Учалинское месторождение медно-цинковых руд, его характеристика и эксплуатация

Учалинское месторождение медно-цинковых руд находится в Учалинском районе республики Башкортостан в 7км к юго-западу от железнодорожной станции Учалы ЮУЖД и в 135 км к северу от Магнитогорска. учалинский месторождение скважинный руда

Месторождение расположено в пределах холмистой зоны восточного склона Южного Урала, абсолютные отметки которой колеблются в пределах 520-570м. Район в значительной мере заселен, а обширные речные долины, межсопочные понижения заняты лугами и посевами.

Поверхностные воды района представлены реками: Урал, Уй их притоками и озерами: Ургун, Калкан, Большие Учалы, Карагайлы, Чебаркуль. Климат района континентальный с жарким коротким летом и холодной и продолжительной зимой. Максимальная температура воздуха в июле (+38),минимальная в январе (-40) Глубина промерзания почвы зимой-1.5м. Снежный покров удерживается до середины апреля. Среднегодовое количество осадков 220-300мм. Характерным для района являются почти постоянные ветры преимущественно юго-западного направления.

В экономическом плане район является преимущественно сельскохозяйственным и животноводческим с сельским уклоном. Промышленность района представлена Учалинским ГОКом, действующим на базе близлежащих медно-цинковых месторождений. В г.Учалы размещаются: строительный трест №1, картонно-рубероидный завод и завод лесного машиностроения «Лесмаш».

Население района рассредоточено по небольшим населенным пунктам: с.Учалы, п.Миндяк, д.Имангулово, д.Уразово и др. Внешняя транспортная связь осуществляется через ширококолейную дорогу Миасс-Учалы, протяженность 110км. В 40 км южнее месторождения проходит автотрасса Челябинск — Магнитогорск, на юго-западе проходит автотрасса Учалы — Белорецк протяженностью 100км.

1. КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Учалинское месторождение медно — цинковых руд залегает среди мощной пачки среднедевонских эифельских вулканогенных и вулканоосадочных пород. Оно представлено крутой линзообразной залежью сплошных колчеданных руд, сопровождаемой прерывистыми зонами рассеянной сульфидной минерализации. Оруднение приурочено к контакту рионито — дацитовых порфиров и миндалекаменных базальтовых порфиритов, превращенных гидротермическими процессами в серицитовые, хлорит — серицитовые и хлорито — кварциево — серицитовые породы. Подлежащая отработке подземным способом нижняя часть рудного тела в меридиональном направлении и имеет крутое падение (80-85 0 ) к западу. Длина рудного тела по простиранию 1400 м, ширина колеблется от нескольких метров до 120м. Строение залежи осложнено многочисленными апофизами на флангах, дизъюктивными нарушениями близмеридионального северо-западного направления, а также серией крутопадающих даек различного состава.

11 стр., 5087 слов

Анализ системы сбора и подготовки газа Бованенковского месторождения

... эксплуатационных, 7 наблюдательных, 3 ликвидировано. В 2013 г. Бованенковское месторождение введено в промышленную разработку. 1. Краткий физико-географический очерк района Бованенковское НГКМ расположено в северо-западной части полуост­рова Ямал ...

По запасам относится к крупным, по сложности геологического строения ко второй группе по классификации ГКЗ.

В пределах залежи выделяются четыре промышленных типа руд; отличающихся содержанием полезных компонентов, но подлежащих отработке валовым способом без разделения по сортам. Контакт руд и вмещающих пород в большинстве случаев четкий. В лежачем боку залежи наблюдается постепенный переход от сплошных руд к густовкрапленных сульфидам. Плотность сплошных руд — 4,3 т/м 3 ; вкрапленных — 3,4 т/м3 ; вмещающих пород — 2,9 т/м3 . Расчетные пределы прочности рудного массива: на сжатии — 48,3 МПа; на растяжении — 1,45 МПа; сцепление массива руды — 2,45 МПа; коэффициент Пуассона — 0,9. Вмещающие породы и руды характеризуются интенсивной; четко выраженной трещиноватостью. На верхних горизонтах месторождения преимущественно распространены крутопадающие, под углом 70-800 , трещины. По генетическому типу они относятся к тектоническим, имеют четкие, шероховатые поверхности, характеризуются однородным заполнением и достаточной протяженностью. На нижних горизонтах, начиная с горизонта 300м, преобладают трещины пологого падения под углом 15-250 , образованные в результате горизонтальных сдвиговых процессов. Поверхности трещин неровные, иногда отмечаются зеркала скольжения.

Геологическое строение комплексов вмещающих пород и колчеданную рудную залежь осложняют интрузивные и субвулканические образования, к которым относятся диабазовые порфиры преимущественно северо-восточного простирания, габбро — диоритовые порфиры северо-западного простирания и плагиоклазпироксеновые диабазовые порфириты, образующие неправильные, невыдержанные по мощности, простиранию и падению тела.

Учалинское месторождение формировалось в тектонически-активной зоне. В пределах рудного поля разбиты разрывы и складки диагонального северо-западного и северо-восточного направлении.

Разрыв образуют разломы, тектонические трещины: открытые и закрытые: часто заложенные гидротермальными минералами или глиной трения и не заполненные, обводненные от капежа до водопритока с дебитом до 30-60м 3 /ч и сухие. Породы и руды блочного строения, часто со следами скольжения, волочения, рассланцевания и дробления.

Контакт руд и пород висячего бока, как правило, тектонический со сложной конфигурацией; лежачий — нечеткий отбивается по данным опробования.

Расстояние между трещинами одной и той же системы изменяются от 3-5см до нескольких метров независимо от глубины трещины заполнены кальцитом, гематитом, хлоритом, кварцем. Раскрытие трещин от долей миллиметра до 8-10мм. Породы и руды вблизи трещины рассланцованы и раздроблены, имеют глинку трения. Рудное тело на всем протяжении пересечено сериями даек высокой крепости; которые разбивают рудные и породные массивы на отдельные структурные блоки.

руды и породы на поверхность;

Длинна трубопроводам.

Коэффициент потерь.

50

1,05

100

1,08

150

1,12

200

1,14

250

1,16

300

1,19

400

1,25

500

1,29

600

1,35

700

1,38

3.2 Подземный транспорт, Погрузочно-транспортные работы

Погрузка горной массы из проходческих и очистных забоев планируется производить следующим образом:

  • погрузочно-доставочными машинами (ПДМ) типа «Торо-501Д», «Торо-501», «Торо-1400», «Кавасаки»;
  • Транспортировка горной массы из проходческих и очистных забоев-автосамосвалами «Торо-35Д», «Торо-40» и «МоАЗ-7504».

Горная масса выдается:

  • с гор.300м, 340м, 350м, 380м по наклонному съезду в карьер или через ДЗК гор.380м и ствол «СС» на поверхность;
  • с гор.400м, 430м, по наклонному съезду на гор.460м к ств. «СС» и через скиповой подъем на поверхность.

Потребность в погрузочно-транспортном оборудовании(Таблица 4.2)

Таблица 3.2

Наименование

применяемого

оборудования

Объем

работ,

м 3

Производи-

тельность обо-

рудования,

тыс. м 3 /год

Коэффициент

использования

оборудования

Потребность

списочная

Торо — 1400

71

71

0,9

1

Торо — 501Д

131

65,5

0,64

3

Торо — 35Д

(Торо — 40)

258,12

64,53

0,9

5

МоАЗ — 7504

130

26

0,79

6

ПД — 8

21,12

21,12

0,6

1

Кавасаки

165

55

0,9

5

Потребность в буровом оборудовании для выполнения планируемых объемов в 2007г.

Таблица 3.3

Наименование применяемого оборудования

Объем буровых работ, м3

Производительность оборудования м3/год

Потребность в 2007 году

Движение оборудования

Наличие на 1.11.2006

Списание

Приобретение

Мономатик

84900

28300

3

3

Фуракава

28302

28302

2

1

1

УБШ- 312 (Тамрок)

17376

17376

1

1

Соло-1008

Соло-1020

171300

57100

1

3

2

2

Соло — 07

57100

2

2

Каболт

24800

24800

1

1

1

1

НКР-100м

БП-100

45600

9120

5

5

2

2

СКБ

2880

2880

1

1

1

Диамек

1

1

Торо-1400

Торо-501Д

Торо-400

462,04

77,01

6

6

1

1

Торо-35Д(Торо-40)

250,3

50,07

5

4

1

2

МоАЗ-7504

264

33

8

8

4

4

ЛК-1М

3

3

2

2

Кавасаки

52,3

52,3

1

1

3.3 Шахтный подьем

Подъемная установка шахты «Клетевая»

В настоящее время ствол шахты «Клетевая» оборудован проходческой подъемной машиной Ц-3.5х2,4.Учалинский комбинат предложил на период эксплуатации использовать проходческий копер и указанную подъемную машину, причем машина Ц-3,5×2,4 используется в качестве основного одноконцевого подъема для подъема и спуска людей в стволе, оборудованном лестничным отделением. Для спуска и подъема людей навешана клеть 3,1 НВ-4,5.

Основные параметры клетевого подъема:

  • ? Подъем одноконцевой;
  • ? Подъемная машина Ц-3,5×2,4;
  • Высота подъема 534м, высота отвеса каната 585м;
  • ? Вес клети 3,1 НВ-4,5 -4200кг;
  • ? Канат 34-ГЛ-В-Н-180 ГОСТ 16828-81 с суммарным разрывным усилием всех проволок 84100кг, вес 1м каната 4,367кг;
  • ? Грузоподъемность клети из расчета подъема 30 чел. — 2400кг;
  • ? Концевая нагрузка — 6600кг;
  • ? Максимальное натяжение каната — 9155кг;
  • ? Запас прочности принятого каната -9,18;
  • ? Максимальная скорость подъема — 5.8 м/сек;
  • ? Величина ускорения и замедления — 0,5 м/сек;
  • ? Время цикла — 298 с;

? Число подъемов в час — 12р:

? Установлено 2 двигателя мощностью 400 кВт каждый.

Для возможности использования проходческого копра на период эксплуатации в последнем устанавливается вертикальный станок для навески проводников под клеть и выполнена герметизация. Внешняя обшивка копра не предусмотрена.

На подшкивной площадке копра установлены канатные амортизаторы шахтных парашютов и головные шкивы клетевого подъема.

Герметизация копра необходима для ликвидации утечек воздуха и создания внутри его положительной температуры в зимнее время. В копре предусмотрен пункт ожидания клети на 60 человек. Доставка людей от строящегося АБК Учалинского подземного рудника предусматривается по теплому переходу до ствола.

Подъемные установки шахты «Скиповая»

Ствол шахты «Скиповая» оборудован двумя подъемными машинами МПБ 5-2,5-2,5 и двумя парами скипов. Скипы конструктивно совершенно одинаковые и служат для выдачи руды и породы.

Основные параметры подъемных установок:

  • ? Высота подъема 560м;
  • ? Емкость скипа 5,7 м3;
  • ? Масса скипа 10000кг;
  • ? Максимальная статистическая нагрузка у коуша 23т;
  • ? Скорость подъема скипа 8,98 м/сек;
  • ? Подъемные канаты 50.0Г-В-С-Н-Т-180 ГОСТ 16828-81 или 16822-81;
  • ? Направляющие проводники канатные, по четыре каната на каждый скип.

? Канаты 35.0 Г-1-С-Н-1670 ГОСТ 3077-80;

  • ? Максимальное натяжение головного каната 29000кг;
  • ? Запас прочности каната 7,00;
  • ? Подъемные машины типа МПБ 5-2.5-2,5 — 2 штуки;
  • ? Допустимое статистическое натяжение (на машину) каната не более 320м;
  • ? Разность статистических натяжений не более 250кн;
  • ? Электродвигатели типа АКН 2-2,8-43-16УХЛ4 мощностью 1000кВт, частота вращения 375 об/мин — по два на каждую машину.

Подъемная установка шахты «Северная вентиляционная».

Ствол шахты «Северная вентиляционная» оборудован одноконцевым подъемом без противовеса с клетью типа НВ 3,1×1370 и служит в качестве запасного выхода.

В качестве подъемной машины на период эксплуатации оставляется проходческая машина типа Ц-3,5х2А и проходческий копер, на котором произведена реконструкция подшкивнои площадки и герметизация копра.

Основные параметры клетевого подъема:

? Грузоподъемность клети 1890кг

? Максимальная скорость 5,8 м/с

? Канат 31 -ГЛ-В-Н-170 ГОСТ 7668-80

? Запас прочности каната 9,9

? Электродвигатель АКН-17-16У4, число оборотов в минуту — 3:65,

мощность 2х315кВт

? Вместимость клети — 18 человек.

3.4 Рудничный водоотлив

Приток воды в горные выработки происходит по тектоническим нарушениям, зонам дробления, литологическим контактам и контакту рудной залежи с вмещающими породами. Наиболее значительны водопритоки по тектоническим нарушениям субмеридионального простирания, сосредоточенным в большинстве в восточной части месторождения в зоне развития серицит-кварцевых метасоматитов. Поступление воды в горные выработки в годовом и многолетнем режиме неравномерны. Наиболее значителен водоприток в весенне-летний период, а также в период летне-осенних дождей, когда рудничный водоотлив возрастает на 20 — 30 % по сравнению со среднегодовым.

Отвалы горной массы вокруг карьера играют роль аккумуляторов атмосферных и талых вод.

Осушение месторождения осуществляется системой дренажных выработок с перепуском воды по скважинам на гор. 460м. Откачка воды осуществляется насосной станцией, расположенной на гор. 460м.

Насосная станция на гор.460м оборудована семью насосами ЦНСК-300/600 и откачка воды с этой насосной осуществляется по трем трубопроводам 0325 мм, проложенных по стволу «КС» на поверхность и далее в хвостохранилище обогатительной фабрики.

Весь водоприток ниже гор.460м перепускается на гор.564м к водосборникам насосной станции и перекачивается насосами ЦНС-105/294 в водосборники насосной станции главного водоотлива гор.460м. Насосная станция гор.564м оборудована тремя насосами ЦНС-105/294.

Зумпф на стволе «Клетевая» не предусматривается. Вода с гор. 120м по скважинам перепускается на гор. 144м и далее по канаве с водой околоствольного двора гор. 144м поступает в водосборники.

Насосная станция гор. 144м оборудована пятью насосами ЦНСК-300/240м. Откачка воды с этой насосной осуществляется по двум ставам труб Ш219мм, проложенных через скважины на поверхность и далее в хвостохранилище обогатительной фабрики. Со вводом в эксплуатацию насосной станции главного водоотлива гор.460м, насосная станция гор. 144м до решения вопроса о перепуске воды с гор. 144м на нижние горизонты остается в эксплуатации. Для защиты рудника от затопления в период ливневых и паводковых вод и прорыва воды через карьер в шахту в квершлаге pep.380м, в квершлаге гор. 460 м установлены водоупорные ворота на давление 0,9 МПа и в т.н.с г.430/460м.

Величина нормального водопритока составляет 360 м3/час, а максимального (ливневый) — 1200 м3/час

Параметры выработки

Основные параметры сооружаемой горной выработки определяется по:

  • количеству воздуха, пропускаемого по выработке;
  • максимальным размерам транспортных средств для транспортирования горной массы, либо другого оборудования которое должно быть размещено в ней;
  • допустимым зазором между наружным размером транспортных средств и внутренней стенкой выработки, предусмотренных правилами безопасности;
  • видом транспорта, шириной (необходимой) проезжей части (безрельсовый), колеи (рельсовый путь) и их числом;
  • материалом крепи;
  • способом передвижения людей по выработке.

Форма поперечного сечения горизонтальных выработок от величины горного давления и его направления, конструкции крепи, срока службы и размеров выработки. В горной промышленности в основном нашли применение прямоугольная, трапециевидная и прямоугольно — сводчатые (вертикальные стенки и полуциркульный или коробковый свод) формы.

Принимаем прямоугольно — сводчатую форму, как наиболее устойчивую при проявлении горного давления.

Данная форма применяется при монолитно — бетонной, набрызг-бетонной, анкерной, комбинированной (анкерная с набрызг-бетонном) крепях, и в выработках, не имеющих крепи (в прочных устойчивых породах).

Коробковый или полуциркульный свод способен воспринимать большое давление со стороны кровли, передавая его на бока выработки.

4. ОЧИСТНАЯ ВЫЕМКА

4.1 Расчет паспорта БВР горно-подготовительной выработки

4.1.1 Определение размеров поперечного сечения

Расчет будем вести по габаритам ПДМ KSSM-9 (Кавасаки).

Машина

Мощность кВт/л.с.

Грузоподъемность

Т.

Объем ковша м 3

Полная масса т.

Габариты д/ш/в мм.

Кавасаки

185/250

8,2

3,5

29,2

8285/2425/2450

Исходные данные.

Длина выработки-60м

Глубина заложения выработки- 460 м

Крепость пород — f=16

Cрок службы — 12 лет

Высота машины:

h=2450 мм

Высота коробкового свода при f>10:

h 0 =В/3=2425/3=808мм

Высота выработки:

H c =h+l+Штрубы =2450+500+1000=3950 мм

Высота стенки выработки:

h 1 =Hc -h0 =3950-808=3142 мм

Высота балласта слоя :

h б =300 мм

Ширина ПДМ:

А=2425 мм

Зазор между стенкой:

а 12 =500мм

Ширина выработки в свету:

В=а 1 +А+а2 =500+2425+500=3425 мм

Ширина выработки вчерне:

В 1 =В+100 =3425+100=3525 мм

Высота стенки от почвы выработки:

h 2 =h1 +hб =3142+300=3442мм

Радиусы осевой и боковой дуг:

R=0,692*B=0,692*3425=2370,1 мм

r=0,262 *B=0,262 *3425=897,35мм

Сечение выработки в свету:

S св =В(h2 +0,26В)=3425(2842+0,26*3425)=12,78 м2

Сечение выработки в чернее:

S пр =В(h3 +0,26В)=3425(3142+0,26 *3425)=13,81 м2

4.1.2 Выбор и расчет горной выработки

4.1.2.1 Предварительная оценка устойчивости горного массива

Выбор вида и конструкции крепи определяется устойчивостью массива пород, окружающего выработку.

Устойчивость пород зависит от множества горно-геологических и горно-технических факторов: прочности пород, их напряженного состояния, степени ослабления пород в массиве, формы и размеров выработки, глубины ее заложения и прочих факторов, взаимосвязь между которыми установить на стадии проектирования весьма трудно. Поэтому на практике выбор типа крепи в значительной степени определяется предшествующим опытом ее эксплуатации в сравнимых условиях.

Наряду с этим при составлении проекта на проходку и крепление выработок осуществляется предварительное назначение вида крепи. Здесь рекомендуется учитывать прочностные свойства пород и глубину заложения выработки, пользуясь безразмерным коэффициентом — показателем устойчивости:

П=y*H/у м (4.1)

где: у- плотность пород, т/м 3 ;

  • Н- глубина заложения выработки, м;

у м — прочность пород на сжатие в массиве, т/м2

Величину прочности пород на сжатие в массиве рекомендуется определять с учетом коэффициента структурного ослабления, который является функцией от величины размера блоков, на которые разбит массив трещинами и от наибольшего размерами поперечного сечения выработки вчерне. Когда значение среднего размера блоков, на которые массив разбит трещинами заранее неизвестно, рекомендуется принимать следующие значения коэффициента структурного ослабления:

  • для пород средней трещиноватости -0,6

Определение прочности свойств пород руд в массиве при изученном

Строение размеров блоков.

Прочность (предел прочности на сжатие) в массиве определяется с учетом коэффициента структурного ослабления:

у м =л*ук (4.2)

где: у м -предел прочности на сжатие в массиве, т/м2

л — коэффициент структурного ослабления, т/м 2 =f

у к — предел прочности на сжатие в куке, т/м2 =f

у м =0,6*10000=6000

П=y*H/у м =2,6*460/6000=0,199

4.1.2.2 Геомеханическая классификация горного массива

Таблица 4.1-Классификационные геомеханические параметры

Оценка

Геомеханическая классификация горного массива.

Баллы

1.Оценка в баллах по безразмерному параметру.

0,1-0,2

20

2.Оценка в баллах по характеристике трещиноватости

Очень шероховатые поверхности

20

3.Оценка в баллах по обводненности

Отсуствают

13

4.Оценка в баллах элементов залегания трещин

Очень благоприятное

30

5.Оценка в баллах по форме блока

Бесформенная

3

6.Оценка в баллах по сроку службы выработки

12 лет

2

Итого:

88

Таблица 4.2-Классификация горного массива

Качественная Оценка

Весьма устойчивые

Устойчивые

Средней устойчивости

Слабой устойчивости

Неустойчивые

Класс

I

IIа

IIб

IIв

IIIа

IIIб

IIIв

IVа

IVб

Оценка В баллах

90 и

более

90-85

85-75

75-70

70-65

65-55

55-50

50-40

40-35

35-30

30-25

25 и меннее

Таблица 4.3-Выбор крепи в зависимости от класса горного массива

Храктеристика пород и руд по устойчивости

Класс горного

массива

Постоянная крепь

Временная крепь

Вид крепи

Параметры крепи

Допустимое оставление от забоя

Вид крепи

Допусти-мое оставле-ние от забоя

1

2

3

4

5

6

7

Слабой

Устойчи-вости

IIа

Набрызгбетон по кровле

Набрызгбетон слоем 1 см

После проходки

Не требует

4.1.3 Буровзрывные работы

Буро взрывной способ проходки применяется в породах f>6 при отсутствии опасности разрушения пород кровли вследствие взрывания шпуровых зарядов.

Выбор бурильных машин и определение их производительности.

В связи с крепостью f=16, выбираем бурильную установку Мономатик 105-40 и перфоратор ГЛ 510Б.

Высота бурения, м -5,9

Ширина бурения, м — 7,2

Площадь сечения обуреваемого забоя, м 2 — 6-14

Глубина бурения, м — 3

Число бурильных машин — 1

Основные размеры в транспортном положении,м:

Длина — 11,0

Ширина — 1,7

Высота — 1,99

Масса, кг — 4550

Тип ходовой части — пневмоколесный

Тип привода ходовой части — дизельный.

Техническая характеристика ГЛ 510Б

Масса, кг — 130

Расход воздуха, м 3 /мин.

Энергия удара, Дж — 270

Глубина бурения, м — 5

Сменная эксплуатационная производительность бурильной установки в шпурометрах с учетом времени на подготовительно-заключительные операции и регламентированные простои по организационным и техническим причинам.

Q 3 =T- (tпз +t’пз +tот +tвв )/[1/(Ko *n*v)]+(tман +tох +tk ) (4.3)

где Т=360 мин.- продолжительность смены;

t пз =9 мин.- время общих подготовительно-заключительных операций~2,5%;

t’ пз =34,2 мин.- время общих подготовительно-заключительных операций при бурение шпуров~9,5% от продолжительности смены;

t от =36 мин.- время на отдых ~ 10% от продолжительности смены;

t вв =43,2 мин.- время на технологический перерыв, на взрывание, ~12% от продолжительности смены;

К о =0,78- коэффициент одновременной работы буровых машин.

n= 1- число бурильных машин.

t ман =0,4 мин.- время на манипулирование по установке и переустановки бурильных машин.

t ох =1/vox =1/20=0,05 -время обратного хода, м/мин

t k — время на замену коронок~ 0,1 мин. на метр шпура.

V- скорость бурения шпура,м/мин.

V=13400*A*n/(d*д 0.59cж ); (4.4)

А- энергия удара,270 Дж;

  • n- частота ударов,46 Гц;
  • d- диаметр шпура, 42мм;

д сж -напряжение сжатия пород;

V=13400*270*46/(42 2 )*10000,59 =1599мм/мин=1,599м/мин

Q 3 =360-(9+34,2+36+43,2)/[1/(0,78*1*1,599) ]+(0,4+0,05+0,1)=176 м.

Сменная норма выработки на бурение шпуров бурильными установками.

Н в =(Т-tпз -tоб -tдн )*n*Ko /(tо +tв ) *1.07 (4.5)

Где Т=360мин продолжительность смены;

t пз =40мин общее время подготовительно-заключительных операции;

t об =30 мин Время на обслужевание установки;

t дн =10мин личное время рабочего;

  • n=1 число бурильных машин;

K o =0,78- коэффициент одновременной работы буровых машин

t 0 =1/v=1/1.5999=0,62 метра

t в =0,5мин/метр вспомогательное время на бурении;

1.07 коэффициент отдыха

Н в =(360-40-30-10)*1*0,78/(0,62+0,5)*1,07=190 м/мин

Проектирование взрывных работ.

Буровзрывные работы и проходческий цикл занимают от 20 до 60 % времени. Они должны обеспечить заданные проектом форму и размеры выработки, достаточное дробление породы и продвигание забоя на заданную величину.

Таблица 4.4-Выбор взрывчатого вещества. В качестве ВВ применяем аммонит 6 ЖВ

Взрывчатое вещество

Плотность патронов г/см 3

Работоспособность,см 3

Бризантность, мм

Расстояние Передачи детонации между патронами (сухими) Ш36 мм, м

Скорость детонации км/с

Аммонит 6ЖВ в патронах, диаметром: 32;60;90 мм

1 -1,2

360 — 380

14 — 16

7 — 12

3,6 — 4,8

Таблица 4.5 Удельный расход(g) ВВ определяется по таблице:

f(пр.

Протодьяконого)

20-19

18-15

14-13

12-11

10-8

8-7

6-4

Менее 4

q,кг/м 3

3,8

3,5

3,0

2,6

2,4

2,0

1,2

0,9

Поправочный коэффициент 0,8. Окончательно принимаем

g =3,5*0,8=2,8кг/м 3

Глубина шпуров при проходке выработок всех видов определяется в зависимости от крепости пород, площади поперечного сечения выработки, мощности применяемого ВВ и характера расположения шпуров во врубе.

Определяем длину шпура:

l ш =L/(tр *tс *nсм *nц *з) (4.6)

где L=60 м, длина выработки,

t р =25 дн. Число рабочих дней в месяце,

t с =1мес. Срок проведения выработки,

n см =3 Число рабочих смен в сутки,

n ц =0,5 Число циклов в смену,

з=0,85 коэффициент использования шпура.

l ш =60/(25*1*3*0,5*0,85)=2,1м

Число шпуров в забое

N=1.27*g*S ч /Д*d2 *K3 (4.7)

где g=2,8 удельный расход ,

S ч =13,81площадь поперечного сечения вчернее

Д=1000 Плотность ВВ в шпуре кг/м 3

d 2 =0,042 диаметр шпура,м

K 3 0,85 коэффициент заполнения шпура.

N=1,27*2,8*13,81/1000*0,04 2 *0,85=36 шпура

Окончательное расположение шпуров применяется после выбора типа вруба и принятого расположения шпуров в забое.

Выбора типа вруба и предварпительное расположение шпуров.

В стесненных условиях, а также при бурение шпуров бурильными установками чаще применяют прямые врубы.

В прямых врубах врубах расстояние между заряжаемыми шпурами состовляет 10-30 см.

Число компенсационных шпуров в прямом врубе:

N 0 =(з*lш /А)3 /V0 (4.8)

где з=0,85 коэффициент использования шпуров;

l ш =210 см глубина шпура

А=9,35 масштабный коэффициент;

V 0 =объем холостого шпура,см3 ;

V 0 =рd2 * lш /4 (4.9)

V 0 =3.14*42 *210/4=2637.6 cм3 ;

N 0 =(0,85*210/9,35)3 /2637,6= 4 шпуров

Схема расположения шпуров:

Принимаем прямой щелевой вруб с 3 заряжаемыми и 4 компенсационными шпурами. Расстояние между холостым шпуром и зарядом во врубовом шпуре принимаем:

б =2,5d=2,5*42=105мм

Расстояние между оконтуривающим и отбойными шпурами

W=[P/(q*m)] 0.5 (4.10)

где р= вместимость 1м шпура, которая равна:

p= рd 2 Д/4=3.14*0.042 *1000/4=1.25 кг/м

m = 1 — коэффициент сближения зарядов.

W=[1.25/1.92] 0.5 =0,8 м

Суммарную длину всех шпуров в комплекте определяем исходя из средней глубины шпуров, увеличение длины шпуров за счет углов их наклона к плоскости забоя и величины перебура для врубовых шпуров.

Определяем суммарную длину шпуров. Окончательно применяем:

Врубовых — 7 ( 4 компенсационных )

Отбойных — 10

Оконтуривающих — 23

Всего 37 шпура ( 33 заряженных )

Длина оконтуривающих шпуров:

J o = Iш /sin 850

где I ш длина шпура

J o = 2,1/0,99 = 2,079м;

Продвижение забоя за взрыв:

J у = Iш * з

где I ш длина шпура

? — коэффициент использования шпура

J у = 2,1* 0,85 = 1,785

Суммарная длина шпуров:

L ш = 2,17 * 17 + 2,1* 20 = 78,89м

Определяем расход ВВ на расчетную величину продвижения забоя на один цикл:

Q = q * S ч * Iш (4.11)

где q кг/м 3 — удельный расход ВВ;

S ч м2 — площадь поперечного сечения вчерне

I ш — длина шпура

Q = 1,92 *13,81 * 2,1 = 55,7 кг.

Рассчитываем массы зарядов в шпурах и определяем фактический суммарный расход ВВ, исходя из целого числа патронов ВВ в каждом шпуре; учитывая что врубовые на 0,2-0,3 м глубже остальных и заряд ВВ в них больше на 15-20 %. Отбойные шпуры предназначены для расширения полости, образованной врубом, заряд нормальный. Оконтуривающие шпуры предназначены для придания выработке прокатной формы, забои, их несколько, выходят на контур выработки и заряды их несколько (на 3-5 %) больше отбойных.

Средняя масса одного заряда ВВ на шпур:

q c = Q/N

q c = 55,7/35 = 1,6 кг;

Масса зарядов во врубовых шпурах:

q в = 1,2 qc = 1,2*1,6 = 1,92 кг

В оконтуривающих по кровле и бокам:

q o = 0,9* qc = 0,9*1,6= 1,44кг

В почвенных:

q п = 1,1qc = 1,1*1,6 =1,76 кг

В отбойных шпурах:

q от = qc = 1,6кг.

Окончательно применяем расход ВВ на забой:

Q = 4*1,92 + 13*1,44 + 7*1,76 + 10*1,6 = 54,72 кг.

4.1.4 Расчет взрывной сети

При проведении горизонтальных или наклонных горных выработок в шахтах не опасных по газу и пыли, применяют СИНВ-Ш или электрические способы взрывания.

Будем рассматривать способ взрывания с помощью СИНВ-Ш и ДШ.

Для взрывных работ выпускают СИНВ-Ш-К-0; СИНВ-Ш-К-25; СИНВ-Ш-К-150; СИНВ-Ш-К-500; СИНВ-Ш-С-1000.

В качестве пускового устройства используем СИНВ-СТАРТ-Ш и пусковое устройство УП-1,5/Х.

СИНВ-СТАРТ-Ш состоит из капсюль-детонатора и волновода соединителя.

УП-1,5/Х предназначен для инициирования ударно волновой трубки и изделия на ее основе в составе системы не электрического взрывания.

габариты:длинна 150 мм

ширина 82 мм

высота 44 мм

масса равна 0,5 кг.

Время заряда накопительных конденсаторов 10 секунд.

Время непрерывной работы с интенсивностью 20 разрядов в час не менее 10 часов.

Ресурс работы пускового устройства составляет 4000 циклов.

Для приближенных расчетов замедления между группами

СИНВ-Ш.

t = A*W (4.12)

где А — коэффициент замедления мс/м, для зарядов выброса в породах категорий VI — XI (f 4 — 20) = 6

t = 6*0,57 = 3,42 сек.

Практика показала, что лучшие взрывы при не электрическом взрывании получаются в том случае, если применяются несколько ступеней замедления.

Поэтому заряды в оконтуривающих шпурах лучше взрывать в несколько стадий:

I — в боках выработки.

II — в кровле

III — у почвы, что обеспечивает вытянутый по длине выработки развал горной массы, при этом улучшаются условия ее погрузки.

1 серия — 0мс СИНВ-Ш-К-0

2 серия — 25мс СИНВ-Ш-К-25

3 серия — 150мс СИНВ-Ш-К-150

4 серия — 500мс СИНВ-Ш-К-500

5 серия — 1000мс СИНВ-Ш-С-1000.

4.1.5 Проветривание и приведение забоя в безопасное состояние

Перед допуском людей в выработку содержание вредных газов необходимо снизить путем проветривания не менее, чем до 0,008% по объему при пересчете на условный оксид углерода. Расчет проветривания при нагнетательном способе:

Определяем количество воздуха, которая необходимо подать в забой.

Q з = (2,25 * S/60*t)*(К*А*b*L2 /S*р2 )1/3

где S = 12,78 м 2 — площадь поперечного сечения в свету;

  • t = 30 мин. — время проветривания;
  • К = 0,6 — коэффициент, учитывающий обводненность выработки, для влажных;
  • А = 54,72 кг — кол — во одновременно взрываемых ВВ;

b = 40 л/кг — газовость ВВ,

L = 52 м — длина тупиковой выработки;

  • р = 1,07 — коэффициент утечек воздуха для прорезиненных труб.

Q з = 2,25*12,78 / 60*30*(0,6*54,72*40*522 /12,78*1,072 )1/3 = 4,7925м3

Q 2 =5*N

где N- мощность двигателя л/с.

Q 2 =5*250=1250м3 /мин=20,8 м3

Нагнетательный способ обеспечивает быстрое разжижение продуктов взрыва и вынос газов и пыли из тупиковой части выработки за счет нагнетания свежего воздуха по трубам. Наибольший эффект достигается в том случае, если конец вентиляционной трубы находится не ближе 8 — 10 м от забоя.

Определяем подачу вентилятора:

Q в = р*Q2 (4.13)

Q в =1,07*20,8=22,256м3

Рассчитывается депрессия трубопровода (Н в ), которую должен потреблять вентилятор. Общее давление, которое должен создавать вентилятор для преодоления депрессии трубопровода (Нв ), состоит из статического давления (Нс ), давление для преодоления местных потерь(Нм ), и динамического давления (Нд ).

Н в = Нс + Нм + Нд

Н с = р * R * Q3

Н м = 0,2 * Нс

Н д = хт 2 * г/2

где г — плотность воздуха, 1,2 кг/м 3

х т =Q2 /П*rт =20,8/3,14*0,16=41,40 м/с — скорость движения в трубопроводе, м/с

R=r*L=0,16*52=8,32 — аэродинамическое сопротивление трубопровода

Н с =1,07*8,32*20,82 =3581 Па

Н м = 0,2 *358=770 Па

Н д = 41,402 *1,2/2=1028,3 Па

Н в =3581+770+1028,3 = 5379,3Па

Применяем вентилятор марки ВМ-12

4.1.6 Погрузка породы

Погрузка породы при проходке горных выработок является одним из самых трудоемких. Она занимает 40-60% от времени проходческого цикла. Для уборки породы из забоя выработки используют погрузочные машины, для погрузки (при наличие рельсовых путей) рудничные вагонетки (ВГ), самоходные вагоны (ВПК) или бункер поезда.

При уборке породы из горизонтальных горных выработок небольшой протяженности (до 50-60 м) получили применение скреперные установки. При отсутствие рельсовых путей нашли широкое применение погрузочно-транспортные машины типа ПТ и ПД.

На выбор машины при наличии рельсовых путей влияет крепость, крупность погружаемой породы и размеры выработки, кроме того необходимо учитывать следующие параметры машины:

  • разница ширины фронта погрузки и ширины выработки не должна быть более 20%;
  • максимальная высота машины в рабочем положении должна быть меньше высоты выработки;
  • ось выработки в призабойной зоне должна совпадать с осью рельсового пути;
  • при выборе машины типа ПНБ следует учитывать крепость и крупность кусков погружаемой породы, а так же высоту выработки.

При уборке горной массы погрузочно-транспортными машинами, сменную эксплуатационную производительность можно определить поформуле:

Q см =(T-tпз -tр )/(tосн +tвсп )*(tосн )*(1+kот )*uк *Kз /Kр (4.14)

где T=360, продолжительность смены, мин;

t пз =30, время на подготовительно- заключительные операции, мин;

t р =10 время личное, мин;

t всп =3 время на вспомогательные операции, мин/рейс;

k от =1,07 коэффициент отдыха;

u к =3,5 обьем грузонесущего ковша, м3

K з =0,75 коэффициент заполнения;

K р =1,5 коэффициент разрыхления горной массы;

t осн — время основных операций, мин/рейс

t осн =L/Vn +L/Vр +tn +tр

где L=0,052 расстояние транспортировки, км;

V n =3 скорость движения с грузом, км/час;

V р =6 скорость движения порожняка, км/час;

T п =0,7 время погрузки, мин;

t р =0,4 время разгрузки, мин.

t осн =0,052/3+0,052/6+0,7+0,4=1,124 мин/рейс

Q см = (360-30-10)/(1,124+3)*(1,124)*(1+1,07)*3,5*0,75/1,5=76,51м3 /см

4.1.7 Снабжение сжатым воздухом

Производительность комрессорной станции рассчитывается на максимальный расход сжатого воздуха.

Расход сжатого воздуха.

Q б = gб * nб * Кб * Км (4.15)

Где g б — количество воздуха потребляемого одной машиной, 13м3 /мин

n б — количество машин, 1

К б — коэффициент одновременной работы, 0,8

К м — коэффициент учитывающий изношенность машин, 1,092

Q б = 13* 1 * 0,8 * 1,092 = 11,35 м3 /мин

Потери сжатого воздуха в трубопроводе.

Q п = gу * L (4.16)

где L — длина трубопровода, 0,052 км

g у — допустимая утечка воздуха,

Q п = 5 * 0,052 = 0,26м3 /мин

Потребное количество воздуха.

Q потр = Qб + Qп (4.17)

где Q б = 11,35 потребляемое количеств сжатого воздуха на бурение м3 /мин

Q п = 0,26 потребляемое количеств сжатого воздуха на восполнение утечек м3 /мин

Q потр =11,35 + 0,26 = 11,61м3 /мин

Диаметр труб.

D = 3,18 * Q потр 1/2 =3,18*11,611/2 = 18,46< 50мм.

Применяем d = 50мм

4.1.8 Снабжение промышленной водой

В подземных выработках для борьбы с пожарами и пылью следует проектировать объединенные пожарно — оросительные трубопроводов Сеть пожарно — оросительного трубопровода должна быть постоянно заполнена водой под напором.

Сеть пожарно — оросительного трубопровода в подземных выработках должна состоять из магистральных и участковых линий, диаметр магистральных линий независимо от расчета на пропускную способность быть не менее 100мм, а участковых — не менее 50мм.

Магистральные линии прокладывают в вертикальных и наклонных стволах, штольнях околоствольных дворах, главных и групповых откаточных штреках, квершлагах и уклонах.

Концы участковых пожарно — оросительных трубопроводов должны отставать от забоев подготовительных выработок не более чем на 50м. и быть оборудованы пожарным краном, у которого располагается ящик с двумя пожарными рукавами и пожарным стволом. Давление воды на выходе из пожарных кранов должно составлять при нормированном расходе воды на подземное пожаротушение 0,5 — 1,0 МПа (5 — 10кгс/см 2 ), а в трубопроводах — ограничивается их прочностью. На участках трубопроводов, где давление превышает 1,0 МПа(10кгс/см2 ), перед пожарным краном должны быть установлены редуцирующие устройства.

Пожаро — оросительный трубопровод оборудуется однотипными пожарными кранами. На ящиках для хранения пожарных рукавов и стволов должны быть нанесены надписи: «Пожарные рукава, стволы».

Для отключения отдельных участков пожарно-оросительного трубопровода или подачи всей воды на один пожарный участок. На трубопроводе должны быть расположены задвижки в следующих местах:

  • а) на всех ответвлениях водопроводных линий;
  • б) на водопроводных линиях, не имеющих ответвлений, — через каждые 400 метров.

Пожарно — оросительные трубопроводы оборудуются распределенными и регулирующими давление устройствами, которые должны быть последовательно пронумерованы и нанесены на схему трубопроводов с указанием порядка их применения.

Для подземных трубопроводов следует предусматривать защиту от коррозии по ГОСТу 9.015-74 «Подземные сооружения. Общие технические требования».

Весь шахтный пожарно — оросительный трубопровод окрашивается в опознавате…