Реферат по взрывным работам

Обновлено: 05.07.2024

Цель и основные задачи вопросов ведения БВР – изучение технологических требований и методов ведения БВР на открытых горных работах.

Для решения поставленной цели, необходимо решить следующие основные задачи:

изучение основных технологических требований к буровзрывным работам;
изучение технологии ведения взрывных работ шпуровыми зарядами;
изучение технологии ведения взрывных работ скважинными зарядами;
изучение технологии ведения взрывных работ траншейными зарядами;
изучение методов котловых зарядов.

Взрывные работы производятся в тех случаях, когда непосредственная выемка пород невозможна или затруднена без предварительного их отделения от массива. В настоящее время, горная порода, относящаяся к VI и более группы по СНиПу подлежат к взрыванию.

От качества дробления горных пород, в значительной степени, зависит производительность погрузочного и транспортного оборудования и затраты на их разработку.

Основные технологические требования к БВР

К взрывным работам на карьерах, предъявляются следующие основные требования:

1. Взрывание горного массива должно обеспечивать требуемую степень дробления. Максимальный допустимый размер кусков горной массы (м) 1_к может быть ограничен вместимостью Е ковша (м 3 ) экскаватора

вместимостью V_т транспортного сосуда (м 3 )

ункера или дробильной установки

шириной В_к ленты (м) конвейера

Куски взорванной горной породы, не удовлетворяющие приведенным выше ограничениям, называются негабаритными.

2. Количество негабаритных кусков горной массы должно быть минимальным, а дробление – равномерным.

3. Развал взорванной горной массы должен быть кучным, а его размеры и форма должны соответствовать параметрам применяемого погрузочного и транспортного оборудования.

4. Площадки и откосы уступов должны иметь заданные отметки и форму.

5. Объём взорванной горной массы, должен быть достаточным для бесперебойной работы погрузочных машин при обеспечении их безопасности и высоких технико-экономических показателей.

Выполнение выше перечисленных требований, достигается правильным выбором методов ведения и параметров взрывных работ, а также рациональной их организацией.

В настоящее время различают следующие основные методы ведения взрывных работ, к ним относятся: метод шпуровых и скважинных зарядов, метод траншейных и котловых зарядов ВВ.

Технология ведения взрывных работ шпуровыми зарядами

Технология ведения взрывных работ шпуровыми зарядами, технология производства которых заключается в следующем: бурение шпуров, зарядка шпура ВВ, забойка шпура, оцепление границы опасной зоны взрыва шпуровых зарядов и взрывания.

Метод шпуровых зарядов на открытых горных работах применяется как вспомогательный, при взрывании негабаритных кусков горных пород, при разрушении порогов в подошве уступа, и в других случаях. Шпуровой метод также применяется при добыче строительных материалов с высотой уступа до 5 м. Метод шпуровых зарядов эффективно применяется при проходке траншей, ирригационных каналов, коллекторов и других сооружений, с целью создания не нарушенных откосов при контурном взрывании. Шпуровые заряды, также применяются при строительстве автомобильных и железных дорог, глубина выемки которых, не превышает 5 м.

Следует отметить, что шпуровой метод является самым дорогостоящим из всех методов, при которых заряд ВВ размещает внутри разрушаемого массива. Этот метод требует высокого удельного расхода ВВ и больших трудовых затрат на бурение шпуров.

Технология ведения взрывных работ скважинными зарядами ВВ

Технология ведения взрывных работ скважинными зарядами ВВ, технология формирования которых заключается в следующем: бурение скважин, размещение промежуточного детонатора для усиления малочувствительных зарядов ВВ с детонирующим шнуром, зарядка скважин рассыпчатым взрывчатым веществом, забойка скважины, оцепление границы опасной зоны взрыва и производства взрывания. Метод скважинных зарядов ВВ, в настоящее время, широко применяется на открытых горных работах, при разработке месторождения полезных ископаемых, не рудных строительных материалов, при строительстве ирригационных сооружений различного рода назначения, в строительстве автомобильных и железных дорог, глубина выемки которых превышает более 5 м и т.д.

Метод скважинных зарядов по сравнению со (с методом шпуровых зарядов) шпуровыми, имеет следующие достоинства:

в 4-5 раз повышается производительность труда рабочих по циклу БВР;
на 20-40% уменьшается удельный расход ВВ;
создаётся одновременно взрывать неограниченное количество горной массы, позволяющее применять современные горные машины и механизмы;
имеется возможность регулирования степени дробления горных пород взрывом современными различными методами.

При данном методе, скважины в массиве можно располагать вертикально, наклонно и горизонтально к плоскости горизонта. Наиболее широко применяются вертикальные скважинные заряды. Наклонные заряды имеют ряд достоинств по сравнению с вертикальными. Горизонтальные скважины на открытых разработках применяются редко.

Наибольшее применение на карьерах получили вертикальные скважины, при бурении которых обеспечиваются высокая производительность буровых станков и хорошие условия для механизированного заряжания скважин. Наклонные скважины бурятся под углом b_с=60¸85 0 . При b_c=a (где а - угол откоса уступа) сопротивление породы взрыванию постоянно по высоте уступа, что обеспечивает высокую степень дробления и хорошую проработку подошвы уступа. Горизонтальные скважины (b_c=0) применяются в комбинации с вертикальными, при взрывании высоких уступов, в основании которых залегают породы небольшой крепости.

При вертикальном расположении скважинных зарядов ВВ основными параметрами БВР являются: диаметр скважины, высота уступа, расстояние между зарядами, расстояние между рядами, длина перебура, длина забойки, масса заряда и линия наименьшего сопротивления.

Технология ведения взрывных работ траншейными зарядами ВВ

Метод технологии заключается следующим образом: проходка траншеи глубиной равной глубине выемки, укладка детонирующего шнура не менее двух ниток вдоль траншеи с установкой промежуточного детонатора, в качестве чего используют мешки из Аммонита 6ЖВ массой равной 40 кг для усиления чувствительности основного заряда ВВ, зарядка траншеи рассыпчатым ВВ, забойка, обваловка траншейных зарядов грунтом, который вынимают из контура профильного сечения выемки, оцепление границы опасной зоны массового взрыва и взрывание. В настоящее время, метод траншейных зарядов ВВ, широко применяется при строительстве ирригационных сооружений различного рода назначения, и при вскрытии месторождений полезных ископаемых в различных грунтах, крепости I-IV по СНиПу.

Технология ведения взрывных работ котловыми зарядами

Технология ведения взрывных работ котловыми зарядами, метод заключается в следующем: размещении сосредоточенных зарядов ВВ массой 400-2000 кг в котлах, образуемых при бурении скважин, с помощью специальных буровых расширителей и последовательных взрывов небольших зарядов. Этот метод применяется при невозможности размещения в скважинах заряда ВВ, наличии трудновзрываемых пород (особенно в нижней части уступа), обрушении высоких уступов полускальных пород и при проведении полутраншей на косогоре.

Буровзрывные работы: выводы

Выполнение вышеперечисленных основных технологических требований, достигается правильным выбором методов ведения и параметров взрывных работ, а также рациональной их организацией.

Метод шпуровых зарядов широко применяется на открытых и подземных горных работах: при дроблении негабаритных кусков горных пород, разрушении порогов в подошве уступа и при проходке подземных горных выработок. Шпуровой метод является самым дорогостоящим из всех методов, при которых заряд ВВ помещают внутри разрушаемого объекта. Этот метод требует высокого удельного расхода ВВ и больших трудовых затрат на бурение шпуров.

Метод скважинных зарядов, по сравнению со шпуровым, имеет следующее достоинство: в 4-5 раз повышается производительность труда рабочих по циклу буровзрывных работ; на 20-40% уменьшается расход ВВ на единицу отбиваемой массы; создаётся возможность одновременно взрывать неограниченное количество горной массы, позволяющая применять современные машины и механизмы; имеется возможность регулирования степени дробления горных пород взрывом.

Метод траншейных зарядов ВВ, широко применяют для строительства гидротехнических сооружений в различных грунтах. Главным достоинством, этого метода, следует считать: быстроту подготовки и сжатые сроки выполнения, высокую производительность и возможность применения в районах, лишенных источников энергоснабжения. Основным недостатком является: высокая себестоимость в 1,5-2,0 раза, превышающая себестоимость выемки экскаватором.

Метод котловых зарядов в настоящее время, применяется редко. Достоинства метода: он позволяет намного сократить буровые работы и повысить эффективность взрывных работ. Недостатки: неравномерность дробления из-за сосредоточенности ВВ в отдельных участках массива и образование заколов на уступе.

Буровзрывные работы — заключаются в отделении горных пород от массива при одновременном дроб¬лении их на куски необходимых размеров путем взрывания зарядов ВВ, располагаемых в специальных углублениях (шпуры, скважины), пройденных с помощью бурения. Шпур – цилиндрическая подземная горная выработка (полость в массиве), пройденная способом бурения и имеющая глубину до 5 м и диаметр до 75 мм; все, что превышает указанные параметры - скважины. На подземных работах иногда особо выделяют штанговые шпуры (штанговые скважины) – полости диаметром 50-75 мм глубиной до 15 м.

Прикрепленные файлы: 1 файл

Реферат Буровзрывные работы и их организация.docx

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

По дисциплине "Организация и планирование горного производства" ("ОиПГП")

на тему "Буровзрывные работы и их организация"

Проверил доцент кафедры геологии

Подготовил студент группы. МД-11

2014
БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ

Буровзрывные работы — заключаются в отделении горных пород от массива при одновременном дроблении их на куски необходимых размеров путем взрывания зарядов ВВ, располагаемых в специальных углублениях (шпуры, скважины), пройденных с помощью бурения. Шпур – цилиндрическая подземная горная выработка (полость в массиве), пройденная способом бурения и имеющая глубину до 5 м и диаметр до 75 мм; все, что превышает указанные параметры - скважины. На подземных работах иногда особо выделяют штанговые шпуры (штанговые скважины) – полости диаметром 50-75 мм глубиной до 15 м. Как у любой подземной выработки начало шпура (скважины) называют устьем, дно – забоем.

Требования к БВР при проведении горных выработок:

- обеспечить заданную форму и размеры поперечного сечения выработок;

- обеспечить равномерное дробление породы и кучное ее расположение около забоя, что способствует повышенной производительности погрузки;

- обеспечить высокий коэффициент использования шпуров и заданное по паспорту подвигание забоя;

- исключить нарушение массива пород за контуром выработки;

- в шахтах, опасных по взрыву газа или пыли - дополнительные требования по исключению возможности взрыва метана и угольной пыли.

Машины для бурения шпуров

Сверла. Применяют для бурения шпуров в мягких породах с коэффициентом крепости по шкале проф. М.М. Протодьяконова f ≤ 4-6. В этих машинах используют вращательный способ бурения. Буровой инструмент для вращательного бурения состоит из резца и штанги с хвостовиком (рис.). Резцы армируют твердыми сплавами. Штанги для сухого бурения изготавливают витыми из полосовой стали ромбического сечения.

Буровая штанга для вращательного бурения: 1— резец, 2 — стержень, 3 — хвостовик

При вращательном бурении резец бурового инструмента, прижимаясь к забою шпура под действием внешних усилий, при вращении срезает и скалывает частицы породы. Породная мелочь, образующаяся при бурении шпуров, удаляется по виткам штанги.

В качестве бурильных машин при вращательном бурении применяют ручные или колонковые электрические или гидравлические (реже - пневматические) сверла. Конструкция ручных сверл довольно простая. В них имеется электродвигатель, понижающий редуктор и патрон шпинделя, в котором закрепляется хвостовик буровой штанги. Ручные сверла массой 16-24 кг применяют для бурения в мягких породах с f ≤ 2 при осевом усилии до 30 кг. Работу этими сверлами производят с руки или с легкой распорной колонки, тогда в конструкцию сверла добавляется механизм для принудительной подачи сверла на забой (рис.). Мощность двигателя 1,0-1,4 кВт.

Схема установки ручного электросверла с канатным податчиком в забое выработки:

1 — электросверло; 2 — барабан канатного податчика; 3 — стальной канат (трос);

4 — распорная колонка; 5 — бур

Колонковые сверла массой 100-120 кг с двигателем мощностью 2,5-5,0 кВт применяют в породах с коэффициентом крепости f до 4-6. Такие сверла крепят или на распорных колонках, или на манипуляторах буровых кареток.

Перфораторы (бурильные молотки). Это машины ударно-поворотного действия, которые применяют для бурения шпуров в породах средней крепости и крепких. По виду потребляемой энергии различают пневматические и гидравлические перфораторы (реже - электрические).

Перфоратор состоит из воздухораспределительно- ударного механизма, устройств для поворота бура, очистки шпуров от буровой мелочи (шлама), смазки трущихся частей и др.

Ударный механизм перфоратора состоит из цилиндра и поршня-бойка, совершающего под действием сжатого воздуха возвратно-поступательные движения. При ходе вперед (рабочий ход) поршень наносит удар по хвостовику бура, который через тело бура и лезвие коронки передается породе, разрушая ее.

Схема ручной бурильной машины ударно-поворотного действия:

1 – воздухораспределительно- ударный механизм; 2 – механизм поворота; 3 – промывочное (продувочное) устройство; 4 – виброгасящее устройство; 5 -

При обратном ходе (холостой ход) происходит поворот поршня и, следовательно, поворот бура на некоторый угол. При последующем ударе лезвия бура порода в забое шпура разрушается в другом месте. Поворотный механизм, осуществляющий поворот поршня и бура, состоит из геликоидального стержня и храпового механизма или из геликоидальной нарезки на штоке поршня. Углубление шпура происходит за счет раздавливания, дробления и скалывания породы.

В зависимости от числа ударов поршня перфораторы делят на обычные (до 2000 ударов в минуту) и быстроударные (более 2000 ударов). Их ударные механизмы отличаются только размерами (диаметром и ходом поршня). Если у обычных перфораторов диаметр поршня изменяется от 60 до 70 мм, а ход поршня составляет 50 — 70 мм, то у быстроударных ход поршня уменьшен до 30 - 40 мм, и за счет этого возрастает частота ударов, но для сохранения энергии удара диаметр поршня увеличивается до 90 - 120 мм.

У быстроударных перфораторов частота ударов составляет 2000 - 6000 в минуту. Скорость бурения возрастает в 2 - 3 раза, но вместе с тем возрастает и вибрация. Вибрация перфоратора может привести к вибрационным заболеваниям бурильщиков, если не использовать виброгасящие приспособления.

По условиям применения пневматические перфораторы подразделяют на переносные (ПП), телескопные (ПТ) и колонковые (ПК).

Переносные (ручные) перфораторы предназначены для бурения нисходящих, горизонтальных и наклонных шпуров при проведении горизонтальных и наклонных выработок небольшого поперечного сечения (ПП63П). Они имеют вес от 15 до 40 кг и диаметр поршня от 60 до 100 мм.

Работу переносными перфораторами обычно ведут с пневматических поддерживающих колонок (пневмоподдержек), состоящих из цилиндра и выдвижного штока - поршня. Шток поршня пневмоподдержки упирается в почву (рис.). Перфоратор шарнирно соединен с верхней частью цилиндра пневмоподдержки. Усилие подачи перфоратора на забой регулируется углом наклона пневмоподдержки и давлением воздуха в цилиндре, которое регулируется вентилем на пневмоподдержке.

Схема размещения переносного перфоратора с установкой сухого пылеулавливания в забое:

1 — буровая штанга; 2 — перфоратор; 3 — пылеотводящий рукав; 4 — пылеуловитель;

5 — эжектор; 6 — пневмоподдержка; 7 — рукав для воздуха; 8 — автомасленка

Телескопные перфораторы предназначены для бурения шпуров и скважин, направленных вверх при проведении восстающих, камерных выработок, а также при бурении шпуров для установки штанговой крепи.

1 - выдвижной шток; 2 — цилиндр телескопной колонки;

3 - бурильный молоток; 4 - буровая штанга

Составная часть телескопных перфораторов — поршневые автоподатчики (телескопы). Величина подачи телескопного устройства 500-750 мм, усилие подачи до 1,85 кН. Частота 2600-2800 ударов в мин.

В соответствии с ГОСТ телескопные перфораторы должны изготавливаться двух типоразмеров ПТ30 и ПТ48 (здесь число – масса молотка).

Колонковые перфораторы предназначены для бурения с колонок и буровых установок шпуров и скважин при проведении горизонтальных выработок большого сечения. В соответствии с ГОСТ колонковые перфораторы должны изготавливаться шести типоразмеров ПК50, ПК60, ПК75, ПК120, ПК150 и ПК 175 (число соответствует массе).

Устройство и принцип действия колонковых перфораторов почти не отличаются от устройства и принципа действия переносных, за исключением автоподатчика, с помощью которого перфоратор подается на забой и обратно. Ход подачи 1200. 1400 мм.

Колонковые перфораторы устанавливают на распорных винтовых или пневматических колонках. Распорная колонка устанавливается вертикально между почвой и кровлей выработки или горизонтально между ее боками. Колонковый перфоратор вместе с распорной колонкой и автоподатчиком обычно называют бурильной установкой (рис.).

Колонковая бурильная установка:

1 – гидравлический перфоратор; 2 - салазки;

3 — распорная колонка; 4 — пульт управления

Буровые каретки. В последние годы перфораторы с автоподатчиками стали монтировать на манипуляторах (стрелах) буровых кареток, что позволило значительно увеличить площадь обуриваемого забоя и производительность бурения. Каретки выпускаются на рельсовом, гусеничном или пневмоколесном ходу.

Они включают в себя бурильную головку с податчиком, манипулятор (1-3) и ходовую часть. Глубина шпуров достигает 2.5-3.0 м для отечественный установок, до 4-5 м – для импортных.

Наиболее эффективными считаются буровые каретки на пневмошинном ходу с двигателями внутреннего сгорания, автономной маслостанцией, укомплектованные компьютером и цифровыми видеокамерами. Роль бурильщика сводится к наблюдению за работой установки. В начале смены он устанавливает в компьютер бурильной установки сменный носитель информации (флешку) с записанной на нем программой обуривания забоя. После каждого взрыва цифровая видеокамера производит съемку забоя, а компьютер корректирует паспорт буровзрывных работ.

Буры для пневматических бурильных машин изготавливают из легированной круглой или шестигранной стали диаметром 22, 25, 28 и 32 мм с внутренним осевым каналом 7—9 мм и со съемными головками (коронками), армированными твердыми сплавами.

В комплект для бурения входят несколько буров, забурник длиной 0,7—1,0 м. Каждый последующий бур длиннее предыдущего на 0,7—1,0 м.

Выпускаются коронки пластинчатые: КДП — долотчато-пластинчатые; КТП — трехперые пластинчатые; ККП — крестовые пластинчатые; штыревые и др.

Для отбойки пород заряды ВВ размещают в шпурах различного назначения, образующих шпуровой комплект. Он состоит из шпуров врубовых, отбойных (вспомогательных) и оконтуривающих.

Врубовые шпуры (1—4) предназначены для предварительного образования врубовой полости и создания дополнительных плоскостей обнажения.

Отбойные (вспомогательные) шпуры (5—8) предназначены для расширения полости, образованной взрывом зарядов врубовых шпуров. Заряды в этих шпурах взрывают сразу же после взрыва зарядов во врубовых шпурах. Вспомогательные шпуры располагают равномерно по площади забоя между врубовыми и оконтуривающими.

Оконтуривающие шпуры (9—18) служат для отбойки горной массы до проектного контура поперечного сечения выработки. Располагаются они по периметру забоя выработки на расстоянии 0,1—0,2 м от контура выработок и заряды ВВ в них взрывают последними. В выработках, проводимых в слабых породах, дно оконтуривающих шпуров совпадает с проектным контуром выработки, а в некоторых случаях их не добуривают во избежание увеличения проектного сечения выработки. В крепких породах дно шпура выходит за пределы контура выработки на 5—15 см.

Число шпуров в каждой группе определяют в зависимости от площади поперечного сечения выработки. Для выработок площадью сечения до 10 м2, проводимых по крепким породам, принимается среднее соотношение групп шпуров 1:0,6:1,6; для выработок большой площади сечения (до 20 м2) — 1:1,3:1,5.

Общее число шпуров в забое может быть определено по эмпирической формуле проф. М.М. Протодьяконова

где N – общее число шпуров, f – коэффициент крепости пород, S – площадь поперечного сечения выработки вчерне.

Глубину шпуров можно определить расчетом или принять на основании практических данных.

Прострелочно-взрывные работы в скважинах имеют большое значение для правильной оценки продуктивности разведочных скважин, а также достижения максимальной отдачи или приёмистости продуктивных пластов, сокращения сроков бурения, опробования, освоения и, следовательно, подсчёта запасов на месторождениях нефти и газа. С помощью прострела и взрыва осуществляются такие операции, как боковой отбор… Читать ещё >

Прострелочно-взрывные работы в скважинах и ядерные взрывы в промышленности ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

ПРОСТРЕЛОЧНО-ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ В СКВАЖИНАХ

В геологоразведке при бурении и эксплуатации скважин для разведки и разработки месторождений полезных ископаемых (газа, нефти, угля, воды и др.) широко применяются прострелочно-взрывные работы. Осуществляются эти работы во всех случаях, когда механические являются трудоёмкими и сложными.

Прострелочно-взрывные работы классифицируются следующим образом (с учётом вида операций и технических средств):

• перфорация стенок скважин стреляющими аппаратами — кумулятивными, пулевыми и снарядными (торпедными) перфораторами — для вскрытия и повышения отдачи или приёмистости пластов;
• разрыв пластов с помощью скважинных аппаратов — пороховых генераторов давления — и торпедирование скважин в целях повышения отдачи или приёмистости пластов;
• каротаж пластов с прострсливанисм канала для отбора проб жидкостей и газа;
• отбор образцов пород стреляющими грунтоносами для изучения геологического разреза скважин;
• торпедирование бурильного и эксплуатационного инструмента с помощью торпед фугасного и направленного действия при ликвидации скважин и аварий в них;
• простреливание колонн бурильных или насосно-компрессорных труб перфораторами для восстановления циркуляции жидкости в скважине;
• разделительный тампонаж в скважинах с помощью взрывных пакеров.

При изменении и совершенствовании техники и технологии разведки и разработки месторождений нефти, газа, угля, воды технические средства и материалы для прострелочно-взрывных работ, методы и технология их применения также постоянно совершенствуются и обновляются. Так, для ликвидации аварий в скважинах разработаны торпеды фугасного и кумулятивного действия, заменившие ранее применявшиеся торпеды кустарного изготовления. Созданы современные пороховые генераторы давления, которые в ряде случаев позволяют заменить дорогостоящий и сложный метод гидроразрыва пластов, а для разделительного тампонажа в скважинах разработаны взрывные пакеры, заменяющие трудоёмкие операции по установке цементных мостов.

Благодаря прострслочно-взрывным работам в большинстве случаев удается успешно ликвидировать различные аварии, связанные с прихватом бурового инструмента и колонн труб, с оставлением посторонних предметов на забое и в стволе скважины. Для прострелочно-взрывных работ характерны высокая эффективность и производительность работ, при сравнительно низких стоимости и трудоемкости всех операций.

Начальным процессом технологии добычи скальных пород является их отделение от массива и дробление на куски определенных размеров. В настоящее время на карьерах универсальным и практически единственным высокоэффективным способом подготовки скальных пород к выемке является их разрушение энергией взрыва. Этот способ останется доминирующим и на перспективу 20-25 лет, если не будут открыты какие-либо принципиально новые способы разрушения скальных пород с реализацией больших мощностей. Это объясняется тем, что при взрыве заряда промышленного ВВ массой 1 кг выделяется практически мгновенно мощность более 70 млн. кВт, а при использовании механических, электрических, магнитных и других способов разрушения пород реализуемая мощность составляет только сотни киловатт. Именно поэтому эффективность разрушения взрывом особенно крепких пород несоизмеримо выше, чем другими способами.

Для ведения взрывных работ в массиве пород бурят шпуры, скважины или проходят камеры, в которых размещают, а затем взрывают заряды взрывчатых веществ (ВВ). Трудоемкость буровзрывных работ составляет 10-20% общей трудоемкости добычи. С увеличением крепости пород относительная трудоемкость буровзрывных и, в первую очередь, буровых работ возрастает.

Качество взрыва характеризуется в основном равномерностью и крупностью дробления скального массива, процентом выхода негабарита, состоянием подошвы уступа, шириной развала горной массы. Являясь начальным процессом технологии добычи, взрывание определяет эффективность всех последующих процессов: погрузки, транспортирования, механического дробления и переработки минерального сырья. В настоящее время горные предприятия оснащаются мощными высокопроизводительными буровыми станками, экскаваторами, автосамосвалами и думпкарами. При обычной технологии добычи с использованием для транспортирования породы автосамосвалов или думпкаров время их загрузки экскаватором благодаря хорошему дроблению породы взрывом уменьшается в 1,5-2 раза, а надежность и долговечность их работы возрастает в 2-3 раза. Внедрение на крупных карьерах прогрессивной циклично-поточной технологии, когда транспортирование горной массы из карьера производится мощным ленточным конвейером, особенно эффективно при обеспечении интенсивного равномерного дробления горных пород взрывом.

За последние годы на карьерах обновляется ассортимент промышленных ВВ: вместо порошкообразных ВВ широко применяют гранулированные ВВ заводского изготовления - гранулиты, граммониты, гранулотол, алюмотол. На карьерах все шире внедряется механизированное заряжание и забойка скважин. Увеличивается использование ВВ, приготовляемых горными предприятиями на пунктах, расположенных в непосредственной близости от карьеров, или в зарядных машинах непосредственно на заряжаемых блоках. Это обычные и металлизированные игданиты на основе гранулированной аммиачной селитры, водосодержа-щие ВВ акватолы, акваналы, карбатолы, горячельющиеся ВВ. Все это обеспечивает повышение качества и эффективности взрывов, но одновременно повышает требования к квалификации персонала, выполняющего взрывные работы, к проектной документации по взрывам, способствует быстрейшему внедрению новейших научно-технических достижений в области интенсификации дробления горных пород при массовых взрывах, а также применению ЭВМ при расчетах параметров взрывания и выбора оптимального варианта отбойки.

Весьма интересные работы выполняются по применению взрывов и в других отраслях народного хозяйства: в металлургии, машиностроении, строительстве, тушении лесных и нефтегазовых пожаров.

Сказанное показывает важность и широту использования энергии взрыва как универсального, весьма эффективного по производительности и срокам выполнения, относительно безопасного способа выполнения трудоемких работ, связанных с разрушением и перемещением больших объемов горных пород в горном деле, строительстве и других областях народного хозяйства.

Взрывные работы на карьерах и других объектах должны вестись в строгом соответствии с Едиными правилами безопасности при взрывных работах и Техническими правилами ведения взрывных работ на земной поверхности, регламентирующими основные действия и приемы обращения с ВМ, знание которых обязательно для руководителей и производителей взрывных работ.

Краткая история развития взрывных работ

Развитие взрывных работ (взрывного дела) происходило в следующих основных направлениях:

- создание промышленных ВВ и средств их инициирования;

- создание средств бурения шпуров и скважин;

- составление классификаций горных пород для оценки их сопротивляемости разрушению при бурении и взрывании;

- разработка теорий детонации промышленных ВВ и разрушения горных пород при их бурении и взрывании.

Первым известным человечеству взрывчатым веществом был черный порох, который использовали вначале для огнестрельного оружия и для разрушения военных укреплений.

Применение пороха в России в созидательных целях началось в середине XVI в. для подрывания на реках скал и камней, мешавших судоходству.

Для подрыва крепостных стен подземными зарядами черный порох впервые применен при осаде Будапешта (1489 г) и Казани (1552 г).

В горном деле черный порох для заряжания шпуров применен впервые в 1627 г. в Германии при проведении штольни.

Бурное развитие промышленности во второй половине XIX в. привело к созданию и производству новых мощных ВВ и СИ. Вот некоторые основные даты: в 1799 г.А. А. Мусин-Пушкин опубликовал один из первых трудов по технологии изготовления ВВ, в 1812 г. в России П.Л. Шилинг впервые применил электрический воспламенитель для взрывания пороховых зарядов; В 1831 г. в Англии Бикфорд изобрел огнепроводный шнур; в 1846 f. в Италии А. Собреро получил тринитроглицерин. В 1853 г. в России Н.Н. Зининым и В.Ф. Петрушевским было предложено ВВ на основе тринитроглицерина, аналогичное по составу динамитам.

В 1885 г. в качестве ВВ начали использовать пикриновую кислоту, которую до этого много лет использовали как желтый краситель для тканей. С 1887 г. начали применять тетрил, который с 1906 г. является основным вторичным инициирующим ВВ для изготовления капсюлей-детонаторов и электродетонаторов. Детонирующий шнур для инициирования зарядов ВВ был изобретен в 1879 г.

C 1891 г. начали применять тротил, полученный в 1863 г. Это ВВ было основным для снаряжения боеприпасов в первой мировой и Великой Отечественной войнах. Применяется как основной компонент в аммонитах, как самостоятельное ВВ в гранулированном виде (гранулотол). Наиболее мощные ВВ гексоген и ТЭН были получены в конце XIX в. ТЭН применяется для изготовления капсюлей-детонаторов с начала XX в., а с 1930 г. - для изготовления детонирующего шнура. Гексоген как ВВ применяется с 1920 г. Область применения этих ВВ расширяется. С 30-х годов в нашей стране происходит постепенная замена нитроглицериновых динамитов на более безопасные ВВ на основе аммиачной селитры:

аммониты (смесь тротила, селитры и горючего) и динамоны (смесь селитры и горючего). Эти ВВ к концу 50-х годов стали основными для карьеров.

Большая заслуга в разработке аммонитов и динамонов принадлежит канд. техн. наук В.А. Ассонову. Динамоны, известные с 30-х годов, особенно широко применялись в период Великой Отечественной войны, когда страна испытывала недостаток в других ВВ. С 1953 г. динамоны не применяются из-за расслаиваемое™ заряда в скважине при заряжании. К применению простейших ВВ, не содержащих тротил, отечественная промышленность приступила снова в конце 50-х годов на основе работ акад. Н.В. Мельникова, проф. Г.П. Демидюка и других специалистов, исследовавших взрывчатые свойства смеси 94% гранулированной аммиачной селитры и 6% солярового маслаг получивших название игданиты.

С середины 50-х годов начата разработка группы аммиачно-селитренных ВВ заводского изготовления: мощных скальных аммонитов с добавками гексогена, гранулитов и граммонитов на основе гранулированной аммиачной селитры, грубодисперсных водосодержащих и горячельющихся ВВ. Пониженная по сравнению с порошкообразными чувствительность гранулированных ВВ, хорошая сыпучесть и малое пыление при заряжании позволили успешно решать задачи механизации взрывных работ на карьерах и рудниках. Для инициирования зарядов ВВ пониженной чувствительности были созданы промежуточные детонаторы в виде прессованных или литых цилиндрических шашек из тротила и гексогена. Для взрывания обводненных массивов применяют гранулированные тротил (гранулотол) и алюмотол. Разработаны и широко используются пиротехнические замедлители типа КЗДШ для короткозамедленного взрывания с помощью ДШ.

В XIX в. для размещения зарядов на карьерах осуществлялось малопроизводительное бурение шпуров бурильными молотками. С 20-х годов XX в. в СССР начинает внедряться ударно-канатное бурение скважин диаметром 150 мм, а затем до 300 мм. Этот способ бурения был основным до начала 60-х годов. В 50-х годах на угольных разрезах по мягким породам начинают успешно применять станки вращательного шнекового бурения, а с 60-х годов - станки для бурения скважин диаметром 150-300 мм шарошечными долотами. Одновременно велись испытания станков с погружными пневмоударниками для бурения скважин диаметром 105-160 мм, станки огневого бурения, а затем более эффективного огневого расширения скважин, пробуренных шарошечными станками до диаметра 400-500 мм.

В настоящее время на карьерах до 80% объемов буровых работ выполняется шарошечными станками, а остальной объем - станками шнекового и пневмоударного бурения.

В середине XIX в. создана первая классификация горных пород рудников Колывано-Воскресенских заводов по трудоемкости их добычи (добываемости).

Проф.М. М. Протодьяконов в 1911 г. опубликовал первую научно обоснованную классификацию горных пород по крепости, до настоящего времени широко применяемую в горной промышленности.

В 40-50-х годах проф. А.Ф. Сухановым разработаны методические основы и созданы единые классификации горных пород по буримости и взрываемости, которые явились методической основой для составления таких классификаций для отдельных предприятий и бассейнов с целью нормирования этих видов работ.

На основе базовых свойств горных пород акад.В. В. Ржевский разработал фундаментальные основы составления и создал классификации горных пород по трудности их разрушения при бурении и взрывании.

Эти работы позволили, исходя из свойств пород, рассчитывать рациональные режимы бурения, параметры взрывания, затраты на погрузку и переработку полезных ископаемых и являются дальнейшим развитием работ в области классификации пород.

Расчетные методы при взрывании широко применялись французскими военными инженерами в минно-подрывном деле с XVII в. В дальнейшем формулы, выведенные для условий взрывания грунтов, стали применять в горном деле.

М.В. Ломоносов в 1749 г. впервые дал физическое объяснение явления взрыва и его действия на окружающую среду. В 1871 г.М. М. Боресков на основе работ М.М. Фролова предложил формулу для расчета зарядов на выброс, которой широко пользуются до настоящего времени.

Особенно крупные успехи в развитии теории и практики взрывных работ достигнуты после Великой Октябрьской социалистической революции. Советские ученые академики Н.Н. Семенов, Я.Б. Зельдович, Ю.Б. Харитон, М.А. Садовский, М.А. Лаврентьев, Н.В. Мельников, чл. -корр. АН СССР Л. Я - Компа-неец и другие выполнили цикл фундаментальных работ, по описанию сущности детонации зарядов ВВ, действию взрыва в непосредственной близости от заряда и на разных расстояниях от него. Большой вклад в анализ физических явлений, связанных с действием взрыва на горную породу, а также в создание методов расчета зарядов для различных условий сделали д-ра техн. наук А.Ф. Беляев, Ф.А. Баум, Б.М. Шехтер, К.К. Андреев, Г.П. Демидюк, М.М. Докучаев и др.

Интересные работы по моделированию действия взрыва методами электрогидродинамических аналогий (ЭГДА) выполнены проф.О.Е. Власовым.

Фундаментальные исследования механизма разрушения горных пород взрывом проведены проф.Г.И. Покровским и развиты в трудах профессоров А.Н. Ханукаева, В.Н. Мосинца, Ф.И. Кучерявого, М.Ф. Друкованного, чл. -корр. АН УССР Э.И. Ефремова и др.

С 1952 г. на карьерах СССР начинает внедряться короткозамед-ленное взрывание, что позволило обеспечить переход от однорядного к многорядному взрыванию, существенно увеличить масштабы взрывов и улучшить степень дробления пород.

Проводятся систематические исследования по разработке методов регулирования степени дробления горных пород взрывом на карьерах. Изучается изменение степени дробления различных по трещиноватости и крепости горных пород в зависимости от диаметра заряда, расхода и типа ВВ, сетки расположения и конструкции зарядов, интервала и схемы замедления, точки инициирования и т.д. Эти работы являются научно-инженерной основой для расчета и проведения взрывов с получением заданной крупности дробления, массива.

Приоритетные работы по развитию и совершенствованию взрывов на выброс проводят специалисты треста Союзвзрывпром. Так, в 1952-1953 гг. взрывами трех серий зарядов на выброс на Алтын-Топканском полиметаллическом месторождении при ЛНС отдельных зарядов, превышающих 50 м, и массе зарядов до 1600 т было взорвано и выброшено более 1 млн. м 3 горной породы. За счет этого срок ввода карьера в строй сократился на 16 мес, а себестоимость вскрытия снижена на 40%.

Широко используются взрывы на выброс и сброс для перемещения больших масс грунта при строительстве плотин, насыпей и т.п.

В 1966 и 1967 гг. под Алма-Атой на р. Малая Алмаатинка в ущелье Медео были проведены два взрыва серий зарядов для создания противоселевой плотины. Общая масса зарядов первого взрыва правого берега 5290 т при ЛНС основного заряда 85 м, а второго левобережного взрыва 3946 т при ЛНС, равной 46 м. В результате взрывов разрушено и сброшено в тело плотины около 3 млн. м 3 скальных пород (1,6 млн. м3 первым и 1,4 млн. м3 вторым) и была образована плотина средней высотой 84 м, шириной поверху около 100 м и понизу около 500 м. Эта плотина в 1973 г. задержала селевой поток огромной мощности (5 млн. м3) и спасла г. Алма-Ату от катастрофических разрушений.

В 1968 г. на р. Вахш взрывом на сброс серий зарядов общей величиной 2000 т образована каменно-набросная плотина. Объем плотины оказался около 1,5 млн. м 3 .

Большие объемы грунтов были выброшены взрывами на выброс при строительстве Аму-Бухарского канала и других мелиоративных сооружений в Средней Азии.

В разработке научно-инженерных основ применения крупных взрывов на выброс и сброс советские ученые занимают ведущее место в мире.

Последние 15-20 лет развиваются новые направления использования энергии взрыва ВВ в народном хозяйстве для взрывного упрочнения поверхностного слоя металлических конструкций (стрелочных переводов, зубьев ковшей экскаваторов, брони дробилок, и т.д.) с использованием ВВ для сварки и резки металлических конструкций и труб с использованием детонирующих шнуров в металлической оболочке с продольной кумулятивной выемкой, получения новых материалов.

Области применения энергии взрыва ВВ непрерывно увеличиваются, а объемы потребления в народном хозяйстве промышленных ВВ и СИ растут.

Лекции

Лабораторные

Справочники

Эссе

Вопросы

Стандарты

Программы

Дипломные

Курсовые

Помогалки

Графические

Доступные файлы (1):

Курсовая.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеративное агентство по образованию

ГОУ ВПО Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова

Кафедра ПРМПИ

Курсовая работа

П
Магнитогорск 2006 г.
роверил

1. Исходные данные для проектирования 4

2. Выбор типа бурового оборудования 5

3. Определение диаметра и глубины шпура 7

3.1 Глубина шпуров 7

3.2 Диаметр шпуров 7

4. Выбор типа В.В. 8

5. Определение удельного расхода В.В. 9

6. Выбор способа инициирования 12

7. Выбор типа вруба, числа и схемы расположения врубовых шпуров 14

8. Определение параметров заложения шпуров 16

9. Показатели буровзрывных работ 17

11. Правила безопасности при ведении взрывных работ в горной выработки 19

Список литературы 24

Введение

В данной курсовой работе по дисциплине "Технология и безопасность взрывных работ" я закрепил свои теоретические знания и приобрел практические навыки по составлению паспортов буровзрывных работ при проведении горных выработок.

В данном курсовом проекте использована рекомендуемая техническая литература и последние достижения современных рудников.

При проведении горизонтальных выработок к буровзрывным работам предъявляются повышенные требования в части обеспечения необходимого развала породы после взрыва и качественного дробления, высокой устойчивости выработок и оконтуривание их в соответствии с проектом. При проведении горизонтальных выработок отбойку с помощью буровзрывных работ выполняют в основном сплошным забоем небольшого поперечного сечения.

Эффективность горнопроходческих работ в значительной мере зависит от правильного выбора параметров буровзрывных работ (схемы расположения, числа диаметра и глубины шпуров, удельного расхода и типа ВВ, диаметра, конструкции и параметра зарядов, режима их взрывания и т.д.) и качественно составленного паспорта БВР.
^

1. Исходные данные для проектирования

Исходные данные представлены в таблице 1.1

2. Выбор типа бурового оборудования

3. Определение диаметра и глубины шпура

3.1 Глубина шпуров

Принимаем глубину шпуров исходя из технической возможности бурильной установки:

3.2 Диаметр шпуров

Диаметр шпуров принимаем исходя из технической характеристики бурильной установки (диаметр коронки - 36-56 мм) – 42 мм.

4. Выбор типа В.В.

Учитывая горнотехнические и горно-геологические условия проведения горной выработки, принимаем ВВ второго класса – Аммонит № 6ЖВ в патронах.

Патроны выпускаются диаметрами 32, 60 и 90 мм, весом 200-250 гр. 1400 гр. и 3000 гр.

Так как диаметр шпура 42 мм то наиболее подходящими будут патроны диаметром 32 мм, массой 250 гр. и длинной 25 см.

Характеристика аммонита №6ЖВ представлена в таблице 4.1.

Выбираем сплошной заряд с одним патроном боевиком и прямым инициированием.
^

5. Определение удельного расхода В.В.

Удельный расход ВВ, кг/м 3

где: e -1 – показатель обратный коэффициенту работоспособности, ;

P_эт – фугасность ВВ, принято за эталонное, см 3

P_х – фугасность применяемого ВВ, см 3

S_пр – площадь забоя выработки, м 2 .

f – коэффициент крепости пород по шкале проф. М.М. Протодьяконов;

k_уз – коэффициент усиления зарядов, (1,2-1,3)

Проф. Н.М. Покровский предложил для расчета удельного расхода ВВ формулу:

где: q_эт – нормальный удельный расход эталонного ВВ, кг/м 2 . Для нашего случая q_эт=1,1кг/м 3 ;

S₁ – коэффициент, учитывающий структурные особенности пород S₁ =1,5

– коэффициент зажима взрываемой породы =2

Ш.И. Ибраев предложил для расчета удельного расхода ВВ формулу

где: а_выр - коэффициент, зависящий от вида выработки a_выр = 0,3;

b_кэ - коэффициент относительной концентрации энергии в единице объема патронированного ВВ, b_кэ =1,2.

Рассчитав удельный расход принимаем q_вв=2,08 кг/м 3

Врубовые шпуры заряжают ВВ с удельным расходом в 1,15-13,8 раз больше максимального значения удельного расхода (большие значения для более крепких пород).

где: q_вр – удельный расход ВВ на образование врубовой полости, кг/м 3 ;

Q_вp – количество ВВ, размещаемого во врубовых шпурах, кг;

V_вр – объем врубовой полости;

К_рад – коэффициент разрушающего действия вруба, Крад=1,15-13,85.

Удельный расход ВВ в оконтуривающих шпурах целесообразно уменьшать для снижения законтурного разрушения.

Удельный расход ВВ в отбойных шпурах принимаем равным расчетному удельному расходу ВВ

Ориентировочное количество шпуров,

где: - коэффициент заполнения шпура, доли ед.;

- плотность заряжания, =1000 кг/м 3 .

Линия наименьшего сопротивления, м.

где: КИШ - коэффициент использования шпура, доли ед.

6. Выбор способа инициирования

В качестве способа инициирования зарядов примем электрический. Для взрывания врубовых шпуров используем ЭД мгновенного действия типа ЭД–8–Ж, отбойных – ЭДКЗ–ПМ–15 с замедлением 15 мс, оконтуривающих ЭДКЗ–ПМ–15 с замедлением 30 мс и ЭДКЗ–ПМ–15 с замедлением 45 мс для отбивания почвы забоя.

Соединение Э.Д. примем последовательное.

Сопротивление взрывной сети, Ом

где - число ЭД, шт.;

- сопротивление электродетонатора, Ом;

- сопротивление магистрального кабеля, Ом.

Среднее сопротивление электродетонаторов ЭД–8–Ж и ЭДКЗ–ПМ–15 составляет 2,5 Ом (=2,5 Ом).

Сопротивление магистральных проводов можно найти по формуле:

где - длина магистрального провода, м;

- удельное сопротивление магистральных проводов, Ом/м.

где - радиус безопасной зоны, м.

1,1 – коэффициент, учитывающий непрямолинейность прокладки магистрали.

Определим радиус безопасной зоны:

где Q –масса заряда, кг;

k_B – коэффициент пропорциональности, равный 50.

В качестве магистральных проводов выбираем провод марки ЭВ. Характеристика этого провода приведена в таблице 6.1

где - напряжение взрывного прибора ПИВ – 100М, В.

Условие безотказности выполняется, т.е. . Гарантийный ток при постоянном напряжении составляет 1 А.

7. Выбор типа вруба, числа и схемы расположения врубовых шпуров

Примем прямой призматический вруб с холостой центральной скважиной для увеличения площади обнажения.

Прямой вруб - это совокупность параллельных заряжаемых шпуров и компенсационных холостых скважин (шпуров), взаимное расположение которых с учетом предельных л.н.с. обеспечивает при взрывании в установленной последовательности образование врубовой полости заданной глубины, площадь поперечного сечения которой (размером не менее 1  1 м 2 ) необходима и достаточна для последующей отбойки массива горных пород в пределах поперечного сечения проводимой выработки с постоянной л.н.с. отбойных шпуров и коэффициентом их использования, близким к единице.

Прямой вруб имеет следующие достоинства:

1. Величина подвигания не зависит от ширины выработки. Это положение чисто теоретическое. Практически отклонение шпуров от заданного направления и их запрессовка ограничивают величину подвигания.

2. Высокая эффективность вруба в крепких породах. В производственных условиях в породах, склонных к пластической деформации, для полного выброса взорванной породы из вруба иногда в холостой шпур помещают дополнительный заряд ВВ, взрываемый после взрыва остальных. Тип ВВ для дополнительного заряда выбирают по чувствительности его к детонации, так как в случае высокой чувствительности дополнительный заряд может взорваться одновременно с другими зарядами, что приводит к запрессовыванию взорванной породы.

3. Малый разброс породы, который определяется направлением отбойки, влечет за собой повышение производительности погрузки в забое и уменьшение нежелательных последствий взрыва.

4. Позволяет создать максимальную концентрацию бурового оборудования у забоя, что важно для осуществления скоростного сооружения выработок. В перспективе применение прямого вруба позволит полностью механизировать и автоматизировать процесс бурения шпуров.

Трудоемкость бурения компенсационных скважин большого диаметра (в случае применения соответствующей конструкции прямого вруба);
Недостаточное исследование процессов, происходящих при взрыве прямого вруба, что затрудняет определять параметры прямого вруба в конкретных условиях.

8. Определение параметров заложения шпуров

При построении схемы расположения шпуров, число шпуров, установленных расчетным путем, можно корректировать исходя из условий целесообразного их размещения на забое. Сначала размещают врубовые шпуры, а после, на оставшейся площади забоя, располагают вспомогательные, отбойные и оконтуривающие. Объем взрываемой породы, приходящейся на один врубовый шпур, должен быть меньше, чем для отбойного шпура, так как врубовые заряды работают в условиях интенсивного "зажима" и одной свободной поверхности, их глубина должна быть на 10-20 % больше остальных.

Длину отбойных и оконтуривающих шпуров примем 1,55 метра.

Длина врубовых шпуров – 2 м

В качестве забойки примем щебень. Длина забойки 0,5м.

Для оконтуривающих шпуров применим контурное взрывание по методу зарядов пониженной бризантности. К этим зарядам относятся заряды, имеющие меньшую зону бризантности по сравнению с зарядами на основных взрывных работах. Понижение бризантности зарядов достигается включением в конструкцию заряда специальных конструктивных элементов в виде полостей (воздушных или заполненных инертными материалами).

Аммонит №6ЖВ передает детонацию на расстоянии 5,32 см. Поэтому для контурного взрывания оставим воздушные промежутки между патронами длиной 5 см.

Читайте также: