Общие положения (стр. 5 )

где rд – сопротивление одного ЭД, равное 3,5 Ом;

U – напряжение источника тока, В (табл. 13);

RМ – сопротивление магистрального взрывного кабеля, Ом;

nд – количество ЭД в сети (количество заряженных шпуров).

Определяем величину тока, поступающего в каждый ЭД i, А по формуле

i = I (71)

При взрывании постоянным током на каждый электродетонатор (ЭД) должна приходиться сила тока не менее Iб = 1,3 А, а при переменном токе is = 2,5 А.

Если i > iδ, то соединение гарантирует безотказное взрывание, а если i<iб то необходимо применять другое соединение или менять сечения кабелей.

Первыми взрывают врубовые шпуры и для этого в их патроны-боевики устанавливают электродетонаторы мгновенного взрывания ЭД-8, вторыми взрывают вспомогательные шпуры и в их патроны-боевики устанавливают электродетонаторы короткозамедленного взрывания ЭДКЗ-25 (таблица 14). Третьими взывают оконтуривающие шпуры и в них применяют электродетонаторы замедленного действия ЭДЗД.

Пример: Рассчитать электровзрывную сеть для взрывания забоя из 20 заряженных шпуров в горизонтальной выработке.

Определяем сопротивление магистрального кабеля Rм, Ом, по формуле

Rм = (Lмp) /Sм, (72)

где Lм – длина магистрального кабеля, принята 200 м;

p – удельное сопротивление медного провода, равное 0,0184 Ом мм2/м;

Sм – площадь поперечного сечения магистрального кабеля, равная 5 мм2.

Rм = /5 = 0,73 Ом (73)

Определяем сопротивление участковых проводов Rу, Ом по формуле:

Rу = (Lу·p) / Sу, (74)

где L – длина участковых проводов, принятая 40 м;

Sу – площадь поперечного сечения участковых проводов, равная 1 мм2

Rу = 0,0184/1 = 0,73 Ом (75)

Примем последовательное соединение электродетонаторов. Взрывание будем производить конденсаторным прибором СВМ-2 (табл. 13), у которого напряжение U=600В, а допустимое число последовательно соединенных ЭД=50 (табл. 13).

Определяем величину тока во взрывной цепи 1, А по формуле:

I = U / (Rм + Rу + rдnд)

где U – напряжение взрывного прибора, равное 600 В;

Rд – сопротивление одного ЭД, равное 3,5 Ом;

nд – количество ЭД в сети.

I = 600 / (0,73 + 0,73 + 20) = 8,4 А (76)

Сила тока, поступающего на каждый ЭД

i = I = 8,4 А (77)

Поскольку i = 8, 4 > iδ = 1,3, то соединение гарантирует безотказное взрывание.

9. Проветривание тупиковых выработок при проходе

Проветривание ведем нагнетательным способом. Для горизонтальных выработок принимаем прорезиненным трубопроводом диаметром 0,4-0,6 м.

 

Рис 9. Схема проветривания горизонтальной выработки

Расчет проводим по фактору проветривания взрывных газов [6, 8].

Определяем количество воздуха Q3 м3/с, которое необходимо подать в забой, по формуле

, (78)

где Sсв – площадь поперечного сечения выработки в свету, м2;

tпр – время проветривания выработки, мин.(для горизонтальных выработок принимать 15-20 мин);

К – коэффициент обводненности выработки / для горизонтальных выработок принимать 0,6;

Qф – количество взрываемого ВВ в забое, кг;

в – газовость ВВ, принимаемая 40 л/кг;

L – длина выработки, м;

p – коэффициент утечек воздуха, принимаемый по табл. 15.

Таблица 15

Значение коэффициентов утечек воздуха

Длина трубопровода L (выработки), м...........	100	200	300	400	500	600	800	1000
Коэффициент утечек воздуха р …………...	1,07	1,14	1,19	1,25	1,30	1,36	1,43	1,54

Определяем скорость движения воздуха по выработке V, м/с

V = Q3 / Sсв . (79)

При V < 0,25 м/c пересчитываем . (80)

Определяем потребную подачу вентилятора Q в, м3/с по формуле

(81)

Определяем аэродинамическое сопротивление трубопровода R, c2/м4 по формуле

, (82)

где α – коэффициент аэродинамического сопротивления трубопровода, принимаемый для прорезиненного трубопровода 0,00045 =10-5;

dт – принятый диаметр трубопровода, м.

Определяем скорость движения воздуха в трубопроводе Vт, м/с по формуле

, (83)

Определяем статистическое давление в трубопроводе Нс, Па по формуле

. (84)

Определяем местные потери напора в трубопроводе Нм, Па по формуле

. (85)

Определяем динамическое давление в трубопроводе Нд, Па по формуле

, (86)

где γ – плотность воздуха, равная 1,2 кг/м3

Определяем депрессию трубопровода (давление вентилятора) Нв, Па

Нв = Нс + Нм + Нд (87)

Н. Па

,5 4,0 4,5 5.0 5,5 6,0 Q, м3/с

Рис 10. Характеристики ВМП

По значениям Qв и Нв выбираем вентилятор по его характеристике (рисунок 10). Если вентилятор по Нв подобрать нельзя, то принимают к установке два вентилятора, работающих последовательно на один трубопровод. При прорезиненных трубах вентиляторы устанавливают один за другим без разрывов. Вентиляторы должны иметь одинаковую производительность Qв.

10. Уборка и погрузка породы

10.1 Уборка горной массы при наличии рельсовых путей

При проведении выработок для погрузки породы применяют одноковшовые погрузочные машины нижнего захвата с прямой погрузкой (моделей ППН – 1, ППН – 2, ППН – 3) и ступенчатой погрузкой (моделей ППН – 4, ППН – 5). Машины прямой погрузки после захвата породы ковшом перегружают ее в вагонетку или в приемный бункер перегружателя.

Машины со ступенчатой погрузкой снабжены перегрузочным конвейером, передающим убранную породу от ковша к вагонетке.

При выборе машины ковшового типа на рельсовом ходу необходимо руководствоваться следующими параметрами машины, зависящими от размеров выработки:

а) ширина фронта погрузки не должна быть меньше ширины выработки в проходке по почве во избежание ручной уборки породы у боков выработки, разница ширины фронта погрузки и ширины выработки по почве допускается не более, чем на 20%;

Таблица 16

Технические характеристики погрузочных машин

Тип погрузочной машины	Марка машины	Техническая производительность м3/мин	Ходовая часть	Фронт погрузки, м	Коэффициент крепости пород	Размеры машины, м	Минимальные размеры, выработки, м ширина, высота
Ширина	Высота рабочая максим
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Ковшового типа прямой погрузки	ППН – 1 ППН – 1с ППН – 2	0,5 1,0 1,0	Р Р Р	2,0 2,2 2,5	Любой -//- -//-	1,05 1,32 1,59	1,9 2,25 2,35	2 х 2 2,1 х 2,4 2,2 х 2,4
Ковшевые со ступенчатой погрузкой	ППН – 3 ППН – 4 ППН – 5	1,25 0,8 1,0	Р Г Р	3,2 4,8 4,2	-//- -//- -//-	1,8 1,4 1,7	2,8 1,85 1,35	2,6 х 3,0 2,3 х 1,9 2,0 х 2,5
Непрерывного действия с нагревающими лапами	ПНБ – 1 ПНБ – 2 ПНБ – 2К ПНБ – 3К ПНБ – 4 ПНБ - 5	1,45 2,0 2,5 3,0 6,0 2,0	Г Г Г Г Г Р	- - - - - -	< 6 < 12 < 12 < 16 < 16 < 12	1,15 1,8 1,8 2,0 2,7 1,95	2,8 3,3 3,3 3,4 3,9 3,7	2 х 1,5 2,5 х 1,8 2,5 х 1,8 3 х 1,7 3 х 1,8 2,3 х 1,9

б) высота машины в рабочем положении (максимальная) должна быть меньше высоты выработки от головок рельсов до крепи (или кровли) не менее, чем на 5 см;

в) ось выработки в призабойной зоне должна совпадать с осью временного рельсового пути для использования у погрузочной машины всего фронта погрузки.

Машины ППН – 4 и ППН - 5 применяются в основном в двухпутных выработках.

Более высокую производительность имеют погрузочные машины непрерывного действия (с нагребающими парными лапами) типа ПНБ. На выбор погрузочных машин типа ПНБ в значительной мере влияет крепость породы. Высота выработки 1,8 м является достаточной для всех машин этого типа, а наличие рельсовых путей не препятствует их применению. Благодаря гусеничному ходу фронт погрузки не ограничен. Эти машины применяют в основном в двухпутных выработках.

Выбор типа погрузочной машины производим по табл. 16.

Наиболее высокая производительность погрузки породы достигается при минимальных затратах времени на обмен вагонов или при полном исключении этих операций.

Обмен вагонов в период уборки породы может производиться по одному или целыми составами.

При обмене одиночными вагонами вместимостью до 1,5 м3 применяют перестановщики вагонов верхнего и нижнего действия, роликовые платформы, накладные разминовки и врезные плиты.

Вагоны вместимостью более 1,5 м3 обменивают по одному или составами на накладных (переносных) стрелочных переводах (перекрёстных и односторонних), накладных разминовках, тупиковых и замкнутых стационарных разминовках, располагаемых в уширениях выработок.

Для загрузки состава без обмена вагонов применяют проходческие конвейеры - перегружатели (подвесные и перекатные), которые принимают породу от погрузочной машины и перегружают её в состав, расположенный под стрелой конвейера или стоящий на параллельном пути [6, 8, 11, 16].

10.2 Уборка породы при отсутствии рельсовых путей

Уборка породы при отсутствии рельсовых путей осуществляется погрузочными машинами на гусеничном ходу в сочетании с самоходными вагонами типа ВС или погрузочно-транспортными машинами типов ПД и ПТ.

При проведении поэтажных выработок небольшой площади сечения применяют погрузочно-доставочный комплекс, состоящий из машины ППН-2Г (на гусеничном ходу) и самоходного вагона ВС-5П1.

Для выработок, имеющих площадь поперечного сечения более 14 м2, применяют комплекс, состоящий из погрузочной машины ПНБ-3К и самосвала МоАЗ-6401.

Для проведения подготовительных выработок различного назначения применяют погрузочно-транспортные машины типа ПТ, которые имеют погрузочный ковш небольшой вместимости для загрузки кузова, и погрузочно-доставочные машины типа ПД, имеющие грузонесущий ковш.

Характеристику погрузо-транспортной машины принимаем по табл.17

Таблица 17

Технические характеристики доставочных машин на пневмоколёсном ходу.

Марка машины	Грузоподъёмность, т	Объём кузова, м3	Габариты, м	Высота при разгрузке, м	Сечение выработки, м2	Длина доставки, м
Длина	Ширина A	Высота H
ПД-3 ПД-5 ПД-6 ПД-8 ПТ-2,5 ПТ-4 ПТ-6 ПТ-10	3,0 5,0 6,0 8,0 2,5 4,0 10,0	1 1,5 4	7 8 9 10 2,8 3,4 4,75 6,0	1,7 1,9 2,3 2,5 1,4 1,6 2,36 2,5	2,12 2,24 2,12 2,5 2,12 2,12 2,12 2,5	1,6 1,8 2,8 2,2 2,1 2,24 2,8 3,25	7-9 9-12 9-12 12-14 5-7 7-9 9-12 12-14	до 100 до 150 150-320 до 200 до 175 100-225 150-320 200-450
МоАЗ-6401 ВС-5П1 4ВС-10	20,0 5,0 10,0	11 4,5 7,5	8,3 6,5 7,7	2,8 1,4 2,3	2,7 1,5 1,5	4,4 1,5 1,5	Более 14	до 1000 V=7 км/ч V=7 км/ч

11. Организация работ по проведению

горизонтальной выработки

Проходческий цикл – комплекс операций, повторяющихся через определенный промежуток времени. При этом за цикл забой выработки подвигается на определенную величину (уходка).

При проведении горизонтальных выработок в состав проходческого цикла могут входить следующие операции: бурение шпуров в забое, заряжение шпуровых зарядов и сборка взрывной сети, взрывание и проветривание забоя, уборка горной массы, бурение шпуров под штанги, (анкеры), крепление выработки, прочие работы (настилка временных рельсовых путей, навеска вентиляционных труб, устройство водоотливной канавки, оборудование пешеходной дорожки, прочие неучтенные работы).

Основная форма организации труда – круглосуточная комплексная проходческая бригада. Проходчики бригады делятся на звенья по числу рабочих смен в сутки (3 или 4). Продолжительность цикла принимают равной I смене. Режим работы – 25 рабочих дней в месяц (6 рабочих дней в неделю с одним общевыходным днем и вторым выходным днем по скользящему графику). Продолжительность рабочей смены на подземных работах 6 часов. В сутки принимают трехсменную работу с двухчасовыми перерывами между сменами или четырехсменную работу без перерывов между сменами.

11.1 Определение трудоемкости проходческих операций

Трудоемкость любой операции определяется путем деления объема работ по этой операции на соответствующую норму выработки

Wоп = Vоп / H воп, (88)

где Vоп – объем работ по данной операции;

Н воп – норма выработки по данной операции (табл. 18).

Таблица 18

Нормы выработки проходческих операций на одного проходчика [14]

Операции	Единицы измерения	Нормы Выработки Нв
Бурение шпуров переносным перфоратором Бурение шпуров колонковым перфоратором Бурение шпуров самоходной бурильной установкой Бурение шпуров под крепежные штанги /анкеры/ Заряжение шпуров и сборка взрывной сети	м/ чел. см -/ /- -/ /- -/ /- шп/ чел. см	30 40 130 50 100
Уборка горной массы погрузмашиной типа ППН Уборка горной массы погрузмашиной типа ПНБ Уборка горной массы машинами типа ПД и ПТ Крепление выработки деревянными рамами Крепление выработки рамами из профиля СВП Крепление выработки бетоном Крепление выработки набрызг-бетоном Крепление выработки штангами /анкерами/	м3/ чел. см -/ /- -/ /- рам / чел. см -/ /- м3 / чел. см м2 / чел. см шт / чел. см	18 22 30 4 2,5 4 35 36

Определяем перечень операций проходческого цикла (по рис.12 или 13)

Определяем объем работ по каждой операции цикла:

1. Бурение шпуров в забое

Объем работ равен количеству шпурометров на цикл, м

V бур = ℓсум . (89)

2. Заряжение зарядов и сборка взрывной сети

Объем работ равен числу заряжаемых шпуров

V зар = N . (90)

3. Бурение шпуров под штанги (анкеры).

Определяем общее число штанг на цикл

, (91)

где ℓ - расстояние между рядами штанг, м;

ℓу – величина уходки забоя, м;

B – ширина выработки по кровле вчерне, м.

Длину шпура под штангу принимаем на 0,2 м более длины штанги.

ℓшп = ℓшт + 0,2 м. (92)

Объем работ при бурении шпуров под штанги равен суммарной длине всех шпуров под штанги на цикл, м

. (93)