Вибір способу збирання породи й розрахунок продуктивності збирального встаткування

Курсовий проект на тему:

"Вибір способу збирання породи й розрахунок продуктивності збирального встаткування"

Вихідні дані

Скласти проект на проходку бурового орта при наступних умовах:

Глибина залягання - 400 м.

Довжина вироблення - 100 м.

Міцність породи - 14

Термін служби - 6 мес.

Час проходки - 2 мес.

ВВЕДЕННЯ

Перед гірничодобувною промисловістю України стає завдання інтенсифікації видобутку й переробки мінеральної сировини при мінімальних витратах для забезпечення зростаючих потреб народного господарства.

За останні роки техніка й технології гірського виробництва перетерпіли більші зміни.

При підземного видобутку на прохідницьких і очисних роботах одержало широке поширення нове високопродуктивне бурове, й допоміжне устаткування.

У зв'язку із впровадженням потужних забійних механізмів, засобів автоматики й телемеханіки міняється вигляд самих шахт, міняються системи розробки й створюються їхні нові варіанти, відбувається концентрація гірських робіт.

Кожне гірське підприємство зобов'язане мати затверджений у встановленому порядку проект розробки родовища, по якому повинні здійснюватися вироблення шахти й підготовка горизонтів, а так само маркшейдерська й геологічна документація. У проекти складовою частиною повинні входити заходи щодо техніки безпеки.

1. ВИБІР ФОРМИ Й ВИЗНАЧЕННЯ РОЗМІРІВ ПОПЕРЕЧНОГО ПЕРЕРІЗУ ВИРОБЛЕННЯ

1. На підставі вихідних даних (міцність порід, глибина розробки й т.д.) вибираємо прямокутно-склепінний перетин вироблення.

При проходці приймаємо наступне встаткування: 2УБН-2П (бурильна установка), ПТ-4.

При експлуатації буровий верстат: НКР-100М

Таблиця 1 - Технічна характеристика НКР-100М

1. Висота бурового орта при експлуатації НКР-100М

Н = 3м.

Ширина вироблення у світлі:

В = А + n

де А - довжина бурового верстата, мм

А = 1300+1200+200 = 2700 мм

n - ширина проходу для людей, з урахуванням місця розміщення у виробленні вентиляційного трубопроводу, мм

В = 2700+700=3400 - приймаю ширину вироблення рівну 3400 мм.

3. Розрахунок висоти коробкового зводу:

Висота зводу залежить від міцності порід по шкалі Протодъякова.

При міцності порід f≤14 h_СВ = В/3

h_СВ = 3400/3 = 1130 мм

4. Висота п'яти зводу визначається по формулі:

h_ПЯТи = 300-1130 = 1870 мм

Перевіряємо висоту проходу для людей h_min = 1.8м., h₁≥h_min = 1.87≥1.8м.

5. Висота вироблення визначається по формулі: H = h_ПЯТи + h_СВ

Н = 1870+1130 = 3000 мм

6. Перетин вироблення у світлі: S_СВ. = 3400 (1870 + 0,26*3400) = 9,36 м²

7. Радіус осьової й бічної дуг:

r = 0,262*В = 0,262*3400 = 890 мм - радіус бічної дуги

R = 0.692*B = 0.692*3400 = 2350 мм - радіус осьової дуги

2. ВИБІР ТИПУ КРІПЛЕННЯ Й РОЗРАХУНОК КРІПИЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

Кріплення в буровому орті не потрібна, тому що вироблення служить мінімальний строк (6 місяців) і після цього вибухає.

Звідси треба, що площа вироблення дорівнює площі вироблення у світлі, тобто 9,36 м²

3. ВИБІР НАЙБІЛЬШ РАЦІОНАЛЬНОЇ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ПРОВЕДЕННЯ ВИРОБЛЕННЯ

1. Вибір способу проходки гірського вироблення.

Для проходки вироблення вибираю буро вибуховий спосіб проведення гірських робіт. Тому що він є основним способом відбиття гірських порід при проведенні вироблень і видобутку руди. Заряди вибухових речовин розташовують у вертикальних, похилих і горизонтальних шпурах або шпарах.

Вибір устаткування для збирання породи.

Для збирання породи застосовується машина ПД-4

Вибір бурового встаткування.

Тому що вироблення не має рейкових шляхів, те бурильна установка повинна мати гусеничний або пнемошиний хід. Беручи до уваги ширину й висоту вироблення (3,4/3,1 м) по зоні обурівання, приймаю бурильну установку 2УБН-2П

2. Технічні характеристики навантажувальної машини.

Таблиця 2 - Технічна характеристика ПД-4

3. Технічна характеристика бурового встаткування.

Таблиця 3 - Технічна характеристика 2УБН-2П

4. ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ БУРО ВИБУХОВОГО КОМПЛЕКСУ Й РОЗРАХУНОК ПАСПОРТА БВР

1. Спосіб висадження, тип ВВ і засобу висадження

Шахта не небезпечна по газі й пилу. Спосіб висадження електричний із застосуванням електродетонатора від силової лінії на поверхні (напругою 380 У) за допомогою приладів ПИВ-100М, КВП-1/100 з діючих вироблень на свіжому струмені повітря. Для більше повної детонації ВВ і зменшення виділення отрутних продуктів вибуху використовується забойка простору між зарядом ВВ і устям шпуру інертним матеріалом.

Конструкція заряду ВВ у шпурі - суцільний стовпчик з розташуванням патрона бойовика першим від устя шпуру (пряме ініціювання).

ВВ при відбої породи напівчутлива й водостійка – Амоніт 6ЖВ у патронах діаметром 32 мм довжиною L_П = 250 мм, масою nп = 250гр. у поліетиленовому впакуванні.

Характеристика ВВ:

1. Щільність, г/см³ – 1,2

2. Працездатність, див³ – 360-380

3. Бризантність, мм - 14 - 16

4. Швидкість детонації, км/з - 3,6-4,8

2. Питома витрата ВВ, визначається по формулі М. М. Протодъякова:

де, е – коефіцієнт працездатності ВВ

р_ВВ – працездатність ВВ

е = 525/ р_ВВ

е = 525/380 = 1,38

3. Середня довжина шпурів визначається виходячи з місячної швидкості проведення вироблення:

L_Ш = V_МЕС/(25*t_M*n_CM*n_C*η), м

де, t_M = 2 час проведення вироблення на місяць, мес.

n_CM = 3 – число змін у добу на проведення вироблення, зміна

n_C = 1 – число циклів у зміну

? = 0,9 - коефіцієнт використання шпуру (КИШ)

V_МЕС = 65 місячна швидкість проходки, м/мес.

L_Ш = 65/(25*2*3*1*0,9) = 0,48 м

4. Довжина ходки за цикл

L_ух = L_Ш* η, м

L_ух = 0,48* 0,9 = 0,43 м

5. Число шпурів на цикл:

де, = 14 – міцність порід за умовою

= 9,61 – площа перетину вироблення в черне, м²

Остаточна кількість шпурів уточнюється в графічній частині проекту 29 шт.

6. Кількість компенсаційних шпурів (у врубі)

N₀ = (η* L_Ш.К./А)^3/V_K. , шт.

де, А = 9,35 - масштабний коефіцієнт

V_K – об'єм компенсаційного шпуру, див³

L_Ш.К. – довжина компенсаційного шпуру, див

? = 0,9 - КИШ

L_Ш.К. = 0,2 + L_Ш = 0,2 + 0,48 = 0,68 м = 68 див

V_K = 0,785*d*2* L_Ш.К., див

де, d = 0,76 - діаметр компенсаційного шпуру, див

V_K = 0,785*7,6*2*68 = 811,376 див³

N₀ = (0,9* 68_./9,35)³/811,376 = 0,34 = 1 шт.

При міцності порід до f≤14 кількість врубових шпурів N_ВР = 6 шт.

Конструюємо прямий вруб з 7 шпурів (один із яких компенсаційний)

7. Лінія найменшого опору (відстань між що оконтурюють і відбійними шпурами):

де, Р - місткість ВВ в одному метрі шпуру, кг/м

m = 1 - коефіцієнт зближення зарядів

q = 1,7 питома витрата ВВ, кг/м³

Р = π*d²*Δ/4

де, Δ - щільність зарядження, для амоніта 6ЖВ = 900 кг/м³

Р = 3,14*0,042²*900/4 = 1,24

8. З огляду на форму вироблення й різні умови роботи зарядів приймаємо наступне розташування шпурів: відстань між шпурами в ґрунту 640 мм; з боків вироблення 740 мм; по покрівлі - 790 мм (тому що зарядам у покрівлі працювати легше, ніж у ґрунту)

Таблиця 4 - Порядок розташування шпурів

9. Сумарна довжина всіх шпурів

Врубових і компенсаційних:

Відбійних (допоміжних):

Що оконтурюють:

Сумарна довжина всіх шпурів:

10. Необхідна витрата ВВ:

Q = q*S_Ч*L_Ш, кг

Q = 1,476*9,61*0,48 = 6,8 кг

11. Середня маса заряду на один шпур:

q_CP = Q/N_Ф, кг

q_CP = 6,8/29 = 0,23

де, N_Ф = 29 - фактична кількість шпурів у вибої, шт.

12. Маса заряду у врубових шпурах:

q_ВР = 1.2* q_CP, кг

q_ВР = 1.2*0,23 = 0,276 кг

13. Маса заряду у відбійних шпурах:

q_отб. = q_ср.

q_отб. = 0,23

14. Маса заряду в шпурах, що оконтурюють:

- у покрівлі:

q_ок.к. = 0,8*q_ср = 0,8*0,23 = 0,184 кг.

- у боках і ґрунті вироблення:

q_ок.б. = 0,9*q_ср = 0,9*0,23 = 0,207 кг.

q_ок.п. = 1,1*q_ср = 1,1*0,23 = 0,253 кг.

15. Фактичних витрата ВВ за цикл:

Q_Ф = n_ВР* q_кр. +n_отб*q_отб. + n_ок.к.* q_ок.к. = 6*0.276 + 8*0.23 + 5*0.184 + 4*0.207 + 6*0.253 = 6.762 кг.

16. Вибір засобів висадження.

Інтервал заземлення: t = A*W

Де, А = 6, коефіцієнт уповільнення залежний від міцності порід, мс/з

Приймаю найближче заземлення й електродетонатор ЕДКЗ-ПМ-15

Технічна характеристика ЕДКЗ-ПМ-15

Безпечний струм, А = 0,18

Опір, Ом = 1,8-3,0

Імпульс запалення, А²мс = 0,6-2,0

Технічна характеристика вибухового приладу КВП-1/100

Напруга на компенсаторі накопичувачі, В = 600.

Максимальний опір послідовної вибухової мережі ел. детонаторів з ніхромовим містком = 320 Ом.

Кількість детонаторів = до 100 шт.

Розрахунок ел. вибухової мережі

Монтаж вибухової мережі починається тільки після повного зарядження зарядів і виробляється від зарядів до джерела струму. Схема сполуки ел. детонаторів послідовна. Гарантійний струм при сполуці ел. детонаторів Iг = 1A.

Місце вкриття підривників приймається на відстані не менш 150 м від вибою.

1. Опір магістральних і дільничних проводів:

Rм = ?*2*Lм/Sм, Ом

де, ? = 0,0184 - питомий опір мідних проводів, Ом

Sм = 1,57 – перетин проводів, мм²

Lм = 150 - довжина магістральних проводів, м

Rм = 0,0184*2*150/1,57 = 3,51 Ом

rу = ?*2*Lу/Sу, Ом

rу = 0,0184*2*15/0,196 = 2,8 Ом

Марка проводів:

Дільничний ВП-0,5

Магістральний ВП-0,8

2. Струм, що проходить по вибуховій мережі й через кожний ЕД, визначається по формулі:

де, rд =3 - опір проводів, що з'єднують електродетонатори, Ом

Nд = 29 - кількість детонаторів, шт

Перевіряємо умову безвідмовного висадження I?Ir=1A; 6,43А?1А - умова дотримується

Технічні показники БВР

1. Витрата ВВ на 1 погонний метр і м³

q₁ = Q_Ф/I_yx = 6,762/0,86 = 7,86 кг/м

q₂ = q₁/(S_ч* I_yx) = 7,86/(9,61*0,86) = 0,95 кг/м³

2. Довжина шпурів на 1 п.м. вироблення:

L = /I_ух = 21,67/0,86 = 25,19 м/п.м.

3. Витрата ОД на 1 цикл:

= N_Ф = 29 шт.

на 1 п.м.

n_ОД = n_ОД/ I_ух = 29/0,86 = 34 шт.

4. Вихід породи за цикл:

V = S_Ч*I_УХ = 9,61*0,86 = 8,26 м³

Таблиця 5 - Розташування шпурів у вибої вироблення

5. ВИБІР БУРОВОГО ВСТАТКУВАННЯ Й РОЗРАХУНОК ЙОГО ПРОДУКТИВНОСТІ

Бурова установка 2УБН-2П с перфораторами ПК-60

1. Визначення продуктивності й швидкості буравлення.

1.1 Швидкість буравлення визначається по формулі:

V₁ = 13400*A*n/(d²σ⁰⁵⁰⁾ = 13400*90*42/(42²*800^0.50) = 556.3 мм/хв = 0,556 м/хв

1.2. Змінна експлуатаційна продуктивність бурової установки:

1.3 Необхідний час для всього вибою за цикл:

Тбур = Lш*T/Qе = 21,67*420/400 = 23 хв

6. ВИБІР СХЕМИ Й РОЗРАХУНОК ПАСПОРТА ПРОВІТРЮВАННЯ

Для провітрювання бурового орта довжиною 100 метрів приймаю нагнітальний спосіб провітрювання.

При нагнітальному способі провітрювання вибираю гумові труби діаметром 600 мм. Час необхідне для провітрювання вироблення t = 30 хв.

1. Кількість повітря необхідне по факторі підривних робіт:

м³/з

2. По найбільшому одночасно працюючих людей:

Q_T = 6*N_а/60 = 6*4/60 = 0,4 м³/з

3. По встаткуванню ДВС

= 6,3 м³/з

4. По виносі пилу з вироблення:

Q_T = 2.4 м³/з

Відповідно до вимог ЕПБ швидкість руху повітря в гірського вироблення в період її проведення повинна бути не менш 0,25 м/с.

V ? 6.3/9.61 = 0.65?0.25 умова дотримується

5. Депресія трубопроводу

Довжина трубопроводу

Lт = 100 м

5.3. Опір аеродинамічне R = 0.003*1.9*100/0.283 = 12.5 кн

Приймаю вентилятор ВМ-6М, тому що він підходить по всім параметрам

7. ВИБІР СПОСОБУ ЗБИРАННЯ Й РОЗРАХУНОК ПРОДУКТИВНОСТІ ЗБИРАЛЬНОГО ВСТАТКУВАННЯ

Для збирання породи служить машина ПД-4

1. Змінна продуктивність збирання

2. Час збирання породи після одного відпала

8. ПОБУДОВА ЦИКЛОГРАМИ ПРОХОДКИ

Для проведення бурового орта приймаю бригаду в складі 6 чоловік. Організація робіт – трьохзмінна. Вироблення проходиться 25 робочих днів.

Цикл починається із приведення в безпечний стан вибою (відбір проби повітря), виконує один прохідник. На відбір повітря йде 10 хвилин. Далі прохідник приступає до буравлення шпурів, яких у комплекті 29 штук глибиною 1 метр. На ці операції йде 33 хвилини. Доставляє необхідний вибуховий матеріал разом з помічниками - 16,5 кг амоніт і інше встаткування з розподільного складу - 20 хвилин. Зарядження здійснюється в ручну. Збирає ел. мережа й підключається до машини КВП 1/100. Ховається в безпечне місце й робить зривши вибою. На це все йде 45 хвилин. Провітрювання відбувається в плині 30 хвилин при нагнітальній схемі.

Збирання здійснюється ПД-4 115 хвилин.

ВИСНОВОК

У процесі виконання цього курсового проекту я навчився вирішувати питання, пов'язані із проведенням і кріпленням гірських вироблень, організацією праці, навчився користуватися технічною літературою, що була використана мною в плині виконання курсового проекту, також література була корисної й при веденні розрахунків, навчився правильно вибирати параметри, коефіцієнти й інші важливі дані.

ЛІТЕРАТУРА

1 У.К. Шехурдин. - Задачник по гірських роботах, проведенню й кріпленню гірських вироблень –К., 1995

2 Ю.І. Вельський. - Методичні рекомендації з виконання практичної роботи, розділів при курсовому й дипломному проектуванні на тему: Розрахунок паспорта БВР – К., 2003

3 Ю.І. Вельський. - Методичні рекомендації з виконання практичної роботи, розділів при курсовому й дипломному проектуванні на тему: Вибір бурового встаткування для проходки гірських вироблень і розрахунок його продуктивності – К., 2003.

4 Ю.І. Вельський. - Методичні рекомендації з виконання практичної роботи, розділів при курсовому й дипломному проектуванні на тему: Розрахунок провітрювання вибою вибір вентилятора – К., 2003

5 Ю.І. Вельський. - Методичні рекомендації з виконання практичної роботи, розділів при курсовому й дипломному проектуванні на тему: Вибір типу навантажувальних машин і розрахунок їхньої продуктивності – К., 2003.

6 Б.Н. Кутузов. - Підривні роботи. – К., 2000

7 Ю.С. Пухов. - Рудничный транспорт. – М., 1991.