|
Наименование
пород
|
Мощность, м
|
f
|
C
|
Rc, МПа
|
|
Наносы
|
30
|
1
|
0,44
|
9
|
|
Алевролиты
|
190
|
3
|
1,4
|
27
|
|
Песчаники
|
300
|
9
|
1,2
|
81
|
|
Аргиллиты
|
90
|
4
|
3
|
36
|
Проектом принимается толщина монолитной бетонной крепи 250 мм
[2].
2.
Обоснование технологической схемы проходки и сооружения ствола. Выбор
оборудования для оснащения ствола
2.1 Выбор
технологической схемы проходки ствола и внутристволового проходческого
оборудования
В зависимости от заданных горно-геологических условий,
глубины ствола - 600 м, сечения ствола 50,26 м2, проектом
принимается буровзрывной способ проходки. Для проходки ствола принимается
совмещенная схема проходки.
Эта схема характеризуется тем, что постоянную бетонную крепь
возводят сверху вниз по мере выемки породы. Под термином "совмещенная
схема" подразумевают не только совмещение основных процессов в
пространстве, т.е. в забое ствола, но и возможное незначительное совмещение
работ во времени. Эта схема наиболее проста, требует минимального числа лебедок
и другого оборудования для оснащения ствола, обеспечивает заданные скорости
проходки, экономически эффективна и обеспечивает высокий уровень безопасности
работ в забое. В настоящее время ее повсеместно применяют при обычном способе
проходки стволов любого диаметра и глубины по буровзрывной технологии.
Опалубка устанавливается на выровненную взорванную породу,
которая выполняет, роль пикетажной перемычки. После укладки быстротвердеющей
бетонной смеси по всему периметру ствола на высоту около 1 м из центральной
части забоя начинают погрузку породы. Остальную часть породы грузят после
набора бетоном разопалубочной прочности (0,8 МПа).
Для оснащения ствола при проходке принимается следующая схема
проходки: оснащение вертикального ствола с применением временного копра и
стационарной подъемной машины. Данная схема имеет широкое применение в практике
шахтного строительства.
Недостатками этой схемы являются: высокая стоимость оснащения
из-за использования в основном временных зданий и сооружений; большая
продолжительность перехода от проходки ствола к проведению горизонтальных
выработок, связанная с демонтажем проходческого копра и монтажа постоянного
копра; невозможность совмещения проходки ствола со строительством постоянных
зданий и сооружений, относящихся к стволу.
Исходя из технической скорости проходки, глубины ствола и
диаметра ствола 8 м принимается комплекс 2КС-2У [3].
Техническая характеристика 2КС-2У [3]
Диаметр ствола в свету, м 7-9
Глубина ствола, м 250-1000
Тип бурильной установки БУКС-1м
Число установок 2
Вместимость бадьи, м3 3-8
Число бадей в работе 3-4
Число подъемных машин 2-3
Высота передвижной опалубки, м 3-5
Максимальный расход сжатого воздуха, м3/мин 100
Масса оборудования, т 90
Техническая характеристика бурильной установки БУКС-1М [3]
Диаметр ствола в свету, м 5,5-9
Число бурильных машин 4
Глубина бурения шпуров, м 4,25
Возможный угол наклона бурильной машины, град 10
Максимальный расход сжатого воздуха, м3/мин 60
Расстояние между шпурами, мм 800
Высота, м 10,3
Диаметр описанной окружности, м 1,54
Масса, т 10,2
Техническая характеристика погрузочной машины 2КС-2у/40 [3]
Вместимость грейфера, м3 2х0,65
Эксплутационная производительность, м3/час 105-130
Техническая производительность, м3мин 2,4
Рабочее давление сжатого воздуха, МПа 0,6
Грузоподъемность тельфера, кг 5000
Максимальная скорость радиального перемещения грейфера, м/с
0,5
Высота подъема грейфера, м 10
Масса погрузочной машины, т 19,5
Техническая характеристика опалубки ОСД [3]
Диаметр ствола, 8
Рабочая высота, 3,3
Масса, кг 37645
Способ отрыва канатный
Техническая характеристика полка [3]
Диаметр ствола, мм 8000
Диаметр полка, мм 7760
Число этажей 2
Масса полка, кг 42000
2.2 Выбор
технологической схемы сооружения ствола, подъёмного и копрового оборудования
Продолжительность и стоимость строительства ствола и горного
предприятия в целом в значительной мере зависят от технического уровня
оснащения проходки стволов, который должен обеспечивать не только высокие
скорости строительства, и последующего проведения всех других подземных
выработок, но и минимальную продолжительность, и трудоёмкость работ по
оснащению проходки и переоснащению для проведения горизонтальных и наклонных
выработок.
Технологические схемы оснащения стволов характеризуются
принятым типом подъёмного комплекса, то есть копра и подъёмной машиной, и
подразделяются на три вида: постоянную, временную и комбинированную.
Проектом принимается временная схема оснащения (с применением
временного проходческого копра, конструкции ВНИИОМШСа и временной подъёмной
машины).
Технологическая последовательность сооружения ствола по этой
схеме следующая. В подготовительный период сооружается временный проходческий
копёр и временные подъёмные машины. После проходки и оснащения ствола
производится демонтаж временного проходческого копра и временной подъёмной
машины, после чего сооружается постоянный копёр и постоянная подъёмная машина
[3].
Область применения копра конструкции ВНИИОМШСа, III
типоразмерной группы [3]
Глубина ствола, м 1100
Диаметр ствола, м 8
Тип проходческого комплекса 2КС-2у
Вместимость бадей, м3 3-5,0
Расчётная температура, - °С 40
Техническая характеристика копра [3]
Размеры, м:
копра в плане 7´12
подшкивной площадки по осям контурных балок 7´9,9
высота от верха фундамента до подшкивной площадки 22
Масса, т:
Общая 99
Надстройки 4
подшкивной площадки 20
шатра с лестницей 56
обшивки 19
2.2.1 Подъем
По [3] исходя из глубины ствола предварительно принимается
бадья БПСМ-5 и подъемная машина МПП-17,5. Проектом принимается одноконцевой
подъём.
Для проверки подъёмной машины следует рассчитать концевую
нагрузку на канат по формуле
= 9,81 (Qб + Qгр),
Где Qб - концевая нагрузка от бадьи определяется
по формуле
б= qб+qпр+qнр
=1800 + 165 + 1000 = 2965 кг;
б - масса бадьи;пр - масса прицепного
устройства;нр - масса направляющей рамки;гр - масса груза
в бадье определяется по формуле
гр = Vб . g + (Vб - Vб/Kр)
× γв × Kз = 5 · 1600
+ (5 - 5/2) × 1000 × 0,5 = 9250 кг,
б - вместимость бадьи, Vб = 5 м3;
g - насыпная масса породы, g = 1600 кг/м3;р
- коэффициент разрыхления, Kр = 2;з - коэффициент
заполнения пустот водой в загруженной бадье,
з = 0,5,Q = 9,81 (2965 + 9250) = 119,8 кН.
Ориентировочная масса 1 м каната определяется по формуле
.
Где m - статический запас прочности, m = 6;
g0 -
фиктивная плотность каната, g0 = 8700 кг/м3;z -
временное сопротивление разрыву проволок каната, Kz = 1,1×109 Па.
Проектом принимается канат закрытой конструкции ГОСТ 10506-73*:
диаметр 33 мм, вес 1 м каната 6,32 кг, суммарное разрывное усилие 89650 кгс или
878 кН.
Проверка по фактическому запасу прочности:
,
Где Qразр - суммарное разрывное усилие каната,
Окончательно принимается выбранный выше канат.
Определение максимального статического натяжения каната
кН.
Р - вес 1 м каната, Р = 63,2 Н;
Нn - максимальная длина отвеса каната,
Нn = Нств + hк = 600 + 22 = 622
м,
Нств - глубина ствола, Нств = 600 м;к
- высота копра, hк = 22 м.
При выборе подъёмной машины должно соблюдаться условие:
Fст ≤ Т1,
где Т1 - максимально допустимое статическое
натяжение каната для подъёмной машины;
,8 < 171,5
Окончательно проектом принимается передвижная подъёмная
машина МПП-9.
Техническая характеристика бадьи типа БПСМ-5
Вместимость, м3 2,2
Диаметр корпуса, мм 2050
Масса бадьи, кг 1800
Масса направляющей рамки, кг 1000
Техническая характеристика подъёмной машины МПП-17,5 [3]
Статическое натяжение каната, кН 171,5
Размеры барабана, мм:
Диаметр 2850
Ширина 1550
Скорость подъёма, м/с 8
Диаметр каната, мм 33
Производительность подъема определяется вместимостью бадьи и
продолжительностью цикла подъема [3]
, м3/ч
Где Vб - вместимость бадьи, Vб = 5 м3;
Кз - коэффициент заполнения бадьи, Кз = 0,9;
К - коэффициент неравномерности работы подъема, К = 1,5;
ТФ - фактическая продолжительность одного подъёма, с,
ТФ = ТЦ + tП = 330 + 95 = 425 с,
Тц - продолжительность цикла одноконцевого подъема, с;П
- время на манёвры в нижней части ствола. Проектом принимается схема погрузки
породы с перецепкой бадьи следовательно tП = 95с. [3]
с,
Где V = 7 м/с - максимальная скорость движения бадьи с грузом по
направляющим канатам.
м3/ч.
2.2.2
Водоотлив
Исходя из глубины ствола 600 м и максимального притока воды
19 м3/час проектом принимается применение на глубинах до 220 м и от
520 до 600 бадьевой водоотлива с помощью насоса Н-1м (рисунок 2), а на глубине
220-520 с помощью проходческого насоса ППН-30х250 (рисунок 3) и перекачной
станции (на глубине 350 м) ЦНС-38-44.
Производительность бадьевого водоотлива принимается по
таблицам [6], и составляет 9,68 м3
Рисунок 2 - Схема водоотлива
Техническая характеристика насоса Н-1м [3]
Подача, м3/ч 25
Напор, м 40
Размеры, мм
Длина 490
Ширина 300
Высота 450
Масса, кг 30
Техническая характеристика насоса ППН-30х250 [1]
Подача, м3/ч 30
Давление водяного столба, МПа 2,5
Мощность электродвигателя, кВт 45
Размеры насоса в плане, мм 950´980
Длина, м 12000
Масса, кг 3020
Техническая характеристика ЦНС 38-44 [3]
Подача м3ч 38
Давление (полное), МПа 0,44
Число колес, шт 2
Электродвигатель:
напряжение, В 380
мощность, кВт 7,5
частота вращения, с-1 50
тип ВАО
51-2
строительство скиповый ствол армировка
Рисунок 3 - Схема многоступенчатого водоотлива
- забойный насос; 2 - подвесной насос; 3 - водоотливной став
подвесного насоса; 4 - горизонтальный насос; 5 - водосборник; 6 - водоотливной
став горизонтального насоса
2.2.3
Компрессорная
Потребное количество сжатого воздуха определяется отдельно
для бурения шпуров и погрузки породы. Из полученных расчетом двух величин
принимается наибольшая.
Расход сжатого воздуха при бурении шпуров [7]
Qб = КуnбVбКoКн =
1,2 · 1 · 60 · 1 · 1,15 = 76,2 м3/мин
Где Ку - коэффициент, учитывающий утечки сжатого
воздуха в воздуховоде и дополнительную работу пневмонасосов и пневмолебедок, Ку
= 1,2;
nб - число одновременно работающих бурильных
установок, nб = 1;
Vб - расход сжатого воздуха бурильной установкой, Vб = 60 м3/мин;
Кo - коэффициент одновременности работы установок,
Кo = 1;
Кo - коэффициент износа установок, Кo =
1,15.
Расход сжатого воздуха при погрузке породы [7]
Qп = КуnпVпКoКн = 1,2 · 1 ·
78· 1 · 1,1 = 103 м3/мин,
Где nп - число погрузочных машин, nп = 1;
Vп - расход сжатого воздуха погрузочной машиной, Vп = 78 м3/мин;
Кo - коэффициент одновременности работы
погрузочной машины, Кo = 1;
Кн - коэффициент износа погрузочной машины, Кн
= 1,1.
Принимаем потребное количество Q равное 103 м3/мин.
Мощность компрессорной станции
Qк = 1,3Q = 1,3 · 103 = 133,9 м3/мин.
Комплектование станции компрессорами производится с таким
расчетом, чтобы суммарная подача компрессоров была равна расчетной мощности
станции.
Проектом принимается две (основная и резервная) передвижные
компрессорные станции ПКСМ-150 с подачей 150 м3/мин.
Техническая характеристика передвижной компрессорной станции
ПКСМ-150 [3]
Производительность, м3/мин 150
Тип используемых компрессоров 6ВВ-25/9
Число компрессоров 6
Установленная мощность электропривода, кВт 205,5
Потребляемая мощность, кВт 1020
Размеры станции, мм:
Длина 17280
Ширина 8000
Высота 4000
Масса, т 75
Для выравнивания давления сжатого воздуха и улавливания воды
и масла применяются воздухосборники.
Общая вместимость воздухосборников определяется [7]
м3,
где Q - суммарная подача компрессоров, Q = 150/60 = 2,5 м3/мин.
Принимаются два воздухосборника Р-10, вместимостью 10 м3.
Для подачи сжатого воздуха от компрессорной станции к стволу и по
стволу до подвесного полка принимаются стальные водо-газопроводные сварные
трубы диаметром 150 мм. На поверхности трубы соединяются электросваркой, в
стволе - на фланцах болтами. В стволе ставы труб подвешиваются на канатах.
2.2.4
Вспомогательное оборудование
1.
Подвесной
проходческий полок
Подвесные проходческие полки для стволов диаметром 8 м
изготавливаются на 2 этажа [3]. Подвесной полок предназначен для предохранения
людей, находящихся в забое, от случайно упавших предметов, для крепления
направляющих канатов и подвески погрузочной машины. На полке размещается
светильники, шланги сжатого воздуха, кабели и забойное оборудование для ведения
взрывных работ. С подвесного полка производится возведение крепи. Конструкция
подвесного полка приведена в графической части проекта.
2.
Проходческие
лебедки
Для подвески в стволе, опалубки, ставов труб, кабелей и
натяжения направляющих канатов применяются проходческие лебедки. Тип и
назначение лебёдок принятых проектом приведены в таблице 2. Схема размещения
лебёдок на поверхности приведена в графической части проекта.
Выбор лебёдки для подвески опалубки
Масса (кг) 1 м каната определяется по формуле [6]
кг,
Где m0 = 5 - запас прочности;
g0 = 9400
кг/м3 приведённая плотность круглопрядного каната;К -
концевая нагрузка, определяется по формуле
кг,
Где Qо = 37645 кг масса опалубки;= 4 - количество
лебёдок.
К - временное сопротивление при разрыве.
Принимаем канат круглопрядной конструкции ГОСТ-7668-80* диаметром
34,5 мм, масса 1 м каната 4,55 кг, суммарное разрывное усилие 64635 кгс = 632,5
кН.
Фактический запас прочности каната определяется по формуле
,
Где Qz - общее сопротивление каната разрыву.
Определение максимального статического натяжения каната
ст
= Qк + рН = 9411,25 + 4,55 · 622 = 12241,35 кг. (122,41
кН)
По [3] принимается лебёдка 2ЛПЭП-15/800
Таблица 2
|
Назначение
лебедки
|
Тип лебедки
|
Количество
|
|
Для подвески:
|
|
|
опалубки
|
2ЛПЭП-15/800
|
4
|
|
полка
|
ЛПП-25/1000
|
2
|
|
вертикального
насоса
|
ЛПЭП-10/1000
|
1
|
|
труб вентиляции
|
ЛПЭ-10/800
|
1
|
ЛПЭ-5/1000
|
1
|
|
ППС
|
ЛПЭ-5/1000
|
1
|
|
кабелей
|
ЛПЭ-5/1000
|
2
|
|
спасательной
лестницы
|
ЛПЭР-5/1000
|
1
|
|
подвески
взрывного кабеля
|
ЛПЭ-5/800
|
1
|
1.
Спасательная
лестница
При строительстве ствола спуск людей производится в бадьях.
Для подъема людей из забоя ствола в случае неисправности бадьевого подъема или
прекращения подачи электроэнергии применяется спасательная лестница ЛС-2,
конструкции ЦНИИподземмаша. Лестница подвешивается к канату лебедки
ЛПЭР-5/1000, оборудованной тормозами с комбинированным (пневматическим и
ручным) приводом.
2.
Освещение
При проходке ствола для освещения забоя и подвесного полка
применяется 4 светильника "Свет-3" питающиеся от электрической сети.
Светильники подвешиваются: два под полком, по одному - под вторым этажом полка
и над полком.
Техническая
характеристика светильника "Свет-3" [7]
Исполнение РП
Мощность лампы, Вт 300
Сила света, лк 3500
Напряжение, В 127
Тип лампы НЗК-127
Срок службы, ч 1500
Масса, кг 21
На случай отключения электроэнергии проходчики должны быть
снабжены переносными аккумуляторными светильниками.
3.
Связь
и сигнализация
При проходке ствола осуществляется связь между забоем,
подвесным полком, нулевой рамой и зданием подъемной машины. Связь и
сигнализация обслуживают спуск и подъем бадьи, полка, ставов труб и другого
оборудования. Связь и сигнализация разделяются на механическую, электрическую и
телефонную.
Механическая сигнализация обслуживает подъем и спуск бадей и
оборудования в стволе. Она состоит из троса диаметром 4 - 6 мм, ударного
молотка и буфера. Ударный молоток и буфер расположены на нулевой раме, от
которой трос проходит по стволу в забой. При натяжении троса молот ударяется по
буферу. Сигнал подается рукоятчику на нулевой раме, который передает его
машинисту подъема. Подача сигнала из забоя ствола машинисту подъема запрещена.
У ствола вывешивается код сигналов, который обязаны знать все рабочие.
Электрическая сигнализация состоит из двухжильного кабеля и
электрического звонка. При замыкании проводов раздается звонок. Звонок
дублируется зажиганием красной лампочки. Каждая подъемная установка имеет два
независимых сигнальных устройства - механическое и электрическое.
Телефонная связь между забоем, подвесным полком и нулевой
рамой, между полком и проходческими лебедками осуществляется искробезопасной
телефонной связью ТПИ-2.
4.
Геодезическо-маркшейдерское
обслуживание
Маркшейдерский контроль при проходке ствола заключается в
проверке соответствия его параметров проектным данным, определении скорости
проходки и объемов выполненных работ.
Вертикальность ствола контролируется при помощи центрального
отвеса. Отвес опускается в ствол при помощи маркшейдерской лебедки и троса
диаметром 4 - 6 мм. Лебедка установлена на маркшейдерском ярусе в устье ствола,
который находится на 2 м ниже нулевой рамы. Центральный отвес имеет массу от 20
- 50 кг. При помощи центрального отвеса устанавливается опалубка при возведении
крепи и проверяется фактическая толщина крепи.
После окончания проходки ствола маркшейдер подготавливает
техническую документацию на сдачу ствола заказчику, в состав которой входят:
продольный разрез по стволу с указанием проектного и фактического
геологического разреза, расположение и объемы вывалов пород при проходки,
толщина крепи, интервалы проходки по месяцам, продольный разрез по стволу после
армирования, поперечные разрезы по стволу, данные по качеству материала крепи и
другие сведения.
2.3 Прочее
оборудование на поверхности
Для обслуживания рабочих, занятых на проходке ствола
сооружается временный административно-бытовой комбинат (АБК), находящийся в
непосредственной близости от ствола.
В подготовительный период строятся постоянные механические
мастерские с кузнечным, слесарным и электрическим отделениями, в которых
размещаются металлообрабатывающие и бурозаправочные станки, механизмы для
ремонта электрооборудования.
Для отопления АБК, производственных зданий и подогрева
воздуха, подаваемого в зимнее время в шахту, применяется передвижной
котлоагрегат ПКУ-Е-1/9-2т конструкции Донгипрооргшахтостроя [3]. На
промышленной площадке строится также передвижная подстанция конструкции
Донгипрооргшахтостроя типа ОРУ-6.
Для хранения материалов, конструкций и оборудования строятся
складские здания и сооружения.
Для подачи бетонной смеси монтируется приствольный
бетонно-растворный узел УБК-30 [7].
2.4
Подготовительный период
Подготовительный период строительства ствола от 12 до 25 %
общей продолжительности и 8 - 18 % сметной стоимости в освоенных районах и 20 -
25 % в неосвоенных районах строительства.
Работы подготовительного периода включают в себя:
работы, выполняемые вне промплощадки ствола;
работы, выполняемые на промплощадке.
Вне промплощадки ствола ведутся работы по строительству
железных и автомобильных дорог, ЛЭП, строительство жилья и объектов социального
назначения.
На промплощадке ствола ведутся следующие работы: осушение и
планировка площадки, работы нулевого цикла, строительство складских помещений,
сооружение устья ствола и технологического отхода, монтаж внутриствольного
оборудования.
2.5
Сооружение устья и технологического отхода
Порядок сооружения устья ствола следующий: сооружается общая
траншея (в два этапа) под устья. Траншея разрабатывается драглайном
Техническая характеристика драглайна
Емкость ковша, м3 1,5
Усилие тягового каната, тс 5,64
Усилие подъемного каната, тс 5,14
Скорость движения подъемного каната, м/с 1,08
Скорость движения тягового каната, м/с 0,98
Среднее удельное давление на грунт, кгс/см2 0,64
Масса экскаватора конструктивная, т 24,6
Наибольший радиус копания, м 14,3
Максимальная глубина капания, м 10
Устье ствола крепится монолитным бетоном. Для крепления устья
устанавливают металлическую опалубку, за которую равномерными слоями 30 - 40 см
укладывают бетонную смесь и уплотняют ее погружными вибраторами.
Металлическая опалубка состоит из отдельных сегментов высотой
1 м и длиной по дуге 1,5-2 м. Сегменты изготавливаются из листовой стали
толщиной 5 мм с ребрами жесткости по периметру из уголковой стали. Сегменты
соединяются в кольцо болтами через отверстия в уголках.
Засыпка траншеи производится бульдозером. При засыпке грунт
подвергается послойному уплотнению, где возможно механическим способом -
катком, а там где не возможно - вручную.
Исходя из глубины примыкания (12 м) проектом принимается
проведение вентиляционных каналов к стволу драглайном.
3.Производство
работ по сооружению ствола
3.1 Общая
организация работ по сооружению ствола
Проходческий цикл при проходке ствола слагается из следующих
основных операций: бурение шпуров, заряжание и взрывание, проветривание, осмотр
забоя и приведение его в безопасное состояние, подъем перед взрывом и спуск
полка и оборудования после взрыва, погрузка породы, возведение постоянной
крепи, наращивание труб и другие вспомогательные работы. Продолжительность
проходческого цикла определяется от начала проведения одной из основных
операций до ее возобновления. Степень совмещения работ проходческого цикла
зависит от принятой технологии и организации работ.
Принимается 6 рабочих дней в неделю, 23 - в месяц;
продолжительность рабочей смены 6 часов - 4 смены в сутки.
3.2
Буровзрывные работы
Работы буровзрывного комплекса в стволе состоят из ряда
последовательных операций: бурение шпуров, спуска взрывчатых и забоечных
материалов, монтажа и проверки электровзрывной сети, подъема проходческого
оборудования на безопасную высоту (20 м), взрывание зарядов, проветривание и
приведения ствола в безопасное состояние [1].
В общем цикле проходческих работ удельные затраты на ведение
буровзрывных работ составляют 25 - 50 %.
Качество выполненные буровзрывные работы должны обеспечивать
точное оконтуривание поперечного сечения ствола с минимальными переборами;
равномерное дробление породы, от которого зависит производительность
породопогрузочных машин; наибольший коэффициент использования шпуров,
определяющий скорость подвигания забоя; экономию расхода материалов и энергии;
минимальные затраты времени на 1 м проходки ствола; безопасность работ.
Выбор ВВ производиться с учетом пылегазового режима шахты,
крепости пород. Так как ствол не пересекает пластов угля, принимается ВВ II класса скальный аммонал
№3
Для проходки по углю аммонит АП-5ЖВ. Согласно ПБ, за 20
метров до и после пересечения пласта угля БВР по проходке ствола осуществляют
как по углю.
Характеристика
применяемого ВВ
|
Работоспособность,
см3
|
450 - 480
|
|
Бризантность,
мм
|
18 - 20
|
|
Скорость
детонации, км/с
|
4,2 - 4,6
|
|
Кислородный
баланс
|
- 0,78
|
|
Теплота взрыва,
кДж/кг
|
5710
|
|
Объем газов
взрыва, л/кг
|
810
|
|
Плотность ВВ в
патронах, г/см3
|
1,1
|
В качестве средств инициирования проектом принимается
электродетонаторы мгновенного ЭД-8-Э короткозамедленного ЭД-КЗ действия для
обеспечения взрывания по сериям.
Удельный расход ВВ принимается q = 1,2 кг/м3 [3,
таблица 5.15].
Количества шпуров определяется по формуле [6]
шпура.
где Sвч - площадь поперечного сечения вчерне,
Sвч = Sпрm = 56,74 · 1,08 = 61,28 м2;
m - коэффициент излишки сечения, m = 1,08;
h - коэффициент использования шпура, h = 0,9;
g - коэффициент заполнения шпура, g = 0,45;
r - плотность ВВ, r = 1100
кг/м3;
- диаметр патрона, 
= 0,045 м.
Учитывая техническую характеристику буровой установки проектом
принимается глубина врубовых шпуров 2,8 м, отбойных и оконтуривающих 2,6 м.
Расположение шпуров в забое ствола должно быть таким, чтобы
обеспечить полный отрыв породы на всю глубину шпуров, точное оконтуривание
сечения ствола, равномерное и мелкое дробление породы, образование после взрыва
ровной поверхности забоя.
В вертикальных стволах шпуры располагаются по концентрическим
окружностям описанным из центра ствола. Проектом принимается цилиндрический
вруб.
Диаметр врубовой окружности равен 2 метра, а количество врубовых
шпуров Nвр = 6.
Диаметр окружности расположения оконтуривающих шпуров определяется
Dок = Dпр - 2l
= 8,5 - 2 × 0,25 = 8,0 м,
Где l = 0,25 м -
расстояние от породной стенки ствола до оконтуривающего ряда.
Диаметры окружностей отбойных шпуров определяются
м;
м.
Количество оконтуривающих шпуров определяется
шт.
Фактическое расстояние между шпурами
м.
Количество отбойных шпуров
шт.,
шт.
Окончательно проектом принимается 78 шпура.
Схема расположения шпуров и конструкция заряда шпура представлена
в приложении. Общий расход ВВ на цикл [6]
Q = Sпрlшq = 56,74 · 2,6 · 1,2 = 177 кг.
Средняя величина заряда в шпуре [6]
Qшп = Q/N = 177/78 =
2,27 кг.
Окончательный расход ВВ на цикл
Qок = nврqвр + nотбqотб + nокнqокн,
гдеnвр - количество врубовых шпуров, nвр = 6;
nотб - количество
отбойных шпуров, nотб = 40;
nокн - количество
оконтуривающих шпуров, nокн = 32;
qвр, qотб, qокн - масса зарядов соответственно врубовых,
отбойных и оконтуривающих шпуров, кг
qвр = 1,2qср = 1,2 · 2,27 = 3,0 кг;
qотб = qср = 2,5 кг;
qокн = 0,9qср = 0,9 · 2,27 = 2,0 кг.
Окончательный расход ВВ на цикл составит
Qок = 6 ·
3,0 + 40 · 2,5 + 32 · 2,0 = 182 кг.
Таблица 3 - Показатели по шпурам
|
Серия взрывания
|
Наименование
шпуров
|
Электродетонаторы
|
Номера шпуров
|
Длина шпуров, м
|
Заряд на шпур,
кг
|
Длина забойки,
м
|
Угол наклона,
град.
|
|
|
Замедле-ние, мс
|
Количество
|
|
|
|
|
|
|
I
|
Врубовые
|
0
|
6
|
1-6
|
2,8
|
3,0
|
1
|
90°
|
|
II
|
Отбойные
|
25
|
16
|
7-22
|
2,6
|
2,5
|
1,1
|
90°
|
|
III
|
Отбойные
|
50
|
24
|
23-46
|
2,6
|
2,5
|
1,1
|
90°
|
|
IV
|
Оконтури -
вающие
|
75
|
32
|
47-78
|
2,6
|
2,0
|
1,4
|
86°
|
Паспорт буровзрывных работ представлен в приложении.
Перед заряжанием шпуров находящееся в забое оборудование,
инструменты и материалы поднимаются на поверхность. Подвесной полок поднимают
на безопасную высоту более 20 м. Патроны боевики изготовляют на поверхности в
зарядной будке, находящейся в 50 м от ствола, зданий, сооружений и
коммуникаций. Готовые патроны-боевики спускаются отдельно от ВВ в сопровождении
взрывника. Во время спуска ВМ и заряжания шпуров запрещается проведение
каких-либо работ на полке и в забое ствола. При заряжании шпуров патроны ВВ по
одному вставляются в шпур и досылаются деревянной трамбовкой диаметром 22 мм.
Последним в шпур вставляется патрон-боевик, электродетонатором к устью шпура. В
шпуры подсыпается мелкая порода, для того чтобы патроны ВВ не всплыли.
Монтируется антенна на колышках высотой 0,8 м, которые
вставляются в шпуры. К антенне присоединяют концы проводов электродетонаторов
по последовательной схеме. После монтажа электросети проверяется общее
сопротивление сети. Провода антенны соединяются с магистральным двужильным
кабелем S
= 9 мм2, длина каната должна соответствовать расстоянию от забоя до ствола.
Последний на уровне полка соединяется с электровзрывным кабелем S = 12 мм2,
подвешенным в стволе на тросе диаметром 22 мм. Трос закреплен на лебедке
ЛПП-5/500. После подсоединения всех шпуров рабочие поднимаются на поверхность и
удаляются от ствола на расстояние 50 м. Шпуры взрываются от сети переменного
тока напряжением 220 В. Взрывной рубильник размещается на поверхности.
После взывания и проветривания забоя (в течение 30 мин) в
ствол спускается горный мастер и мастер-взрывник, и осматривают забой. Они
проверяют качество взрыва, наличие отказов, повреждения в крепи ствола и
механизмов. Затем в ствол спускаются проходчики, устраняют повреждения от
взрыва, спускают спасательную лестницу, кабель сигнализации, опускают подвесной
полок и подготавливают погрузочную машину к погрузке породы.
3.3
Проветривание ствола
При походке ствола для удаления вредных газов, образующихся
при взрыве ВВ, и обеспечения в забое нормального состава воздуха после
взрывания шпуров производится проветривание ствола.
Для проветривания ствола проектом принимается нагнетательная
схема проветривания, при которой скоростной напор воздушной струи, выходящей из
трубы, обеспечивает хорошее смешивание свежего воздуха с газами и быстрое их
разжижение.
Для устранения возможного засасывания отработанного воздуха,
выходящего из ствола, вентилятор устанавливают на расстоянии не менее 20 м от
устья ствола.
Расчет количества воздуха, необходимого для проветривания
ствола, ведут исходя из таких факторов, как наличие ядовитых газов ВВ, наибольшее
число работающих в стволе людей, минимально допустимая скорость воздушной струи
и метановыделение.
) Определение расхода воздуха
Расход воздуха по минимальной скорости движения струи в
стволе рассчитывается по формуле
Qзп = 60VminSсв = 60 · 0,15 · 50,26 =
254,34м3/мин,
гдеVmin - минимально допустимая скорость движения
воздуха в стволе, Vmin = 0,15 м/с.
Расход воздуха по минимальной скорости в призабойном
пространстве тупиковой выработки в зависимости от температуры определяется по
формуле
Qзп = 20VзminSсв = 20 · 0,5 · 50,26 =
282,7 м3/мин,
гдеVзmin - минимально допустимая
скорость движения воздуха при температуре + 24°С и влажности 80 % [1], Vзmin = 0,5 м/с.
Расход воздуха по наибольшему числу людей, одновременно
находящихся в выработки определяется по формуле
Qзп = 6n = 6 × 12 = 72 м3/мин,
гдеn - наибольшее число людей одновременно находящихся в стволе, n = 12 чел.
Расчет расхода воздуха для проветривания ствола по газам,
образующимся при взрывных работах, осуществляется по формуле
м3/мин,
гдеТвзр - мин время проветривания после взрывных работ,
Твзр = 30;
VВВ - объем
вредных газов, образующихся после взрывания, л;
VВВ = 40Вуг
= 40 · 172 = 7080 л,
Вуг - масса одновременно взрываемого ВВ, Вуг
= 179,4 кг;
м,
т.д.- коэффициент турбулентной диффузии полной свободной струи, kт.д.=
0,81;обв - коэффициент, учитывающий совместное влияние обводненности
и глубины ствола, а также температуры пород на разбавление ядовитых газов, kобв
= 0,3
c2
- коэффициент, учитывающий влияние обводнённости ствола, kc2 = 9,2;o
- среднемесячная температура атмосферного воздуха, to = +17,5 0С;П
- естественная температура пород на глубине Нс
0С,
НС
- температура пород на глубине залегания нейтрального слоя, tНС =
2,5 0С;- глубина залегания нейтрального слоя, h = 30 м;
ГС - средняя величина геометрической ступени, ГС
= 30 м / 0С.ут. тр - коэффициент утечек воздуха в
вентиляционном трубопроводе, определяется по формуле
ут. ст - коэффициент удельной стыковой воздухонепроницаемости трубопровода
диаметром 0,8 м, kут. ст = 0,0003; dтр - диаметр
трубопровода, dтр = 0,8 м; lтр - длина трубопровода, lтр
= 600 м; lзв - длина звена трубопровода, lзв = 2,6 м; Rтр
- аэродинамическое сопротивление жёсткого вентиляционного трубопровода без
утечек воздуха, Rтр = 3,66 кm.
Для дальнейших расчётов принимается
зп
= 643,4 м3/мин = 10,72 м3/с.
) Определение подачи вентилятора работающего на жесткий
трубопровод
Qв = Qзпkут. тр =
10,72 · 1,05 = 11,26 м3/с.
) Определение давления вентилятора
даПа,
гдеRтр. ж - аэродинамическое сопротивление жесткого вентиляционного
трубопровода и фасонных частей без утечек воздуха, кm
Rтр. ж =
1,2Rтр + SRм = 1,2 · 3,66 + 0,21 = 4,6 кm,
,2 - коэффициент, учитывающий нелинейность трубопровода и не
соответствие стыков;
SRм - аэродинамическое сопротивление фасонных
частей, SRм = 0,21 кm.
) Выбор вентилятора местного проветривания
Предварительно проектом принимается вентилятор ВЦ-9
|
Qв, м3/с
|
5
|
10
|
15
|
20
|
25
|
|
hв, даПа
|
109,5
|
438,1
|
985,7
|
1752,4
|
2738,1
|
Определение фактического режима работы вентилятора:
- аэродинамическая характеристика ВЦ-9;
- аэродинамическая характеристика трубопроводав =
700 даПа; Qв = 12,5 м3/с.
Для проветривания принимается вентилятор местного проветривания
ВЦ-9 с жёстким вентиляционным трубопроводом диаметром 0,8 м и длиной звеньев
2,6 м.
3.4 Погрузка
породы
Погрузка взорванной породы в подъемные сосуды производится
погрузочной машиной 2КС-2у/40. Погрузочные машины с механизированным вождением
грейфера обеспечивают полную механизацию работ по погрузке породы в первой
фазе.
Подъем породы на поверхность осуществляется в
самоопрокидывающихся бадьях БПСМ-2,5 с перецепкой в забое. Погрузка породы с
перецепкой бадей более производительна по сравнению с работой без перецепки
бадей, однако, менее безопасна.
Погрузка породы начинается после проветривания забоя.
Взорванная порода выбирается на высоту опалубки и бетонируется. После
завершения возведения крепи, когда нижний слой залитого бетона уже достаточно
схватился, процесс погрузки породы продолжается и заканчивается зачисткой забоя
(2 фаза погрузки) перед очередным бурением шпуров.
Производительность погрузки составит
м3/ч,
Где φ -
коэффициент учитывающий неравномерность работы погрузочной машины и подъема,
регламентированный отдых, простои по организационным причинам, φ = 1,2;
α - доля объема породы во второй фазе
погрузки, α = 0,91
[6];- число погрузочных машин, n = 2;
Рт - техническая производительность погрузочной машины,
Рт = 84 м3/час;о - коэффициент одновременности
работы машин, kо = 0,9;з - коэффициент заполнения бадьи,
kз = 0,9;п - коэффициент, учитывающий просыпание породы
мимо бадьи при разгрузке грейфера, kп = 0,64 [6]n - время
простоя погрузочной машины по причине маневров бадьи в забое, tn =
0,047 ч;б - суммарная емкость бадьй, Vб = 2,5*3 м3;р
- число рабочих занятых на погрузке породы во второй фазе, nр = 6;
Ру - производительность одного рабочего на погрузке
породы, Ру = 0,6 м3/ч.
Продолжительность погрузки породы составит [6]
ч,
Где V - объем взрываемой породы, V = 61,28*2,6=159,3 м3;р
- коэффициент разрыхления породы, kр = 2.
3.5 Крепление
ствола
Проектом принята монолитная бетонная крепь ствола. Крепление
ствола монолитным бетоном включает в себя изготовление бетонной смеси, подача
ее к месту возведения и непосредственно возведение крепи.
Бетонная смесь приготовляется в приствольном БРУ, там в нее
добавляет ускоритель твердения - хлористый кальций. Спуск бетонной смеси
осуществляется по двум бетонопроводам. Бетонопровод состоит из става труб
диаметром 150 мм с толщиной стенки от 8-10 мм. Соединение труб производится при
помощи фланцев. Бетонопровод крепится к крепи ствола. Для уменьшения скорости
падения бетонной смеси при выходе ее из бетонопровода в конце бетонопровода у
подвесного полка устанавливается гаситель скорости. Подача бетонной смеси от
гасителя скорости за опалубку по гибкому ставу трубопровода. Схема размещения
оборудования для возведения бетонной крепи изображена в графической части
проекта. Для возведения крепи в настоящее время наибольшее распространение
получили секционные и створчатые опалубки. Так как секционная опалубка имеет
меньшую малую массу и трудоемкость по ее перемещению, то проектом принимается
трехсекционная опалубка, имеющая следующие конструктивные параметры: диаметр
ствола в свету 8 м, рабочая высота 3,3 м.
Рисунок 6 - Схема устройства гасителя на проходческом полке
- бетонопровод; 2 - телескопическое устройство; 3 - гаситель
скорости; 4 - наклонный желоб; 5 - центральная труба; 6 - поворотный рештак; 7
- опалубка
Опалубка подвешивается на направляющих канатах. Направляющие
канаты пропускаются через отклоняющие шкивы, расположенные на полке и
закрепляются на опалубке.
Последовательность выполнения работ при возведении крепи
следующая. Перед взрыванием шпуров опалубка находится на высоте 1,5-2 м от
забоя. После взрывания порода занимает весь объем между забоем и опалубкой и
частично в зоне опалубки. При погрузке породы, когда опалубка будет полностью
освобождена от породы, ее отрывают от крепи и по мере погрузки опускают. При
этом опалубка играет роль временной крепи. Когда опалубка будет опущена на
полную высоту, погрузка породы приостанавливается, под ее нижнюю часть
подсыпается мелкая порода. Затем опалубка после проверки ее положения
раскрепляется деревянными распорками, и производится укладка бетона на высоту
1-1,5 метра. Через 1-1,5 часа после набора бетоном необходимой прочности
приступают к дальнейшей погрузки породы с одновременной укладкой бетонной смеси
за опалубку.
Закончив укладку бетона на высоту опалубки, заделывают
стыковочный шов, прочищают бетонопровод (спускают 0,2-0,3 м3 щебня и
промывают водой). Расход бетона на 1 м ствола [6]
б = Sвч - Sсв = 61,28 -
50,26 = 11,02 м3,
Где Sвч = 61,28 м2 - площадь
поперечного сечения ствола вчерне;св = 50,26 м2 - площадь
сечения ствола в свету.
Время возведения крепи на высоту опалубки
Тк = to + tп = 2,5 + 3 = 5,5
ч,
Где to - время на укладки бетона на высоту
опалубки, ч;
o = Vб · ho/Рб =
11,02 · 2,6/10 = 3 ч
o - рабочая высота опалубки, ho = 2,6
м;
Рб - производительность подачи бетонной смеси, Рб
= 10 м3/час;п - время на подготовительно заключительные
операции, tп = 3 ч.
3.6
Армирование ствола
Проектом принята жесткая армировка ствола. В качестве
расстрелов используется двутавровый профиль № 20В и № 30М. В качестве
проводников применяют рельс Р-43.
Для перехода от проходки ствола к его армированию выполняются
подготовительные работы, включающие в себя: контрольную маркшейдерскую съемку
сети ствола; разборку разгрузочной площадки в копре, монтаж шкивов для канатов
подвесной люльки; демонтаж и выдачу из ствола проходческого оборудования,
которое не используется при армировании; подъем в устье ствола подвесного полка
и переоборудование его для армирования, установку в 2 м ниже нулевой рамы
контрольного яруса расстрелов; установку лебедок для маркшейдерских отвесов.
Проектом принята совмещённая схема армирования, которая
предусматривает одновременное проведение работ по установке расстрелов и
навеске проводников. В направлении сверху вниз устанавливают расстрелы, а на
расстрелы навешивают проводники. Установка расстрелов производится с подвесного
полка. Она включает в себя следующие работы: разметку и разделку лунок в
бетонной крепи, установку расстрелов и заделку концов расстрелов в крепи.
Разметка мест расположения лунок производится по
шаблону-отвесу, состоящему из крюка, троса, рамки, размеры которой
соответствуют сечению лунки. Надев крюк на ранее установленный расстрел, по
положению рамки определяют местонахождение лунки в следующем ярусе.
Для механизации трудоемкого процесса разделывания лунок
проектом принят станок СБЛ-1м [7]
Навеска проводников производится снизу вверх с люлек
конструкции ЦНИИподземмаша Л-б [7]. Навеска проводников с помощью люлек
производится следующим образом. Проводник опускается в ствол так, чтобы
прицепное устройство подъема оказалось против верхней секции люльки. Затем
проводник перецепляют на крюк поворотного крана лебедки за свободные концы
серьги и подают к месту его навески.
В отверстие ранее установленного проводника вставляют
шпильку, кладут прокладку и устанавливают следующий проводник. Проводник крепят
к расстрелам одновременно с трех этажей люльки. После закрепления проводника
крюк поворотного крана освобождается, а серьгу вместе с прицепным устройством
поднимают на поверхность земли. Крепление двухсторонних проводников производят
с люльки оснащенной двумя кранами. При этом их навеску производят одновременно.
3.7
Проведение сопряжения
Объем сопряжений приствольных камер, согласно заданию
составляет 500 м3.
Сопряжение стволов с околоствольными дворами сооружают на
основных горизонтах шахт, на клетевых ветвях околоствольных дворов. Они
предназначены для доставки в шахту или подъема из шахты людей, материалов,
оборудования, породы, подачи в шахту свежей или исходящей воздушной струи.
Проходка вертикальных стволов технологически связана с
примыкающими к ним сопряжениями и камерами, проведение которых может
осуществляться одновременно с проходкой ствола или после ее окончания.
Объемы сопряжений по сравнению с объемами стволов шахт
незначительны, однако вследствие специфических условий их проведение занимает
от 1 до 5 мес. Затраты труда на выемку 1м3 сопряжения 8-10раз
больше, чем при проходке ствола.
В состав работ по проведению сопряжений осуществляют чаще
всего одновременно с проходкой ствола, максимально используя
высокопроизводительное стволопроходческое оборудование.
В состав работ по проведению сопряжений входят проходка и
крепление непосредственно сопряжения, а также части выработок околоствольного
двора.
В настоящее время предпочтение отдается совмещенной схеме
производства работ, когда забоя ствола опережает забой сопряжения на высоту
одного слоя. Во время рассечки сопряжения проходка ствола приостанавливается.
Порода из сопряжения транспортируется в забой ствола и погрузочной машиной
грузится в бадьи.
При рассечке околоствольного двора выполняются два основных
проходческих процесса - разрушение горных пород в забое сопряжения и возведение
постоянной крепи. При буровзрывном способе, который является основным при
проведении сопряжений, разрушения пород принимают заходку 1-1,5м и производят
одновременное контурное взрывание небольшого количества ВВ. При отходе от
ствола на 4-5м взрывные работы ведутся по обычной технологии проведения
горизонтальных выработок.
В качестве временной предохранительной крепи наиболее часто
применяют железобетонные или металлические анкеры с сеткой и металлические
верхняки с подхватами на анкерах.
Для возведения монолитной бетонной крепи обычно применяется
деревянная опалубка и при повторном применении металлическая. Транспортирование
бетонной смеси с поверхности обычно осуществляется по бетонопроводу.
Рассечку сопряжений слоями сверху вниз применяют в породах
средней крепости. При этом сопряжение разделяется на два слоя высотой по
1,8-2,5м. Подошва верхнего слоя располагается на уровне пяты свода.
Вначале ствол углубляют ниже нижней кромки верхнего слоя.
Затем на всю длину сопряжения производят выемку породы с установкой временной
анкерной крепи и возведением постоянной бетонной или железобетонной крепи с
устройством опорного венца. Одновременно крепят ствол с применением призабойной
опалубки.
Далее ствол углубляют, заходя на нижнюю кромку нижнего слоя,
после чего производят выемку породы в нижнем слое и бетонирование стен
сопряжения и ствола. Затем ствол опять углубляют, заходя за нижнюю кромку
нижнего слоя, и производят выемку породы в нижнем слое и бетонирование стен
сопряжения и ствола.
Дальнейшее действие - продолжение проходки ствола. Эта схема
имеет широкое применение.
Рис. 8. Способы проведения сопряжения при совмещенной схеме
производства работ: 1 - 8 - последовательность ведения работ
3.8 Техника
безопасности и охрана труда
Все рабочие, занятые на проходке, креплении и армировании
ствола, должны знать сигналы и уметь их подавать. Для обеспечения безопасного
пропуска бадей через проемы проходческого полка, подачи сигналов и наблюдения
за приемом, разгрузкой и отправкой бадей в забое и на полке должны назначаться
ответственные лица. При проходке ствола рабочие, находящиеся в забое, должны
быть защищены полком от возможного падения предметов сверху.
При перемещении полка, опалубки и кабелей запрещается:
одновременно подавать сигналы на подъемную машину и на лебедки; вести другие
работы в забое и на полке; находится в стволе лицам не занятым на работах по
перемещению указанного оборудования; находится людям на опалубке при ее
перемещении и при напущенных канатах.
При спуске и подъеме людей в бадьях:
подъем бадьи от забоя до полка осуществляется без
направляющих со скоростью до 2 м/с, а от полка до места разгрузки - по
направляющим;
запрещается спуск и подъем людей в бадьях без направляющих
рамок, оборудованных зонтами;
запрещается подниматься или опускаться стоя или сидя на краю
бадьи, а также производить спуск или подъем людей в груженой бадье.
При спуске и подъеме длинномерных или негабаритных грузов,
подвешенных к канату, запрещается работы других подъемных машин и проходческих
лебедок.
При проходке ствола взрывные работы разрешается вести только
с поверхности. Патроны боевики должны готовиться в специальной будке на
поверхности, расположенной на расстоянии 50 м от ствола. Спуск
патронов-боевиков в ствол осуществляется в бадьях отдельно от ВВ. Скорость
движения бадьи при этом по направляющим 2 м/с, без направляющих 1 м/с. При
бурении шпуров все вновь буримые шпуры должны быть смещены по окружности
относительно шпуров предыдущего цикла, но без нарушения принципиальной схемы
расположения шпуров. При проходке необходимо перед заряжанием шпуров замерить
содержание метана в забое, перед взрыванием произвести подтопление всей площади
забоя ствола водой на 20 см ориентируясь по наивысшей точке забоя, удалить
людей на расстояние 50 м от ствола.
При возведении постоянной крепи все пустоты и зазоры между
боковыми породами и крепью должны быть забетонированы. При навеске и снятии
гибкого бетонопровода запрещается производить другие работы в забое ствола.
Работы по ликвидации затора бетона в трубопроводе должны выполняться под
руководством инженерно-технического работника.
4.
Организация работ
4.1
Определение объемов работ
Наиболее эффективной формой организации труда при проходке
стволов является цикличный график, в котором взаимосвязь и последовательность
выполнения проходческих операций, увязывается в единый технологический процесс
4.1.1 При
проходке ствола
Определение объемов работ по бурению
W6yp = Nвр ·lвр + Nот ·lот + Nок ·lок = 6·2,8+ 40·2,6 + 32·2,6
= 204 м,
Где Nвр, Nот, Nok - соответственно количество врубовых, отбойных и
оконтуривающих шпуров;
вр, 1от, 1ок - соответственно
длины врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров.
Определение объемов работ по погрузке породы
Wп = Sвч ·lц = 61,28·2,6·= 160 м3,
Где lц = 2,6 м - подвигание забоя за цикл;
Определение объема работ по креплению
Wк = (Sвч - Sсв) ·lц = (61,28
- 50,26) ·2,6 = 28,65 м3. 
Объем работ по наращиванию трубопроводов принимается кратным
подвиганию за цикл: Wтр = 2,6 м.
4.1.2 При
установке расстрелов (на 1 ярус)
Общее количество лунок на всю глубину ствола определяем по
формуле
Wл об = Нств Lарм Wn, шт
где Wn - количество лунок, принимаем Wn = 4 шт. Количество
расстрелов Wp = 2 шт.
Wл об = 
шт.
4.1.3 При
навеске проводников
Объем работ по установке проводников составит
Wпров = P·lпров = 8·12,5 = 100 м.
Где Р - число ниток проводников в сечении ствола, Р = 8;
lпров - длина проводника, lпров = 12,5 м.
4.2 Расчет
графика цикличности по проходке ствола
4.2.1 Расчет
трудоемкости работ процессов проходческого цикла
Расчет выполнен в табличной форме таблице 4.
Таблица 4
Расчет трудоемкости и расценок работ проходческого цикла
|
Наименование
работ
|
Ед. изм.
|
Объем работ
|
По ЕНиР
|
Поправочный
коэффициент
|
Принятая норма
|
Трудоемкость,
чел-ч
|
Принятая
расценка, руб.
|
Основная
зарплата, руб.
|
|
|
|
обоснование
|
норма времени,
ч
|
расценка, руб.
|
на глубину
|
на приток
|
|
|
|
|
|
1. Бурение
шпуров
|
10м
|
20,4
|
1-2
|
2,4
|
6,22
|
-
|
1,3
|
3,12
|
63,65
|
8,09
|
165,04
|
|
Погрузка породы
|
м3
|
160
|
1-6
|
0,75
|
1,11
|
1,3
|
1,08
|
172,80
|
2,37
|
379, 20
|
|
3. Крепление
|
м3
|
28,65
|
1-13
|
0,99
|
2,56
|
1,11
|
1,3
|
1,43
|
40,97
|
3,69
|
105,72
|
|
Монтаж труб:
вентиляции d=800мм сжатого воздуха и бетонопровода d=168мм водоотлива и противо-пожарного d=100мм
|
м
|
2,6 7,2 5,2
|
1-24 1-24 1-24
|
0,67 0,5 0,44
|
1,49 1,12 0,98
|
1,11 1,11 1,11
|
1,3 1,3 1,3
|
0,97 0,72 0,63
|
2,52 5,18 3,28
|
2,15 1,62 1,41
|
5,59 11,66 7,33
|
|
5. Устройство
лестничного отделения
|
м
|
4
|
1-23
|
1,5
|
3,89
|
1,18
|
1,33
|
2,35
|
9,42
|
6,10
|
24,42
|
|
Итого:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на цикл
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на 1м ствола
|
|
|
|
|
|
|
|
|
288,40
|
|
674,54
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
110,92
|
|
259,44
|
4.2.2
Определение состава звена и бригады
Число проходчиков в звене (на выход) на проходке ствола
составляет
чел,
Где 
- трудоемкость работ проходческого цикла,
= 288,4 чел-ч;
k - коэффициент перевыполнения проходчиками норм выработки, k = 1,24; Тц - продолжительность проходческого
цикла, Тц = 24 ч.
Основные процессы проходческого цикла (бурение, погрузка породы,
крепление) это механизированные процессы, поэтому большого количества
проходчиков, чем требуется для обслуживания механизированных процессов, не целесообразно.
Большее число проходчиков не влияет на увеличение эксплуатационной
производительности машин и сокращения процесса проходческого цикла.
Из условия размещения проходчиков при механизированном процессе,
количество проходчиков в звене на проходке ствола принимается nзв = 10 чел.
Число проходчиков в бригаде составит
чел,
Где Тсм = 6 ч - продолжительность смены.
4.2.3
Составление графика цикличности
Продолжительность процессов проходческого цикла определяется по
формуле
, ч
Где qi - трудоемкость выполнения одного из
нормируемых процессов проходческого цикла;
ni - число проходчиков, занятых выполнением
данного процесса;
α - коэффициент сокращения
продолжительности процессов проходческого цикла определяется по формуле
,
Т1 - время выполнения нормируемых процессов, Т1
= 6 ч;
Бурение шпуров
ч.
Погрузка породы
ч.
Крепление
ч.
Наращивание трубопроводов
ч.
После проходки ствола на 30 м забой останавливается и производится
наращивание трубопроводов, поэтому на эти работы график цикличности
составляется отдельно.
Продолжительность процессов проходческого цикла по
эксплуатационной производительности машин определяется по формуле
, ч
Где Wi - объем работ;
Рэi -
эксплуатационная производительность машины.
Бурение шпуров
ч.
Погрузка породы
ч.
Крепление
ч.
Окончательно принимаем продолжительность механизированных
процессов по эксплуатационной производительности машин.
На основании полученных данных составляется график цикличности,
представленный в графической части проекта.
4.3 Расчет
графика организации работ по армированию ствола
4.3.1 Расчет
трудоемкости работ цикла армирования
При последовательной схеме армирования, принятой в проекте,
трудоемкость и заработная плата рассчитываются отдельно для установки
расстрелов и навески проводников. Расчет трудоемкости заработной платы для
установки расстрелов приведены в таблице 5.
Таблица 5
|
Наименование
работ
|
Ед. изм.
|
Объём работ
|
По ЕниР
|
Поправочный
коэффициент
|
Принятая норма
|
Трудоёмкость,
чел-ч
|
Принятая
расценка, руб
|
Основная
зарплата, руб
|
|
|
|
Обоснование
|
Норма времени,
чел-ч
|
Расценка
|
На глубину
|
На водоприток
|
|
|
|
|
|
1. Бурение
лунок
|
шт
|
4
|
Е36-1-18
|
0,9
|
2,33
|
1,18
|
1,33
|
1,41
|
5,64
|
3,66
|
14,64
|
|
2. Установка
расстрелов l = 7800; I №30м l = 6400; I №30м
|
шт
|
1 1
|
Е36-1-20
|
4,5 1,2
|
11,7 3,11
|
1,18
|
1,33
|
7,06 1,88
|
7,06 1,88
|
18,36 4,88
|
18,36 4,88
|
|
Итого:
|
на цикл
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14,5
|
|
37,88
|
|
на 1 м
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,47
|
|
9,06
|
5.
Технико-экономические показатели
5.1
Определение средней технической скорости проходки ствола и скорости армирования
Среднемесячная техническая скорость проходки ствола
определяется по формуле
м/мес
Где Z = 30 - число рабочих дней по проходке
ствола в месяц.
Среднемесячная техническая скорость армирования
м/мес,
Где Zа - число рабочих дней в месяц по армированию, Zа = 30;
Нс - глубина ствола, Нс = 600 м;
lцр - подвигание за цикл при установке
расстрелов, lцр =
4,168 м;
цпр -
подвигание за цикл при навеске проводников, 1цпр = 12,5
м;
Тцр, Тцп -
длительность цикла при установке расстрелов и навеске проводников, Тцр
= 6 ч, Тцп = 6 ч;
tп -
продолжительность переоснащения при переходе от установки расстрелов к навески
проводников, tп = 0 ч.
5.2
Определение среднемесячной календарной скорости сооружения ствола
5.2.1
Составление укрупнённого графика оснащения и сооружения ствола
При составлении графика использованы рекомендации [5, 7].
5.2.2
Определение календарной скорости сооружения ствола
Календарная скорость сооружения ствола
м/мес,
Где Тс = 26 мес - продолжительность сооружения ствола
согласно графику;
5.3
Производительность труда проходчиков
5.3.1
Производительность труда на проходке ствола
м3/чел-см.
5.3.2
Производительность труда армировки ствола
м3/чел-см.
Укрупненный график оснащения и сооружения ствола
5.4 Стоимость
сооружения ствола
Стоимость сооружения ствола рассчитывается в ценах 1984 года.
5.4.1 Сметная
стоимость
Сметная стоимость сооружения 1 м ствола шахты определяют на
основе физических объёмов работ по проходке, креплению и армированию,
отнесённых к 1 м ствола, и единых районных расценок [9] таблица 6.
Таблица 6
|
Наименование
работ
|
Ед. изм.
|
Количество
|
Расценка, руб
|
Номер расценки
|
Общая
стоимость, руб
|
|
Проходка
ствола, м: 0 - 150 151 - 300 301 - 500 501 - 600
|
м3
|
9192 9192
12256 6128
|
9,64 10,22
10,53 10,94
|
35-6455-0
35-6455-1 35-6455-2 35-6455-3
|
88610,88
93942,24 129055,68 67040,32
|
|
Крепление
ствола, м: 0 - 150 151 - 300 301 - 500 501 - 600
|
м3
|
1653 1653 2204
1102
|
48,93 49,12
49,63 49,96
|
35-1963-0
35-1963-1 35-1963-2 35-1693-3
|
80881,29
81195,36 109384,52 55055,92
|
|
Итого:
|
на ствол
|
|
|
|
|
705166,21
|
|
на 1 м ствола
|
|
|
|
|
1175,28
|
|
Армирование
ствола:
|
|
|
|
|
|
|
Бурение лунок 0
- 150 151 - 300 301 - 500 501 - 600
|
шт. шт. шт.
шт.
|
144 144 192 96
|
5,41 5,67 5,93
6,29
|
35-2569-0
35-2569-1 35-2569-2 35-2569-3
|
779,04 816,48
1138,56 603,84
|
|
Установка
расстрелов l = 7800; I №30м l = 6400; I №30м
|
т
|
56,36 46,25
|
372 552
|
35-2646-3
35-2597-3
|
20965,92
25530,00
|
|
Итого:
|
на ствол
|
|
|
|
|
53605,45
|
|
на 1 м ствола
|
|
|
|
|
89,34
|
|
Устройство
проводников Р-43
|
1 т
|
206,4
|
341
|
35-2755-3
|
70382,40
|
|
Итого:
|
на ствол
|
|
|
|
|
70382,40
|
|
на 1 м ствола
|
|
|
|
|
117,30
|
|
Итого на 1 м
ствола:
|
|
|
|
|
1381,92
|
Примечание: шаг установки расстрелов - 4, 168 м; шаг
установки проводников - 12,5 м; количество лунок 4 шт.
Сметная стоимость строительства 1 м ствола составит
5792,74 руб.
5.4.2
Плановая стоимость
Расчет плановой стоимости 1 м ствола (Сп)
производится укрупнено по элементам затрат.
Основная заработная плата
Основная заработная плата Сз. п. к 1 м ствола,
принимается по данным пунктов 4.2.1 Сзпп и 4.3.1 Сзпа
по формуле
Сз. п. = Сзпп + Сзпа
= 259,44 + 11,73 = 271,17 руб.
Материалы
Стоимость основных материалов на 1 м ствола См
определяется по планово-расчетным ценам приведенным. Расчет производится в
табличной форме, таблица 7.
Таблица 7
|
Материалы
|
Ед. изм.
|
Количество ед.
на 1 м ствола
|
Цена ед., руб.
|
Общая
стоимость, руб.
|
|
Бетон
|
м3
|
11,02
|
25,8
|
284,32
|
|
ВВ
|
кг
|
70
|
1,21
|
208,12
|
|
СВ
|
шт.
|
30
|
0,53
|
41,34
|
|
Металл
|
т
|
0,51
|
1540
|
785,40
|
|
Неучтенные
материалы
|
%
|
15
|
|
197,88
|
|
Итого:
|
|
|
|
1517,05
|
Амортизация
Затраты на амортизацию, отнесенные к 1 м ствола Са,
рассчитываются только по стоимости забойного проходческого оборудования. Стоимость
оборудования принимается по прейскуранту а годовые нормы - по методическим
указаниям кафедры. Расчет производится в табличной форме, таблица 8.
Таблица 8
|
Оборудование
|
Количество
|
Стоимость
оборудования, руб.
|
Норма
амортизации, %
|
Сумма
амортизации, руб
|
|
|
|
|
год
|
месяц
|
на 1 м
|
|
|
Ед.
|
Всего
|
|
|
|
|
|
Погрузочная
машина 2КС - 2У/40
|
1
|
46700
|
46700
|
30,0
|
7005
|
583,8
|
5,2
|
|
Бурильная
установка БУКС-1м
|
2
|
25800
|
25800
|
30,2
|
7791,6
|
649,3
|
5,8
|
|
Опалубка ОСД
|
1
|
9000
|
9000
|
34,5
|
3105
|
258,8
|
2,3
|
|
БПСМ - 5
|
3
|
7200
|
21600
|
36,8
|
7948,8
|
662,4
|
5,9
|
|
Забойный насос
Н1-м
|
1
|
1520
|
1520
|
25
|
380
|
31,7
|
0,28
|
|
Подвесной насос
ППН-30х250
|
1
|
6405
|
6405
|
25
|
1601,3
|
133,4
|
1,2
|
|
Насос
перекачной станции ЦНС-38-44
|
1
|
14900
|
29800
|
25
|
7450
|
620,8
|
5,53
|
|
Итого:
|
|
|
|
|
|
|
26,21
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Энергия
Затраты на энергию для забойного и проходческого оборудования
Сэ определяют из расчета цены 1 кВт/ч электроэнергии 0,325 руб и 1 м3
сжатого воздуха 0,1 руб. Расчет производится в табличной форме, таблица 9.
Таблица 9
|
Наименование
машин
|
Количество
машин, шт
|
Мощность или
расход сжатого воздуха, кВт/ч; м3/ч
|
Продолжительность
работ, мин
|
Расход энергии
|
Стоимость
энергии, руб
|
|
|
|
|
На цикл
|
На 1 м
|
Ед.
|
На 1 м
|
|
Погрузочная
машина 2КС-2У/40
|
1
|
2х78
|
3
|
57564
|
180,00
|
0,1
|
18,00
|
|
Бурильная
установка БУКС-1м
|
2
|
60
|
3
|
17700
|
138,46
|
0,1
|
13,85
|
1
|
6
|
12
|
1872
|
27,69
|
0,1
|
2,77
|
|
Подвесной насос
ППН-30х250
|
1
|
45
|
12
|
260
|
461,54
|
0,325
|
150,00
|
|
Насос
перекачной станции ЦНС-38-44
|
2
|
100
|
12
|
216,7
|
923,08
|
0,325
|
300,00
|
|
Итого
|
|
|
|
|
|
|
484,62
|
Стоимость прямых нормируемых затрат составит
руб.
Общешахтные расходы при расчете плановой стоимости определяют по
формуле
руб.
где
= 1381,92 руб. - сметные общешахтные
расходы при проходке ствола, определяются в пункте 5.4.1.
Плановая стоимость строительства 1 м ствола составит
руб.
Экономия за счёт увеличения скорости составляет
руб.
Литература
1. Баронский
И.В., Першин В.В., Баранов Л.В. Строительство и углубка вертикальных стволов. -
М.: Недра, 1995.
2. СНиП
II-94-80. Подземные горные выработки /
Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1982.
. Справочник
инженера шахтостроителя в 2-х т / Под общей ред.В. В. Белого. - М.: Недра,
1983.
. СНиП
2.03.01-84. Бетонные и ж/б конструкции / Госстрой СССР. - М., 1988.
. Временная
инструкция по проектированию вентиляции и углубке стволов. - Харьков, ВНИИОМСШ,
1981.
. Смирняков
В.В., Вихарев В.И., Очкуров В.Н. Технология строительства подземных сооружений:
Учебник для вузов. - М.: Недра, 1989.
. Насонов
И.Д., Фидюкин В.А., Щуплик М.Н. Технология строительства подземных сооружений:
Учебник для вузов. - М.: Недра, 1983.
. ЕНиР
Сборник Е 36. Горнопроходческие работы. Вып.1. Строительство угольных шахт и
карьеров / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1988.
. Сборник
№35 единых районных единичных расценок на горнопроходческие работы, привязанных
к местным условиям Кемеровской области. Т.1, книги 1,2,3,4. - Кемерово, 1984.
Приложение
|
УТВЕРЖДАЮ
|
|
Главный инженер
|
Паспорт буровзрывных работ
|
Показатели
|
|
|
|
Сечение выработки
в свету в проходке
|
м2 м2
|
50,26 56,74
|
|
Категория шахты
по газу
|
|
-
|
|
Коэффициент
крепости породы по шкале проф.М. М. Протодьяконова
|
|
9
|
|
Буровые машины
тип
|
шт.
|
БУКС-1м
|
|
Количество
шпуров на цикл, в том числе: врубовых отбойных оконтуривающих
|
шт. шт. шт. шт.
|
78 6 40 32
|
|
Количество
метров бурения на цикл
|
м
|
204
|
|
Подвигание
забоя за цикл
|
м
|
2,6
|
|
Масса патрона
ВВ
|
кг
|
0,3
|
|
Коэффициент
использования шпуров
|
|
0,95
|
|
Тип ВВ
|
|
скальный
аммонал №3
|
|
Расход ВВ на
цикл на 1 м.
|
кг кг
|
182 70
|
|
Электродетонаторы
тип количество на цикл
|
шт.
|
ЭД-8-Ж; ЭД-КЗ
76
|
|
Количество
серий взрывания
|
|
4
|
|
Материал
забойки
|
|
вода
|
Схема расположения шпуров
Схема заряда оконтуривающего шпура