Metodichka_(1)
.pdfТаблица 3.4
Площадь сечения выработки м2 |
|
|
менее 20 |
20÷50 |
более 50 |
|||||||
K з |
|
|
|
|
|
0,7 |
0,8 |
0,9 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.5 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент крепо- |
|
2÷3 |
|
4÷6 |
|
7÷9 |
|
10÷14 |
|
15 и |
||
сти |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
более |
, кг/м3 |
|
2100 |
|
2500 |
|
2750 |
|
2900 |
|
3000 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.6 |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||
Наименование ВВ. |
|
, кг/м3 |
|
Наименование ВВ. |
, кг/м3 |
|||||||
Аммонит №1 скальный |
|
1,45÷1,50 |
|
Аммонит ПЖВ-20 |
1,05÷1,20 |
|||||||
Аммонал №3 скальный |
|
0,90÷1,10 |
|
|
Аммонит Т -19 |
1,05÷1,20 |
||||||
Аммонал |
|
0,95÷1,15 |
|
|
Граммонал А-8 |
1,00÷1,25 |
||||||
Детонит М |
|
0,95÷1,20 |
|
Гранулит АС-8В |
1,00÷1,20 |
|||||||
Аммонит №6 ЖВ |
|
1,00÷1,20 |
|
Гранулит АС-4В |
1,00÷1,20 |
|||||||
Динафталит |
|
1,00÷1,15 |
|
Граммонит 79/21Б |
1,00÷1,25 |
По рекомендации Оргэнергостроя величину линии наименьшего сопротивления следует определять по формуле, м;
W 53Kd |
|
e |
|
, |
(3.3) |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
где K – коэффициент, учитывающий геологические условия проведения тоннеля, равный 1,0÷1,2;d – диаметр заряда, м;e – коэффициент работоспособности ВВ.; - плотность заряжания, кг/м3; - плотность породы, кг/м3.
Назначают расстояния между шпурами: для врубовых – по схеме принятого вруба; для отбойных и подошвенных – по табл.3.7; для контурных – по табл.3.8.
|
|
Таблица 3.7 |
|
Наименование шпу- |
Расстояние, в долях ЛНС Wo |
||
ров |
|||
|
|
||
Между рядами шпуров |
Между шпурами в ряду |
||
|
|||
Отбойные |
0,8÷0,95 |
0,90÷0,95 |
|
Подошвенные |
0,70÷0,85 |
0,70÷0,90 |
|
|
|
11 |
|
|
|
Таблица 3.8 |
|
Коэффициент |
|
Расстояние (м) в породах |
||
крепости поро- |
|
|
|
|
монолитных |
Слаботрещинова- |
Сильнотрещинова- |
||
ды |
||||
|
тых |
тых |
||
|
|
|||
2÷3 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
|
4÷6 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
|
7÷9 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
|
10÷12 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
|
Определяют необходимое количество шпуров: |
||||
|
N NK Nn Nо Nвр , |
(3.4) |
где NK - количество контурных шпуров; Nn -количество подошвенных шпуров; Nо -количество отбойных шпуров; N вр -
количество врубовых шпуров; Количество контурных шпуров находят по формуле:
N |
|
|
Pк |
1, |
(3.5) |
|
к |
aк |
|||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
где Pк –периметр выработки по линии расположения контурных шпуров, м; aк -расстоянием между контурными шпурами, м.
Линия наименьшего сопротивления контурных шпуров, м.
W |
|
|
aк |
, |
(3.6) |
|
к |
m |
|||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
где m – коэффициент сближения контурных зарядов (табл.3.9).
Таблица 3.9
Коэффициент крепости породы |
2÷3 |
4÷6 |
7÷9 |
10÷14 |
15÷20 |
|
|
|
|
|
|
m |
1,0 |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
|
|
|
|
|
|
Площадь сечения забоя, взрываемую контурными заряда-
ми (м2), определяют по формуле: |
|
|
Sк Nк |
1 aкWк . |
(3.7) |
Количество подошвенных шпуров:
12
N |
|
|
Pn |
1, |
(3.8.) |
|
n |
an |
|||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
где Pn –ширина выработки по подошве, м; an |
– расстояние меж- |
ду подошвенными шпурами.
Площадь сечения забоя, взрываемая подошвенными шпу-
рами, м2: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sn Wo Pn , |
|
|
(3.9) |
|||
Количество врубовых шпуров N вр |
и площадь сечения забоя, |
|||||||
взрываемая врубовыми зарядами, Sвр |
определяют по схеме вруба. |
|||||||
Количество отбойных шпуров находят по формуле: |
||||||||
|
|
N o |
1,27 qc So |
|
, |
(3.10) |
||
|
|
d 2 K |
|
K |
|
|||
|
|
|
зап |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
где So S (Sк |
Sn |
Sвр ) –площадь сечения забоя, |
взрываемая |
отбойными зарядами, м2; K зап –коэффициент заполнения шпура при заряжании (табл.3.10); K –коэффициент уплотнения заря-
дов ВВ. в процессе заряжания, для россыпных и пластичных ВВ. равен 1,05÷1,15, для патронированных–1.
Таблица 3.10
Коэффициент |
|
|
|
|
|
крепости по- |
2÷3 |
4÷6 |
7÷9 |
10÷14 |
15÷20 |
роды |
|
|
|
|
|
K зап |
0,5÷0,6 |
0,55÷0,65 |
0,65÷0,70 |
0,70÷0,75 |
0,75÷0,8 |
После определения количества шпуров составляют схему расположения шпуров на чертеже контура выработки, на которой уточняют общее количество шпуров и количество отбойных шпуров (рис.3.3).
13
Рис. 3.3. Схема к расчету параметров БВР при разработке тоннеля на полное сечение.
3.1.1. Определение расхода ВВ.
Общий ориентировочный расход ВВ определяется исходя из объема породы, подлежащего разрушению, удельного расхода ВВ.:
Q Sвч lзах qc , |
(3.11) |
где Sвч –площадь поперечного сечения подземных сооружений вчерне, м2;lзах –величина заходки, м; qc –удельный расход ВВ., кг/м3.
Определяют массу контурного заряда, кг: |
|
qк lк Kк , |
(3.12) |
где lк –глубина контурного шпура, м; Kк –коэффициент концентрации контурных зарядов, кг/м, (табл.3.11)
14
Таблица 3.11
Коэффициент крепости |
2÷3 |
4÷6 |
7÷9 |
10÷14 |
15÷20 |
Kк |
0,23 |
0,30 |
0,35 |
0,40 |
0,45 |
|
|
|
|
|
При расчете массы патронированного заряда необходимо иметь в виду, что в шпуре должно размещаться целое число патронов ВВ., поэтому расчетную массу заряда проектируют с учетом этого условия.
Общая масса контурных зарядов, кг:
Qк qк Nк .
Общая масса врубовых зарядов, кг:
|
|
|
Q Q |
к |
|
|
q |
|
1,2 |
|
. |
||
вр |
|
|
||||
|
|
N N |
|
|
||
|
|
|
к |
Масса отбойного заряда, кг:
qотб Q (Qк Qвр ) .
N (Nк Nвр )
Общая масса отбойных и подошвенных зарядов, кг:
(3.13)
(3.14)
(3.16)
Qоп qотб (No N n ). |
(3.17) |
Общий расход ВВ. на цикл проходки, кг: |
|
Q QК Qотб Qвр . |
(3.18) |
3.2.Разработка нижнего уступа
3.2.1.Общие положения
При проведении тоннеля способом нижнего уступа сначала разрабатывают верхнюю часть тоннеля с возведением посто-
15
янной крепи, а затем производят выемку породы в нижней части
– нижнем уступе. Эту схему применяют при проведении тоннелей высотой более 10 м в скальных породах с f=4 и высотой менее 10 м в породах с f=2÷4.
3.2.2. Расчет параметров БВР при бурее горизонтальных шпуров
Первые ряды шпуров заряжаются ВВ средней работоспособности; в шпуры нижнего ряда заряжаются ВВ большей работоспособности (рис.3.4).
Рис. 3.4. Схема к расчету параметров БВР при обуривании нижнего уступа горизонтальными шпурами: lш – глубина шпура; lзах – глубина заходки; aг и
aв – расстояние между шпурами по горизонтали и вертикали.
Определяют удельный расход ВВ., кг/м3:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
qc S |
к |
|
|
12 |
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
qy |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
Sк , |
(3.19) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
S y |
|
|
|
12 |
Sк |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Sк – площадь сечения калотты, м2;Sу – площадь сечения уступа, м2.
16
Линия наименьшего сопротивления, м:
W d |
|
470 |
. |
(3.20) |
|
||||
|
|
qy |
|
|
Расстояние между шпурами (по горизонтали), м: |
|
|||
aг |
1.0 1.3 W . |
(3.21) |
||
Расстояние между шпурами (по вертикали), м: |
|
|||
aв 0,9 1,0 W . |
(3.22) |
Количество шпуров и расход ВВ находят аналогично способу сплошного забоя, исключая врубовые шпуры (формулы 3.3 – 3.14).
3.2.3. Расчет параметров БВР при бурении нисходящих скважин
Диаметр шпуров (скважин) принимается в зависимости от высоту уступа и типа погрузочной машины (табл.3.12).
Расположение шпуров может быть с клиновым и трапециевидным врубом или безврубовое. Клиновой и трапециевидный врубы применяют в крепких и весьма крепких породах, с различной степенью трещиноватости.
|
|
Таблица 3.12 |
|
Диаметр шпура или |
Тип погрузочной ма- |
Высота уступа, м |
|
скважины, мм |
шины |
||
|
|||
45 |
Погрузочная машина |
Не более 3 |
|
типа ПНБ |
|||
|
|
||
70 |
Экскаватор с ковшом |
3÷7 |
|
объемом до 1 м3 |
|||
105÷125 |
Экскаватор с ковшом |
Более 7 |
|
объемом до 2 м3 |
Отклонение скважин от заданного направления не должно превышать 5 см на 1 м скважины.
Линия наименьшего сопротивления, м: при сплошном заряде:
17
|
W d |
455 |
, |
(3.23) |
|||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
qy |
|
|||
при рассредоточенном заряде: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W d |
405 |
, |
(3.24) |
|||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
qy |
|
|||
Длина скважины определяется по формуле (3.25) или |
|
||||||||
(3.26): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
H lпер |
, |
(3.25) |
||||
с |
|
||||||||
|
|
Sin |
|
||||||
|
|
|
|
гдеlпер – глубина перебура скважин (0,3÷0,4)W;α – угол наклона скважины (откоса, уступа), град
lс |
hy |
, |
(3.26) |
|
Sin |
||||
|
|
|
где hу– высота уступа.
Длина заряда ВВ в скважине, м:
lзар |
|
l |
с |
lзаб |
, |
(3.27) |
|
(1,17 1,35) |
|||||||
|
|
|
|
где lзаб – глубина забойки, принимаемая обычно равно W;(1,17÷1,35) – коэффициент для рассредоточенных зарядов (при длинне заряда более 50d).
Расстояние между скважинами, м: отбойными :
a m W , |
(3.29) |
контурными: |
|
aк (0,5 0,7) a, |
(3.30) |
где m=(0,1÷0,9) – коэффициент сближения. |
|
Количество скважин на заходку: |
|
при обычном взрывании: |
|
18
B |
|
|
L |
|
|
|
N |
|
1 |
|
|
, |
(3.31) |
|
|
|||||
a |
|
|
W |
|
|
при контурном взрывании:
B |
|
|
L |
|
|
|
N N N |
|
3 |
|
|
, |
(3.32) |
|
|
|||||
a |
|
|
W |
|
|
где B – ширина уступа, м;L – величина заходки, м; количество отбойных скважин;
B |
|
|
L |
|
|
|
N |
|
1 |
|
|
, |
(3.33) |
|
|
|||||
a |
|
|
W |
|
|
количество контурных скважин; |
|
|
|
|
|||||
N |
|
|
|
4L |
, |
|
|
(3.34) |
|
к |
|
W |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Масса Заряда в отбойной скважине, кг: |
|
|
|||||||
Q |
d 4 |
lзар . |
|
(3.35) |
|||||
4 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Масса заряда в контурной скважине, кг: |
|
|
|||||||
Q Pк lзар , |
|
(3.36) |
|||||||
где Pк – плотность заряда 1 пог.м. скважины, кг/м (табл.3.14). |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.12 |
|
Коэффициент крепости пород |
|
|
|
2÷3 |
|
3÷5 |
5÷7 |
||
Pк |
|
|
|
|
|
0,2÷0,3 |
|
0,3÷0,4 |
0,4÷0,6 |
Общий расход ВВ на заходку (кг) составит: |
|
||||||||
QВВ |
QО NО Qк N к . |
|
(3.37) |
4. ПАСПОРТ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ
После определения расхода ВВ на цикл определяют очередность взрывания групп шпуров по принятой схеме, интерва-
19
лы замедления при короткозамедленном взрывании и схему инициирования отбойных зарядов (только для патронированных ВВ). Врубовые и контурные заряды патронированных ВВ и все заряды россыпных ВВ взрывают прямым инициированием. Для пород различной крепости рекомендуется принимать следующие интервалы замедления и схемы инициирования (табл.4.1).
|
|
Таблица 4.1 |
|
Коэффициент крепости |
Схема инициирования |
Интервал замедления, |
|
мс |
|||
|
|
||
1÷4 |
Прямая |
25÷50 |
|
5÷8 |
Встречная |
25 |
|
9÷20 |
Обратная |
15 |
Затем составляют схему расположения шпуров в трех проекциях, а также характеристику шпуров и зарядов ВВ и таблицу показателей буровзрывных работ (прил.1).
5. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОХОДЧЕСКИХ РАБОТ
5.1. Бурение шпуров в забое
Техническая производительность бурильной машины, м/мин:
PТ |
V |
м |
k |
д |
k |
зам |
k |
всп |
, |
(5.1) |
б |
|
|
|
|
|
|
где Vм – механическая скорость бурения, определяют для машины типа БГА-1 (табл.5.1);kд – коэффициент учета диаметра шпура d (мм), k=30/d;kзам – коэффициент учета потерь времени на замену бурового инструмента, принимают k=0,6÷0,8;kвсп – коэффициент учета потерь времени на вспомогательные операции при перемещении машины от шпура к шпуру, включая забуривание, принимают kвсп = 0,8÷0,9.
20