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
| Діаметр шпари, мм | 105 |
| Глибина шпари, м | До 50 |
| Робочий тиск стисненого повітря, атм. | 5-6 |
| Робочий тиск води, атм. | 10-12 |
| Витрата води, л/хв | 15-20 |
| Максимальне зусилля подачі, кг | 600 |
| Зусилля подачі на інструмент при буравленні, кг | 150 |
| Хід подачі, мм | 365 |
| Потужність електродвигуна, кВт | 2,8 |
| Габарити верстата, мм: Довжина Ширина Висота | 1300 640 650 |
| Робоча довжина штанги, мм | 1200 |
| Діаметр штанги, мм | 63,5 |
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 hСВ = В/3
hСВ = 3400/3 = 1130 мм
4. Висота п'яти зводу визначається по формулі:
hПЯТи = 300-1130 = 1870 мм
Перевіряємо висоту проходу для людей hmin = 1.8м., h1≥hmin = 1.87≥1.8м.
5. Висота вироблення визначається по формулі: H = hПЯТи + hСВ
Н = 1870+1130 = 3000 мм
6. Перетин вироблення у світлі: SСВ. = 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
| Вантажопідйомність, т | 4 |
| Місткість кузова, м3 | 1,5 |
| Габарити, мм: Довжина |
| Ширина Висота | 3350 1800 2120 |
| Найбільша висота при навантаженні й розвантаженні, мм | 2240 |
| Радіус повороту, мм | 4000 |
| Подоланий підйом, гр. | 8 |
| Привод | Пневматичний |
| Максимальна швидкість, км/год | 4,8 |
| Установлена потужність, кВт | 90 |
| Маса, т | 7,1 |
3. Технічна характеристика бурового встаткування.
Таблиця 3 - Технічна характеристика 2УБН-2П
| Площа вибою, м2 | 14 |
| Найбільша висота розташування горизонтального шпуру, м | 3,2 |
| Ширина вибою з однієї установки, м | 4,5 |
| Число перфораторів | 2 |
| Найбільша глибина шпурів, м | 2,8 |
| Коефіцієнт міцності по шкалі Протодъякова | 6-20 |
| Тип ходової частини | Пневмоколесний |
| Витрата стисненого повітря (при буравленні), м2/м | 25 |
| Швидкість пересування, км/год | 3,5 |
| Потужність привода, кВт | 36,8 |
| Максимальний подоланий кут, гр. | 12 |
| Тип перфоратора | ПК-60 |
| Габарити, мм: Довжина Ширина Висота | 6800 1450 1500 |
| Маса, т | 6,3 |
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 LП = 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
рВВ – працездатність ВВ
е = 525/ рВВ
е = 525/380 = 1,38
3. Середня довжина шпурів визначається виходячи з місячної швидкості проведення вироблення:
LШ = VМЕС/(25*tM*nCM*nC*η), м
де, tM = 2 час проведення вироблення на місяць, мес.
nCM = 3 – число змін у добу на проведення вироблення, зміна
nC = 1 – число циклів у зміну
? = 0,9 - коефіцієнт використання шпуру (КИШ)
VМЕС = 65 місячна швидкість проходки, м/мес.
LШ = 65/(25*2*3*1*0,9) = 0,48 м
4. Довжина ходки за цикл
Lух = LШ* η, м
Lух = 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* LШ.К./А)3/VK. , шт.
де, А = 9,35 - масштабний коефіцієнт
VK – об'єм компенсаційного шпуру, див3
LШ.К. – довжина компенсаційного шпуру, див
? = 0,9 - КИШ
LШ.К. = 0,2 + LШ = 0,2 + 0,48 = 0,68 м = 68 див
VK = 0,785*d*2* LШ.К., див
де, d = 0,76 - діаметр компенсаційного шпуру, див
VK = 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 NВР = 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
| Найменування шпурів | Номера шпурів |
| 1. Компенсаційні | 0 |
| 2. Врубові | 1,2,3,4,5,6 |
| 3. Відбійні й допоміжні | 7-14 |
9. Сумарна довжина всіх шпурів
Врубових і компенсаційних:
Відбійних (допоміжних):
Що оконтурюють:
Сумарна довжина всіх шпурів:
10. Необхідна витрата ВВ:
Q = q*SЧ*LШ, кг
Q = 1,476*9,61*0,48 = 6,8 кг
11. Середня маса заряду на один шпур:
qCP = Q/NФ, кг
qCP = 6,8/29 = 0,23
де, NФ = 29 - фактична кількість шпурів у вибої, шт.
12. Маса заряду у врубових шпурах:
qВР = 1.2* qCP, кг
qВР = 1.2*0,23 = 0,276 кг
13. Маса заряду у відбійних шпурах:
qотб. = qср.
qотб. = 0,23
14. Маса заряду в шпурах, що оконтурюють:
- у покрівлі:
qок.к. = 0,8*qср = 0,8*0,23 = 0,184 кг.
- у боках і ґрунті вироблення:
qок.б. = 0,9*qср = 0,9*0,23 = 0,207 кг.
qок.п. = 1,1*qср = 1,1*0,23 = 0,253 кг.
15. Фактичних витрата ВВ за цикл:
QФ = nВР* qкр. + nотб*qотб. + nок.к.* qок.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 = QФ/Iyx = 6,762/0,86 = 7,86 кг/м
q2 = q1/(Sч* Iyx) = 7,86/(9,61*0,86) = 0,95 кг/м3
2. Довжина шпурів на 1 п.м. вироблення:
L = /Iух = 21,67/0,86 = 25,19 м/п.м.
3. Витрата ОД на 1 цикл:
= NФ = 29 шт.
на 1 п.м.
nОД = nОД/ Iух = 29/0,86 = 34 шт.
4. Вихід породи за цикл:
V = SЧ*IУХ = 9,61*0,86 = 8,26 м3
Таблиця 5 - Розташування шпурів у вибої вироблення
| № шпуру за один прийом
| L- кожного шпуру, м
| Кут нахилу шпурів, градус у проекціях | Маса заряджання кожного шпуру, кг
| Черговість висадження вповільнення
| |
|
|
| I | I I |
|
|
| 0 | 1,2 | 90 | 90 | - | - |
| 1,2,3,4,5,6
| 1,2 | 90 | 90 | 0,276 | 1-2-3-4-5-6 |
| 7-8 | 1 | 90 | 90 | 0,56 | 7-9 (105) |
| 10-14 | 1 | 90 | 90 | 0,56 | 10-14 (120) |
| 15-18 | 1 | 85 | 85 | 0,504 | 15-18 (135) |
| 19-23 | 1 | 85 | 85 | 0,44 | 19-23 (150) |
| 24,29 | 1 | 85 | 85 | 0,616 | 24-29 (165) |
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*8000.50) = 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:
QT = 6*Nа/60 = 6*4/60 = 0,4 м3/з
3. По встаткуванню ДВС
= 6,3 м3/з
4. По виносі пилу з вироблення:
QT = 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
Ю.І. Вельський. - Методичні рекомендації з виконання практичної роботи, розділів при курсовому й дипломному проектуванні на тему: Розрахунок паспорта БВР – К., 2003
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.
Ю.І. Вельський. - Методичні рекомендації з виконання практичної роботи, розділів при курсовому й дипломному проектуванні на тему: Розрахунок провітрювання вибою вибір вентилятора – К., 2003
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.
Б.Н. Кутузов. - Підривні роботи. – К., 2000
Ю.С. Пухов. - Рудничный транспорт. – М., 1991.