения запыленности воздуха применяем пылеулавливание и пылеподавление. Пылеулавливание в карьерах при бурении предусматривает аспирацию запыленного воздуха в местах пылеобразования и очистку его в пылеулавливающих аппаратах. Для аспирации запыленного воздуха в местах пылеобразования используем кожухи, зонты, бортовые и щелевые отсосы, всасывающие панели.

Еще при буровых работах можно применить мокрый способ пылеподавления. При этом способе во время бурения подается поток воды и сжатого воздуха, которое образует воздушно-водяную смесь.

При добычных и вскрышных работах применяем 6 карьерных бульдозеров D375А и 2 бульдозера Т-20.01. Снижение запыленности воздуха при их работе может быть осуществлено осаждением пыли за счет увеличения скорости выпадения. Так же можно использовать орошение взорванной горной массы.

При взрывных работах применяем предварительное увлажнение массива, водяную забойку. Для снижения загазованности воздуха при массовом взрыве возможно применение ВВ с нулевым или близким к нему кислородным балансом, а также использование нейтрализующих добавок.

Для снижения загрязняющих веществ в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания при работе горной техники возможно применение противосажевых фильтров и камер по дожиганию выхлопных газов.

Заключение

Немаловажным фактором является ознакомление с одним из основных документов на производство взрывных работ при проведении подземных выработок – паспортом буровзрывных работ, а также его выполнение.

Паспорт буровзрывных работ включает: схему расположения шпуров в трех проекциях с указанием номеров шпуров и расстояний между ними; схему конструкции заряда; таблицу к схеме, которая содержит данные о длинах и углах наклона шпуров, массе зарядов в каждом шпуре и очерёдности их взрывания; таблицу технико-экономических показателей с указанием сечения выработки, крепости породы; наименование и число бурильных машин, тип и расход взрывчатого вещества и др.

Список использованной литературы

1. Основы горного дела. Егоров П.В., Бобер Е.А., Кузнецов Ю.М., и др. Издательство Московского государственного горного университета.2000 г. 408с.

2. Мельников Н.И. Проведения и крепление горных выработок. Недра 1988г. 336с.

3. Справочник по горному делу. Под редакцией В.А. Гребенюка, Я.С. Пыжьянова, И.Е. Ерофеева. Недра 1983г. 816с.

Дата добавления: 2015-12-07