Определение размеров поперечного сечения выработки в свету

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

“МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”

Апатитский филиал

Кафедра горного дела

ПРОВЕДЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК

Методические указания по выполнению курсового проекта

для студентов специальности

130400 "Горное дело"

Апатиты

ОБЩИЕ ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Курсовой проект является заключительным этапом изучения дисциплины “Проведение горных выработок” и должен способствовать закреплению теоретических знаний по специальности.

Целью курсового проекта является проработка технических, технологических и организационных вопросов проходки проектируемой выработки.

При выполнении курсовой работы должны быть проработаны технические, технологические и организационные вопросы проходки проектируемой выработки, а принимаемые решения должны обеспечить безопасность работ.

При работе над курсовой работой необходимо использовать учебную литературу, единые правила безопасности ведения горных работ (ЕПБ), а также материалы отечественных и зарубежных научных журналов.

Пояснительная записка курсовой работы должна содержать все необходимые расчеты и обоснования принятых решений, эскизы и схемы (схему проветривания, сечения выработки проектное и в проходке, схему расположения шпуров, конструкция заряда, график организации работ).

В тексте необходимы ссылки на использованную литературу, список которой помещается в конце пояснительной записки. В начале записки должно быть дано оглавление.

Последовательность изложения материала в пояснительной записке должна соответствовать методическим указаниям.

1. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВЫРАБОТКИ

Под условиями проведения выработки понимаются гидрогеологические данные и горно-технические условия, в которых будет пройдена выработка. В этом разделе должны быть описаны, если они не заданы, физико-механические свойства пород с точки зрения их устойчивости, крепости, условий залегания и притока воды в выработки при ее проведении.

2. СПОСОБЫ ПРОХОДКИ И МЕХАНИЗАЦИЯ РАБОТ

Применяемый способ проходки должен быть наиболее рациональным с точки зрения безопасности работ и механизации производственных процессов.

При выборе способа проходки и средств механизации работ предпочтительно использование комплексов оборудования, которые в большей мере обеспечивают механизацию процессов проходческого цикла работ.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ВЫРАБОТКИ И РАСЧЕТ КРЕПИ.

Расчет крепи.

3.2.1 Нагрузка на крепь.

Нагрузка на крепь отнесенная к 1 м² выработки, при равномерно распределенной нарушенной зоне определяется по формуле:

, кгс/м² (3.29)

где: ρ – объемный вес породы, кг/м³;

l_н – размеры нарушенной зоны, м.

Величина нарушенной зоны определяется по формулам:

а) для выработок вне зоны влияния очистных работ:

, м (3.30)

б) для впускных и доставочных выработок:

, м (3.31)

где: I_T – интенсивность пологопадающей мелкоблоковой системы трещин, шт/м. пог. (табл. 1);

K_C – коэффициент состояния выработки (принимается равным 1).

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Удельное сцепление стержня с бетоном и бетонного столбика с породой, кгс/см²

Показатели прочности	Наименование материала	Закрепляющий раствор на цементе М-400 в возрасте 28 сут. при составе смеси Ц:П	Раствор на глиноземистом цементе М-400 в возрасте
3 сут. при составе смеси Ц:П	12 ч при Ц:П
1:1	1:2	1:3	1:1	1:2	1:3	1:1
	Сталь периодического профиля
Сталь гладкая круглая
	Бетонный столбик с апатитовой рудой
Бетонный столбик с окисленной рудой
Бетонный столбик с пустыми породами лежачего бока

Расстояние между штангами при квадратной сетке их расположения принимается из условий предотвращения расслоения и обрушения пород под действием собственного веса в пределах закрепляемой толщи по формуле:

, м (3.40)

где: K_зап – коэффициент запаса прочности;

m_у– коэффициент условий работы штанговой крепи (1 – для штанг с предварительным натяжением; 2 – для штанг без предварительного натяжения).

Таблица 4.1

Таблица 4.2

Характеристика ВВ

Наименование ВВ	Плотность ВВ в патронах, г/см3	Работоспособность, см3	Скорость детонации, км/с	Вид упаковки
ВВ, применяемые в забоях не опасных по газу или пыли
Аммонит 6ЖВ	1,0–1,2	360–380	3,6–4,8	Патроны диаметром 32, 60, 90 мм
Аммонал-200	0,95–1,1	400–430	4.2–4,6	Патроны диаметром 32мм
Аммонал М-10	0,95–1,2		4,2–4,6	То же
Аммонал скальный №3	1,0–1,1	450–470	4,2–4,6	Патроны диаметром 45, 60, 90 мм
Аммонал скальный №1	1,43–1,58	450–480	6,0–6,5	Патроны диаметром 36, 45, 60, 90 мм
Детонит М	0,92–1,2	450–500	40–60	Патроны диаметром 28, 32, 36 мм
ВВ, применяемые в забоях опасных по газу или пыли
Аммонит АП-5ЖВ	1,0–1,15	320–330	3,6–4,6	Патроны диаметром 36 мм
Аммонит Т-19	1,05–1,2	267–280	3,6–4,3	То же
Аммонит ПЖВ-20	1,05–1,2	265–280	3,5–4,0	То же

В практике проходческих работ наибольшее распространение получило электрическое взрывание с помощью электродетонаторов мгновенного, короткозамедленного и замедленного действия, а также неэлектрические система взрывания (Нонель, СИНВ и др.).

Таблица 4.3

Значения К_зш для горизонтальных выработок

Диаметр патрона, мм	Коэффициент заполнения шпура Кзш для пород с коэффициентом крепости
f = 3 - 9	f = 10 - 20
32; 36	0,3 – 0,6	0,6 – 0,85
	0,3 0,5	0,5 – 0,75

Диаметр шпура. Диаметр шпуров определяется исходя из диаметра патронов ВВ и необходимого зазора между стенкой шпура и патронами ВВ, позволяющего посылать патроны ВВ в шпур без усилий. Резцы и коронки при бурении и заточке изнашиваются, в результате чего уменьшается их диаметр. Поэтому начальный диаметр резцов и коронок применяют несколько большим, чем требуется, и он составляет 41 – 43 мм для патронов ВВ диаметром 36 – 37 мм и 51 – 53 для патронов ВВ диаметром 44 – 45 мм. Диаметр шпура должен быть на 5 –6 мм при расположении патрона-боевика первым от устья шпура, и на 7 – 8 мм при расположении патрона-боевика не первым от устья шпура.

Увеличение диаметра шпуров ведет к увеличению размещаемого в них заряда ВВ, и следовательно, уменьшается число шпуров. Вместе с тем увеличение диаметра шпуров приводит к ухудшению оконтуривания горной выработки, излишнего разрушения породы за проектным контуром, а также отрицательно сказывается на темпах бурения – снижается скорость бурения.

С увеличением диаметра заряда шпуров на контуре выработки возрастает зона разрушения массива и, следовательно, снижается устойчивость пород. Поэтому с уменьшением поперечного сечения выработки целесообразнее применение шпуров малого диаметра. С уменьшением сечения выработки и повышением крепости пород диаметр шпуров и зарядов при прочих равных условиях должен уменьшаться. Поскольку выпускаемые в настоящее время ВВ (детониты) способны с высокой скоростью детонировать в патронах малого диаметра (20 – 22 мм), то очевидна целесообразность применения шпуров уменьшенного диаметра. А при использовании ВВ с невысокой скоростью детонации типа аммонитов в шпурах целесообразно размещать патроны диаметром 32 – 40 мм.

Глубина шпура. Глубина шпуров – параметр проходческих работ, определяющий объем основных операций в проходческом цикле и скорость проведения выработки.

При выборе глубины шпуров учитывают площадь и форму забоя, свойства взрываемых пород, работоспособность применяемых ВВ, тип бурового оборудования, требуемое подвигание забоя за взрыв и др. Желательно, чтобы продолжительность проходческого цикла составляла смену или целое число смен, а при многоцикличной работе в смену заканчивалось целое число проходческих циклов.

При малой (1 – 1,5 м) глубине шпуров увеличивается отнесенное к 1 м подвигания забоя время вспомогательных работ (проветривание. подготовительно-заключительные операции при бурении шпуров и погрузке породы, заряжание и взрывание ВВ и т.д.).

При большой (3,5 – 4,5 м) глубине шпуров снижается скорость бурения шпуров и в конечном итоге увеличивается относительная продолжительность проведения 1 м горной выработки.

Кроме того, при выборе глубины шпура следует учитывать, что при взрывании на больших глубинах от земной поверхности, где взрываемые породы со всех сторон сжаты горным давлением, разрушающее действие взрыва значительно уменьшается.

Глубину шпуров определяют исходя из заданной технической скорости проходки, количества и производительности горнопроходческого оборудования или по нормам выработки.

Зная заданную скорость проходки, можно рассчитать глубину шпура:

, м (4.2)

где: ν – заданная скорость проходки, м/мес;

t_ц – продолжительность цикла, ч;

n_с – число рабочих суток в месяце;

n_ч – число рабочих часов в сутки;

η – коэффициент использования шпура (КИШ).

Коэффициент использования шпура. Коэффициентом использования шпуров называют отношение использованной глубины шпура к первоначальной глубине. При взрыве зарядов ВВ в шпурах порода не отрывается на всю глубину шпуров, часть шпура по глубине не используется и остается в массиве поды, которую принято называть стаканом.

Для определения КИШ для всего комплекта шпуров необходимо замерить глубину всех шпуров и определить среднюю глубину шпура. После взрыва зарядов нужно замерить глубину всех стаканов и определить среднюю глубину стакана, по которой можно найти среднее значение КИШ. Следовательно, для определения среднего значения КИШ необходимо величину среднего подвигания забоя разделить на среднюю глубину шпура.

(4.3)

где: l_з – длина заряда шпура;

l_ш – глубина шпура.

Если задано подвигание забоя за цикл, то среднюю глубину шпура можно определить, разделив подвигание забоя за цикл на среднее значение КИШ.

Величина КИШ зависит от крепости, трещиноватости и слоистости взрываемых пород, площади забоя, числа открытых поверхностей во взрываемом массиве, работоспособности ВВ, глубины шпуров, качества забойки шпуров, очередности взрывания зарядов и других факторов. При правильном определении всех параметров, строгом выполнении технологии ведения взрывных работ величина КИШ должна быть не менее следующих величин.

Таблица 4.4.

Таблица 4.5

Численные значения показателя γ

вв, кг/м3
, ед	1.843	1.892	1.940	1.987	2.033	2.125	2.214	2.301

_вв - объемный вес ВВ в заряде, кг/м³

Расстояние между контурными зарядами определяют по формуле (м):

(4.6)

где: К₀ - численный коэффициент, учитывающий взаимодействие соседних контурных зарядов и потери энергии на расширение продуктов детонации в объеме шпура, ед.;

L_зк - длина забойки контурных шпуров (определяется по таблице), м;

L_к - длина контурных шпуров, м.

Таблица 4.6

Значение численного коэффициента К₀

	K0
Линейная плотность заряжания контурных шпуров Pк, кг/м	диапазон изменения	средние значения
0.4	0.654-0.590	0.622
0.5	0.763-0.706	0.735
0.6	0.866-0.818	0.842

Таблица 4.7

Приведенная длина забойки контурных зарядов L_зк / S_выр

Коэффициент	Линейная плотность заряжания контурных шпуров Pк, кг/м
крепости пород	0.4	0.5	0.6
4-6	0.110-0.097	0.121-0.110	0.129-0.119
7-9	0.092-0.082	0.106-0.097	0.115-0.108
10-14	0.077-0.061	0.093-0.079	0.105-0.092
15-18	0.057-0.046	0.076-0.067	0.089-0.081
19-20	0.042-0.039	0.064-0.061	0.079-0.076

Коэффициент сближения контурных шпуров определяется по формуле:

(4.7)

При _вв = 900 - 1100 кг/м³ данная формула может быть использована в следующем виде:

(4.8)

Соответственно линия наименьшего сопротивления контурных шпуров определяется по формуле (м):

(4.9)

Количество контурных шпуров определяется по формуле (шт.):

(4.10)

где: П - полный периметр забоя выработки, м;

В - ширина выработки на уровне почвы, м

Площадь части забоя которая приходится на контурный ряд, равна (м²):

(4.11)

Для улучшения качества проработки породы на уровне концевых частей контурных шпуров в забой последних следует помещать дополнительный заряд весом, равным (кг):

(4.12)

Количество ВВ на контурную отбойку определяется по формуле (кг):

(4.13)

При предварительном оконтуривании выработки удельный расход ВВ определяют с учетом глубины ведения работ Н (м) по формуле (кг/м³):

(4.14)

При этом следует иметь в виду, что при уменьшении глубины ведения работ значение q_к не должно быть меньше величины, определяемой формулой (4.3).

Расстояние между контурными шпурами рассчитывают по формуле (4.6), при этом величину L_зк определяют по таблице (4.8).

Таблица 4.8

Приведенная длина контурных зарядов при предварительном оконтуривании выработки

Коэф-нт	Глубина ведения работ Н, м
крепости	менее 100	100-200	200-400	400-600
пород, f	Линейная плотность заряжания контурных шпуров Рк, кг/м
	0.4	0.5	0.6	0.4	0.5	0.6	0.4	0.5	0.6	0.4	0.5	0.6
4-6	0.109	0.120	0.128	0.120	0.130	0.137	0.132	0.139	0.145	0.142	0.148	0.152
7-9	0.093	0.106	0.116	0.106	0.117	0.125	0.118	0.128	0.135	0.130	0.138	0.144
10-14	0.074	0.091	0.103	0.089	0.103	0.113	0.104	0.115	0.124	0.118	0.127	0.135
15-18	0.057	0.077	0.090	0.073	0.090	0.101	0.089	0.103	0.113	0.105	0.117	0.125
19-20	0.046	0.067	0.082	0.062	0.081	0.093	0.080	0.096	0.106	0.097	0.110	0.119

Вес дополнительного заряда в забое контурных шпуров определяется по формуле (кг):

(4.15)

Количество контурных шпуров N_к и расход ВВ на оконтуривание выработки Q_к рассчитывают по формулам .(4.10) и (4.13)

После определения параметров контурного взрывания переходят к расчету параметров заряжания и размещения врубовых и отбойных шпуров, Основой расчета служит величина удельного расхода ВВ на дробление породы в пределах обуренного объема.

При последующем оконтуривании отбойка ядра забоя производится в условиях напряженного состояния окружающего породного массива, что приводит к необходимости увеличения энергозатрат на дробление породы в обуренном массиве. В этом случае вначале следует определить характерное значение длины отбойных шпуров, учитывающее степень такого влияния (м):

(4.16)

В зависимости о фактической длинны отбойных шпуров L_отб , которая, как, правило определяется организацией работ и возможностями бурового оборудования, величину удельного расхода ВВ на дробление рассчитывают по формулам (кг/м³):

- при L_отб  L_ :

(4.17)

- при L_отб  L_ :

(4.18)

где: е_вв - переводной коэффициент, учитывающий тип и плотность применяемого ВВ.

Таблица 4.9

Значение коэффициентов е_вв

Наименование ВВ	Удельная теплота взрыва, ккал/кг	Плотность, г/см3	евв, ед
Аммонит №6ЖВ		1.0 - 1.2	1.0
Аммонит скальный №1 пресс.		1.4 - 1.6	0.76 - 0.8
Аммонит скальный №1 насыпн.		0.9 - 1.1	0.85 - 0.87
Аммонал 200		0.9 - 1.1	0.85 - 0.88
Аммонал скальный №3		1.0 - 1.1	0.73 - 0.76
Детонит М		0.9 - 1.2	0.72 - 0.77

При предварительном оконтуривании выработки отбойка основного породного объема производится в условиях частичной разгрузки, что позволяет при длине отбойных шпуров L_отб  L_ снизить величину удельного расхода ВВ до значения, определяемого формулой (4.17)

После определения удельного расхода ВВ рассчитывают параметры размещения шпуров в прямом врубе. Величину удельного расхода ВВ во врубе определяют с учетом общей эффективности отбойки породы в забое выработки:

(4.19)

где: N_вр - число врубовых шпуров, ед;

Р_вр - линейная плотность их заряжания, кг/м;

L_вр - длина врубовых шпуров, м;

L_зб - длина забойки, м.

Абсолютное значение L_зб определяют по нижележащим таблицам с последующим делением на е_вв, что позволяет учесть тип применяемого ВВ.

Таблица 4.10

Приведенная длина забойки отбойных шпуров при последующем оконтуривании горной выработки

Коэффициент	Глубина ведения работ Н, м
крепости		100 - 200	200 - 400	400 - 600
пород
4-6	0.145	0.151	0.156	0.162
7-9	0.137	0.143	0.149	0.156
10-14	0.128	0.135	0.142	0.149
15-18	0.119	0.127	0.135	0.143
19-20	0.113	0.122	0.130	0.139

Таблица 4.11

Приведенная длина забойки отбойных шпуров при предварительном оконтуривании горной выработки

Коэффициент крепости пород	Lзб / Sвыр
4-6	0.145-0.139
7-9	0.136-0.131
10-14	0.129-0.121
15-18	0.119-0.113
19-20	0.111-0.110

Площадь обуривания вруба определяется по формуле (м²):

(4.20)

Количество ВВ во врубе определяют по формуле (кг)

(4.21)

Поскольку в прямых врубах дробление породы производится в условиях одной свободной поверхности, для облегчения работы врубовых зарядов целесообразно использовать одну или несколько компенсационных скважин, минимальный диаметр которых определяется по формуле (м):

(4.22)

Где: W_min - расстояние от скважины до ближайшего врубового шпура, работающего на эту скважину, м;

d_шп - диаметр врубового шпура, м.

Зная площадь вруба и принимая форму поперечного сечения в виде той или иной плоской геометрической фигуры, можно определить размеры сечения вруба и параметры размещения врубовых шпуров (Рис. 4.3):

- квадрат:

(4.23)

- эллипс:

(4.24)

- круг:

(4.25)

- щелевой:

(4.26)

(4.27)

(4.28)

(4.29)

Рис 4.3 Примеры размещения шпуров в прямых врубах.

После расчета параметров вруба переходят к расчету параметров отбойки.

Суммарное количество отбойных шпуров (включая почвенные) определяется по формулам (шт.):

- при последующем оконтуривании:

(4.30)

- при предварительном оконтуривании:

(4.31)

где: Р_отб - линейная плотность заряжания отбойных шпуров, кг/м;

е_отб, е_к - переводные коэффициенты соответственно для отбойных и контурных зарядов.

Расстояние между почвенными шпурами рассчитывают по формуле (м):

(4.32)

Линию наименьшего сопротивления почвенных шпуров определяют по формуле (м):

(4.33)

Количество почвенных шпуров и площадь части забоя, которая приходится на эти шпуры, определяется по формулам:

, шт (4.34)

, м² (4.34)

Число шпуров, предназначенных непосредственно для разрушения породного ядра, определяют по формуле (шт.):

(4.35)

Ориентировочный размер сетки бурения отбойных шпуров определяют по формуле (м):

(4.36)

При предварительном оконтуривании выработки S_к = 0.

Количество ВВ на отбойку породы в пределах зон ядра и почвы определяют по формуле (кг):

(4.37)

На основании расчетов и схемы расположения шпуров составляется сводная таблица параметров взрывных работ по форме.

Таблица параметров буровзрывных работ

№ шпуров	Глубина шпура, м	Угол наклона шпура, градус	Масса заряда, кг	Кзап	Замедление, мс
		к вертикали	к горизонтали	шпура	всего

Рис. 4.4 Схема расположения шпуров.

а – схема расположения шпуров; б – конструкция заряда; 1 – патрон ВВ;
2 – электродетонатор.

После расчета всех параметров буровзрывного комплекса составляет паспорт буровзрывных работ.

В паспорте БВР должна быть представлена схема расположения шпуров (в трех проекциях), указаны количество и диаметр шпуров, их глубина и углы наклона, количество серий взрывания, последовательность взрывания, величина зарядов в шпурах, общий и удельный расход ВВ, расход детонаторов, длина внутренней забойки каждого шпура и общее количество забоечного материала для всех шпуров, а также время проветривания забоя.

Для пояснения текстовой части данного раздела в записке следует привести соответствующие схемы (схему расположения шпуров, схему конструкции заряда в шпуре, схему вруба, схему соединения детонаторов во взрывной сети).

Расчет электровзрывной сети.

При электровзрывании зарядов возможно применение всех известных схем соединения сопротивлений в цепь. Выбор схемы соединения ЭД зависит от числа взрываемых ЭД и однородности их характеристик. При использовании электрических взрывных приборов определяют сопротивление взрывной сети и сравнивают полученный результат с предельным значением сопротивления цепи, указанным в паспорте прибора. При использовании силовых и осветительных линий определяют сопротивление взрывной цепи, затем рассчитывают величину тока, проходящий через отдельный ЭД, и сравнивают эту величину с гарантийным значением тока для безотказного взрыва. Для гарантийный ток принят - для 100 ЭД равным 1.0 А, а при взрывании ЭД в больших группах (до 300 шт) 1.3 А и не менее 2.5 А при взрывании переменным током.

При последовательном соединении концы проводов соседних ЭД соединяют последовательно, а крайние провода первого и последнего ЭД присоединяют к магистральным проводам, идущим к источнику тока.

Общее сопротивление взрывной цепи при последовательном соединении ЭД определяют по формуле:

, Ом (4.38)

где: R₁ - сопротивление магистрального провода на участке от взрывного прибора до выводов взрывной цепи в забое выработки, Ом;

R₂ - сопротивление дополнительных монтажных поводов, соединяющие концевые провода ЭД между собой и с магистральным проводом, Ом;

n₁ - количество последовательно соединенных ЭД, шт;

R₃ - сопротивление одного ЭД с концевыми проводами, Ом.

Сопротивление проводов определяется по формуле:

, Ом (4.39)

где: ρ – удельное сопротивление материала проводника, (Ом*мм²)/м;

l – длина проводника, м;

S – сечение проводника, мм².

При ведении взрывных работ в качестве соединительных проводов и для прокладки временных взрывных магистралей применяются провода для промышленных взрывных работ марки ВП с медными жилами в полиэтиленовой изоляции. Провод выпускается одножильным ВП1 и двух жильным ВП2x0,7.

Для прокладки постоянных взрывных магистралей предназначены кабели марки НГШМ. Токоведущие жилы изготавливаются из медной проволоки. Изоляция токоведущих жил выполняется из самозатухающего полиэтилена.

В исключительных случаях по согласованию с органами Госгортехнадзора в качестве постоянных взрывных магистралей может применятся провод ВП2x0,7

Таблица. 4.12

Таблица. 4.13

Таблица 4.14

Бурение шпуров

Бурение шпуров производится ручными сверлами, перфораторами, бурильными установками.

Ручные сверла - применяются для бурения шпуров глубиной до 3м по породе с f  6. Бурение производится непосредственно с рук или с легких поддерживающих устройств (СЭР-19М, ЭР14Д-2М, ЭР18Д-2М, ЭРП18Д-2М). Электрические колонковые сверла применяют при бурении по породе с f  10 (СЭК-1, ЭБК, ЭБГ, ЭБГП-1).

Производительность бурения определяется по формуле (м/ч):

(4.44)

где: n - число бурильных машин;

k_н - коэффициент надежности машин (0.9);

k₀ - коэффициент одновременности работы машин (0.8 - 0.9).

Число буровых машин определяется из расчета 4 – 5 м² площади забоя на одну буровую машину.

Перфораторы - применяются для бурения шпуров по породам с f  5 (ПП36В, ПП54В, ПП54ВБ, ПП63В,ПК-3, ПК-9,ПК-50).

Производительность бурения определяется по формуле (м/ч):

(4.45)

где: k_д - коэффициент зависящий от диаметра шпура (0.7 - 0.72 при d_ш = 45 мм; 1 при d_ш = 32 - 36 мм);

k_п - коэффициент учитывающий тип перфоратора (1.1 для ПП63В, ПП54; 1 для ПП36В);

а – коэффициент, учитывающий изменение скорости бурения в различных породах (0.02 при f = 5-10; 0.3 при f = 10-16).

Бурильные установки. Бурение шпуров производится буровыми установками или навесным бурильным оборудованием смонтированным на погрузочных машинах.

Выбор бурильной установки для бурения шпуров в горизонтальной выработке производится с учетом следующих факторов:

- тип бурильной машины должен соответствовать крепости пород в обуриваемом забое;

- размеры зоны бурения должны быть больше или равны высоте и ширине обуриваемого забоя;

- наибольшая длина буримых шпуров по технической характеристике бурильной машины (установки) должна быть согласована с максимальной длиной шпуров (по паспорту БВР);

- ширина бурильной установки не должна быть больше применяемых транспортных средств.

Производительность бурения определяется по формуле (м/ч):

(4.46)

где: n - число бурильных машин на установке, шт;

k₀ - коэффициент одновременности в работе машин (0.9 - 1);

k_н - коэффициент надежности установки (0.8 - 0.9);

t - продолжительность вспомогательных работ (1 - 1.4 мин/м);

v_м - механическая скорость бурения (м/мин).

Таблица 4.5

Скорость бурения

Тип	скорость бурения (м/мин) при коэффициенте крепости
установки	4–6	7–9	10–14	15–18
Электрические буровые машины	2,5–1,4	1,0–0,7	_	_
Пневматические буровые машины	1,5–1,0	0,8–0,6	0,6–0,3	0,3–0,15
Гидравлические буровые машины	1,7-1,5	1,5-1,3	1,3-1,1	1,1-0,9

Продолжительность бурения шпуров (ч):

(4.47)

где: t_п – подготовительно-заключительные работы (0,5–0,7 ч).

Проектирование вентиляции.

Проектирование вентиляции подземных выработок осуществляется в следующей последовательности:

1. Выбирается способ проветривания;

2. Выбирается трубопровод и определяются его аэродинамические характеристики;

3. Производится расчет количества воздуха, необходимого для проветривания выработок;

4. Выбирается вентилятор местного проветривания.

Место установки вентилятора местного проветривания (ВМП) и направление вентиляционного трубопровода показывается в “Паспорте проветривания”. В паспорте также указывается количество ВМП, их тип, диаметр вентиляционного трубопровода, направление свежей и исходящей вентиляционных струй, зоны безопасности.

Способы проветривания.

Проветривание выработок производится нагнетательным, всасывающим или комбинированным способами.

При нагнетательном способе свежий воздух по трубам поступает к забою, а загрязненный воздух удаляется по выработке. Главное достоинство этого способа – эффективное проветривание призабойного пространства при значительном отставании вентиляционных труб от груди забоя. При этом возможно применение гибких труб. Однако в связи с тем, что газы удаляются по всему сечению и по длине выработки происходит ее загазовывание, что приводит к необходимости устанавливать вентиляторы большей производительности и напора и прокладывать воздуховоды с трубами большего диаметра. Данный способ имеет наибольшее распространение.

При всасывающем способе ядовитые газы не распространяются по выработке, а отсасываются по трубопроводу, а свежий воздух поступает в призабойное пространство по выработке. Основное достоинство этого способа то, что при достаточно малом расстоянии конца трубопровода от груди забоя, не превышающем зону всасывания, забоя выработка проветривается значительно быстрее, чем при других способах, а также не происходит загазованности основной части выработки. Этот способ можно применять для проветривания выработок, когда основные источники выделения производственных вредностей сосредоточенны в призабойной зоне. Всовывающий способ нельзя применять при проходке выработок по газоносным породам, при работе в них подвижного состава с ДВС или при других источниках выделения вредностей, рассредоточенных по длине выработки.

Комбинированный способ предусматривает использование двух вентиляторов, один из которых работает на вытяжку, а другой, устонавливаемый вблизи забоя, на нагнетание. Этот способ проветривания сочетает в себе достоинства нагнетательного и всасывающего способов. По времени проветривания данный способ является наиболее эффективным. Недостаткам данного способа является загромождение выработки вентиляционным оборудованием.

Рис. 5.1 Схемы проветривания тупиковых выработок.

а – нагнетательная; б – всасывающая.

1 – вентилятор; 2 – трубопровод.

Таблица 5.1

Значение коэффициента R₁₀₀

Диаметр трубы,	Металлические	Типа М	Текстовинитовые
м
0.3	990.0	1284.0	481.0
0.4	228.0	305.0	108.0
0.5	72.8	100.0	33.0
0.6	25.0	40.1	12.5
0.7	11.6	28.2	5.0
0.8	5.8	9.3	2.5
0.9	3.0	5.1	1.3
1.0	1.6	3.0	0.8

Аэродинамическое сопротивление трубопровода. Напор создаваемый вентилятором при его работе на вентиляционный трубопровод, расходуется на преодоление сопротивление трения и местных сопротивлений, а также на скоростной напор при выходе воздуха из трубопровода или при входе в него, при всасывающем проветривании.

Аэродинамическое сопротивление трения трубопровода определяется по формуле:

, Н*с² / м⁸ (5.2)

Местные сопротивления вентиляционных трубопроводов создаются обычно коленами, тройниками, ответвлениями и другими фасонными частями труб. Значения местных сопротивлений приведены ниже.

Таблица 5.2

Сопротивление (Н*с² / м⁸