Расчет параметров БВР при проходке выработок
Расчет БВР выполнен по методике Н.М.Покровского. Первоначально выбираются взрывчатые материалы (тип ВВ и СИ, диаметр патрона). Далее определяется общее число шпуров в комплекте, затем уточняются количество шпуров и расход ВВ путем графического размещения шпуров по сечению выработки.
Выбор взрывчатого вещества. Тип и характеристики ВВ можно принять исходя из рекомендаций, приведенных в табл. 4.2. При ручном заряжании следует применять патронированный аммонит 6ЖВ или равноценное ему по мощности и плотности ВВ, при пневматическом заряжании - гранулит АС-8. В породах VII-VIII групп (ƒ=7-13) контурные и почвенные шпуры следует заряжать патронированным аммонитом 6 ЖВ, остальные - детонитом или аммоналом (допускается применение скального аммонита № 1), а в породах IX- XI групп (ƒ=13-20) контурные шпуры - детонитом в патронах 24-25 мм (или аммонитом 6ЖВ), почвенные шпуры - аммонитом 6ЖВ, остальные - скальным аммонитом № 1 или его аналогами. Применение высокочувствительных ВВ (типа скального аммонита и детонита) в почвенных шпурах недопустимо по соображениям безопасности. При пневмозаряжании шпуров в породах VII и более высоких групп следует применять гранулиты АС-8, АС-8В.
Выбор диаметра патрона ВВ. Согласно СНиП III-11-77 диаметр патрона ВВ должен быть меньше диаметра шпура на 5-6 мм при электроогневом способе взрывания и расположении патрона-боевика первым от устья шпура и меньше на 7-8 мм при расположении патрона боевика не первым от устья шпура, а при электрическом способе взрывания меньше на 5-6 мм при любом расположении патрона-боевика.
Расчет общего числа шпуров в комплекте. Общее число шпуров определяется по формуле (округлить до целого числа):
, (4.1)
где N – число шпуров в комплекте, шт.; qвв – удельный расход ВВ, кг/м3; S – сечение выработки в проходке, м2; Kз – коэффициент заполнения шпуров ВВ (табл. 4.3), доли ед.; Δ – плотность заряжания ВВ (табл. 4.2), г/см3; dп – диаметр заряда (патрона) ВВ, см.
Сечение выработки в проходке: S=(1,03-1,05)×Sвч (4.2)
Удельный расход ВВ (кг/м3): qвв=0,1׃׃0×U×m×e, (4.3)
где ƒ - коэффициент крепости по шкале проф. М.М.Протодьяконова; ƒ0 -коэффициент структуры породы (табл. 4.3); U - коэффициент зажима, учитывающий величину площади забоя выработки и число обнаженных плоскостей, доли ед.; m - коэффициент, учитывающий диаметр коронки, доли ед.; е - коэффициент работоспособности ВВ, равный отношению работоспособности 62%-го динамита (Р=380 см3) к работоспособности применяемого ВВ (Рвв).
Коэффициент зажима: 
, (4.4)
Коэффициент, учитывающий диаметр коронки: m=32/dк , (4.5)
Коэффициент работоспособности ВВ: e=P/Pвв, (4.6)
где dк - диаметр коронки, мм; Рвв - работоспособность применяемого ВВ, см3 (табл. 4.2).
Таблица 4.2 - Характеристики наиболее распространённых ВВ, допущенных
к применению в шахтах и на рудниках, не опасных по газу или пыли
| Наименование ВВ | Коэффициент крепости пород | Работоспособность ВВ, см3 | Плотность заря-жания (Δ), г/см3 | Параметры патрона ВВ | |||
| Диаметр патрона, мм | Масса патрона, г | Длина патрона, мм | Плотность ВВ в патронах, г/см3 | ||||
| 62%-ый динамит | 15-20 | 1,4 | 32-36 | 200-250 | 200-250 | 1,0-1,2 | |
| Аммонит №6ЖВ | 6-10 | 1,0 | 32-36 | 200-250 | 200-250 | 1,0-1,2 | |
| Детонит М | 10-16 | (480) | 1,1 | 32-36 | 200-250 | 200-250 | 0,95-1,2 |
| Аммонал водоустойчивый | до 16 | (420) | 1,0 | 0,95-1,1 | |||
| Аммонит скальный №1 порошкообразный | ≥12 | (460) | 1,45 | 32 -36 | 200-250 | 200-250 | 0,95-1,1 |
| Динафталит | 6-10 | (330) | 1,0 | 1,0-1,15 | |||
| Гранулит АС-8 | 8-14 | 1,2 | |||||
| Гранулит М | 4-10 | 0,95 |
Таблица 4.3 - Коэффициент заполнения шпуров (Кз)
| Диаметр патронов ВВ, мм | Значения (К3) при коэффициенте крепости пород | |
| ƒ=2-9 | ƒ=10-20 | |
| 24-28 | 0,35-0,70 | 0,75-0,85 |
| 32-36 | 0,30-0,60 | 0,60-0,85 |
| 40 и более | 0,30-0,50 | 0,50-0,75 |
| Таблица 4.4 Коэффициент структуры породы ( ƒ0) | |
| Структура породы | Значение ƒ0 |
| Мелкослоистые, плотные | 0,7-0,9 |
| Хрупкие, легко дробимые | 1,0-1,1 |
| Сланцевые с меняющейся крепостью (напластование перпендикулярное направлению шпуров) | 1,2-1,3 |
| Дислоцированное, неправильное залегание с мелкой трещиноватостью | 1,3-1,4 |
| Вязкие, упругие, пористые породы | 1,6-2,0 |
Число врубовых шпуров определяется выбранным типом вруба. Вне зависимости от типа вруба длину забойки во врубовых шпурах принимают равной (ℓ=0,25×Lшп).
Число шпуров в клиновом врубе: Nвр = (2×hк/a)+2, (4.7)
где hк - высота (длина) клинового вруба, м; а - расстояние между парами сходящихся шпуров, м (а=0,5-0,7).
Минимальная высота клинового вруба(hк, м) должна быть не меньше величины сопротивления для отбойного шпура, работающего на вруб (Wотб, м):
, (4.8)
здесь d – диаметр заряда ВВ, м; γ – плотность породы, т/м3; Uотб - коэффициент зажима для отбойных шпуров (Uотб = 0,6 - для малых сечений выработки, Uотб = 0,7-0,8 - для средних сечений выработки, Uотб = 0,9 - для больших сечений выработок).
Число шпуров в щелевом врубе (округлить до целого нечетного числа):
Nвр = (hщ/aщ)+1, (4.9)
где hщ - высота (длина) щелевого вруба, м; aщ - расстояние между парами шпуров, м.
hщ=1,4× Wотб, (4.10)
aщ= 
, (4.11)
где с – коэффициент, зависящий от акустической жесткости взрываемой породы, ед. (табл. 4.5).
Число оконтуривающих шпуров рассчитывают по формуле (округлить до целого):
, (4.12)
где b - коэффициент, зависящий от крепости пород (табл. 4.5), д. ед.
Число вспомогательных отбойных шпуров: N = N-Nвр-Nок, (4.13)
Проверка расчетного количества шпуров производится методом графического построения (рис. 4.1). При расположении шпуров учитывают удобство размещения бурового оборудования, а также расстояния между смежными шпурами (а) и между смежными рядами шпуров (Wотб).
Расстояние между забоями пары сходящихся шпуров в клиновых и пирамидальных врубах принимают 0,15-0,35 м, а расстояние между устьями соседних врубовых шпуров в ряду по вертикали от 0,3 до 0,7 м.
Таблица 4.5 - Значения коэффициентов (b) и (с)
| Коэффициент крепости породы (ƒ) | Значение (b) | Значение (с) |
| 2-4 | 0,8 | |
| 5-9 | 0,6-0,7 | |
| 10-15 | 0,4-0,5 | |
| Более 15 | 0,3 | |
Определение количества оконтуривающих и отбойных (вспомогательных) шпуров расчетно-графическимметодом
Оконтуривающие шпуры в зависимости от крепости пород бурят на расстоянии 0,4-1,0м один от другого или рассчитывают по формуле:
аок = (0,6÷0,7)×Wотб, (4.14)
Расстояние между оконтуривающими шпурами в почве выработки принимают меньше, чем в кровле, так как зарядам по кровле работать легче, чем по почве.
Расстояние между оконтуривающими шпурами в почве
ап = 0,6×Wотб,
Расстояние между оконтуривающими шпурами по кровле и бортам выработки
аок = 0,7×Wотб,
Длина забойки почвенных шпуров: ℓз= 0,5×Wотб, (4.15)
Расчет оконтуривающих шпуров по почве:
Количество шпуров (округлить до целого), шт.
Расстояние между шпурами, мм
Расчет шпуров по кровле:
Количество шпуров (округлить до целого), шт.
Расстояние между шпурами, мм
Расчет шпуров по борту:
Количество шпуров (округлить до целого), шт.
Расстояние между шпурами, мм
где Вп, Вкр, Н – ширина выработки по почве, кровле и высота выработки в проходке, мм.
При размещении в забое вспомогательных отбойных шпуров расстояние между ними и смежными рядами шпуров можно принимать по табл. 4.6 или в соответствии со значением (Wотб). Отбойные шпуры следует располагать по квадратной сетке, что обличает их разбивку и разметку.
| Таблица 4.6 | ||
| Величина л.н.с. между рядами вспомогательных (отбойных) шпуров и смежными с ними рядами шпуров | ||
| Коэффициент крепости пород | Л.н.с. в зависимости от работоспособности ВВ | |
| Р = 320-395 | Р = 400-480 | |
| 6-8 | 0,66-0,70 | 0,72-0,80 |
| 9-10 | 0,60-0,64 | 0,66-0,70 |
| 11-13 | 0,52-0,60 | 0,60-0,64 |
| 14-18 | 0,45-0,50 | 0,52-0,60 |
| 19-20 | 0,42-0,45 | 0,45-0,56 |
По расчетным данным по сечению выработки в проходке располагают врубовые, оконтуривающие и отбойные шпуры.
Нумеруют и подсчитывают общее количество шпуров и отдельно количество шпуров по назначению.