Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине "Горное дело"

24

Федеральное агентство по образованию

ГОУ СПО «Миасский геологоразведочный колледж»

Методические указания

по составлению курсового проекта по курсу «Горное дело» для учащихся геологоразведочного колледжа

по специальности: 130203·51 «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых»

Миасс 2006

Одобрено предметной (цикловой) комиссией горно-буровых дисциплин Протокол № __ От «__»___________200_ г. Председатель: _______________ Демина Е. В. «___»_____________ 20 г.

Составлена в соответствии с Государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускника по специальности 130203.51 «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых» Зам.директора по учебной работе ______________И.Г.Лосенкова «___»__________200 г.

Составил: преподаватель МГРК Демина Е. В

Рецензент: преподаватель МГРК Ю.А.Покровский

1. НАЗНАЧЕНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Курсовой проект по проходке геологоразведочных выработок является заключительным этапом в изучении предмета «Горное дело»

Курсовое проектирование имеет целью:

1. Собрать в одно целое усвоенный материал по проходке геологоразведочных выработок;

2. Повторить и углубить знания по ранее пройденным дисциплинам;

3. Научить учащихся грамотно производить расчеты и обоснование всего комплекса работ при проходке горных выработок;

4. Развивать у учащихся навыки самостоятельной творческой работы, навыки пользования литературными источниками, справочниками, каталогами.

1. ТЕМАТИКА И ОБЪЕМ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Тематикой курсовых проектов может быть предусмотрена: проходка канав, шурфов, шурфов с рассечкой, штолен, штреков, квершлагов, шахтных стволов. Курсовой проект должен быть представлен пояснительной запиской объемом 25 – 30 страниц рукописного текста и на 1 – 2 стандартных листах Ф 24 (594х841) схемой погрузки породы, кроме того, схемами, графиками, помещенными в пояснительной записке.

Пояснительная записка и графическая часть должны выполняться в строгом соответствии с требованиями ЕСКД, ГОСТов.

1. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Выполнение проекта производится в соответствии с заданием (приложение 1), выданным преподавателем колледжа – руководителем курсового проектирования.

Без задания с подписью руководителя и председателя цикловой комиссии проект от учащегося не принимается.

Выполнение проекта должно контролироваться по графику выполнения курсового проекта.

1. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

В разделе приводятся:

4.1 Общая характеристика месторождения полезных ископаемых и геологические условия проходки разведочных выработок, приводится: коэффициент крепости

пород по шкале М.М. Протодьяконова, коэффициент разрыхления, объемный вес, характеристика пород (пористость, прочность, абразивность, угол внутреннего трения).

1. Технические средства проведения горноразведочных выработок.

Кратко излагаются применяемые в проекте способы проходки выработок и основные и основное горнопроходческое оборудование

4.3.Расчет и выбор сечения выработки: производится расчет сечения выработки в свету, вчерне, в проходке. По стандарту определяется только площадь сечения выработки в свету. (1, стр 18).Площадь сечения в свету определяют по размерам выработки до крепи, за вычетом площадей, занимаемых балластным слоем рельсового пути и трапом пешеходной дорожки. Размеры поперечного сечения горной выработки в свету определяется исходя из габаритов транспорта, технологического оборудования (электровозов, вагонеток, погрузочных машин) и величины зазоров, предусмотренных «Правилами безопасности при проведении горноразведочных выработок». Размеры выработок в проходке определяются с учетом толщины крепи и затяжки. Сечение выработки в проходке допускает увеличение проектных размеров выработки не более чем на 3 – 12 % (наибольший процент относится к выработкам площадью до 8м² в породах IX – XI категорий по СНиП – II – 77).

В качестве крепежных материалов применяют дерево, бетон, железобетон, металл. При проходке без крепления форма сечения прямоугольно-сводчатая. Разведочные выработки, имеющие, как правило, малый срок службы, крепятся в основном деревом.

Определение размеров выработки производится в соответствие с таблицей № 4.1 рис. 4.1 до пункта 19 табл. № 4.1.

После определения площади поперечного сечения в свету принимаем по стандарту СТО РосГео 06-003-98 ближайшее стандартное сечение и выписываем его размеры для дальнейших расчетов.

Стандарт Российского геологического общества

СТО РосГео 06-003-98

Обозначения элементов и основные размеры сечений выработок трапециевидной формы должны соответствовать указанным на рисунке № 4.2 и в таблице № 4.2

b₁

h

b₂

Рис. 4.2 Сечение выработки трапециевидной формы

Табл. 4.2

Основные размеры сечений выработок трапециевидной формы

Обозначение сечения	b1	b2	h	Площадь сечения, м2	Характеристика выработки
Т-2,0 Т-3,0 Т-3,6 Т-4,0 Т-5,1 Т-6,1 Т-7,0 Т-7,9 Т-6,6 Т-9,8 Т-11,0 Т-12,3 Т-13,7	900 1360 1360 1450 1750 1900 2180 2240 2580 3450 3750 4000 4120	1320 1800 1900 2000 2360 2580 2800 3000 3150 4120 4370 4750 5000	1850 1850 2180 2300 2580 2720 2800 3000 2300 2580 2720 2800 3000	2,0 3,0 3,6 4,0 5,1 6,1 7,0 7,9 6,6 9,8 11,0 12,3 13,7	Скреперная Скреперная Однопутевая из шурфа Однопутевая Однопутевая Однопутевая Однопутевая Однопутевая Двухпутевая Двухпутевая Двухпутевая Двухпутевая Двухпутевая

После выбора сечения выработки в свету производится расчет крепи и затяжки, а затем производится расчет площади поперечного сечения выработки вчерне по пунктам 19 – 22 табл. № 4.1

Пример расчета сечения выработки:

Дано: Высота транспортного оборудования ………………………………... Н = 1,46 м

Ширина транспортного оборудования ………………………………..В = 1,25 м

Высота выработки от головки рельса до верхняка ……………………h = 1,8 м

Высота от почвы выработки до головки рельса ……………………… h = 0,32 м

Высота балластного слоя ………………………………………………. h= 0,08 м

Ширина свободного прохода на уровне h подвижного состава ……... n = 0,7 м

Зазор между транспортным оборудованием и стенкой выработки ….. m = 0,25 м

Расчет начинается с пункта 13 и производится до пункта 19 табл. № 4.1

13. Ширина прохода на уровне транспортного оборудования :

n = n + · ctq = 0,7 + · 0,1228 = =0,71 м. (4.1)

14. Высота выработки в свету при наличии рельсового пути:

h= h + h- h= 0,32 + 1,8 – 0,08 = 2,04 м. (4.2)

15. Ширина выработки в свету на уровне транспортного оборудования при однопутевой откатке:

b = B + m + n = 1,25 + 0,25 + 0,7 = 2,2 м (4.3)

16. Ширина выработки в свету по верхняку при наличии рельсового пути

b= b - 2 (h- H) · ctq = 2,2- 2 · ( 1,8 – 1,46 ) · 0,1228 = 2,12 м (4.4)

17. Ширина нижнего основания выработки в свету

b= b + 2( H + h- h ) · ctq = 2,2 + 2 (1.46 + 0,32 – 0,08 ) · 0,1228 = 2,62 м (4.5)

18. Площадь поперечного сечения в свету определяется по формуле:

S = · h= · 2,04 = 4,83 м (4.6)

Для расчета площади поперечного сечения вчерне необходимо рассчитать крепь, применяемую для крепления выработки.

Расчет деревянной крепи в горизонтальных выработках

В горизонтальных выработках, когда кровля неустойчива (запас прочности пород кровли Н_кб≥4), определяемой только размеры верхней рамы. Диаметр верхняка (м):

_в = 1,61 ∙ _п / (φ σ _изг.) (4.7)

где: - полупролет выработки вчерне по кровле, м

- плотность пород, кг/м³ (= 2400 кг/м³, стр. 270)

– расстояние между крепежными рамами, м.

_п – коэффициент перегрузки n_п = 1,2

= 0,85 – коэффициент условий работы для шахтной крепи;

φ – коэффициент внутреннего трения пород; с достаточной для практических расчетов точностью коэффициент внутреннего трения можно определить по коэффициенту крепости пород по М.М. Протодьяконову (1, стр.38).

φ =; (4.8)

σ _и - предел прочности древесины из круглых материалов из древесины (для сосны) σ _и = 16мПа.

Потребное количество лесоматериала на 1м выработки:

_л=( 2_с² _с + _в² _в)_р + (2 _с + _в)∙∙; (4.9)

где _л – объем лесных материалов при крепи

_с – диаметр стойки ,м:

_в – диаметр верхняка, м;

_с – длина стойки, м;

_в – длина верхняка, м;

_р – потребное количество рам на 1 м;

– толщена затяжки, м;

– коэффициент, учитывающий сложность затяжки (при креплении в разбежку = 1, при креплении в разбежку к=0,5).

Определяем потребное количество лесоматериала на всю выработку:

_выр= _выр ∙ _м, м^з. (4.10)

Пример:

Дано: a – полупролет выработки по кровле, м ( a = 1,26 м. );

- плотность породы, кг/м, ( = 2400 кг/м );

L - расстояние между крепежными рамами, м , ( L = 0,5 м );

n- коэффициент перегрузки, n= 1,2

m – коэффициент условий работы (для шахтной крепи m = 0,85)

tq - коэффициент внутреннего трения пород ( tq = = 0,87),

где f – коэффициент крепости пород по Протодьконову ( f = 14 )

- предел прочности древесины(для круглых материалов из сосны

= 16 МПа .

По формуле (4.7) определим диаметр верхняка:

d= 1,61 · a · = 1,61· 1,26 · = 1,61 · 1,26 = 0,22 м

Диаметр стойки принимается равной диаметру верхняка.

Толщину затяжки из горбыля рассчитывается по формуле:

По формуле (4.8) определим толщину затяжки:

= 1,3 · L · = 1,3· 0,5 · = 0,04 м.

Определим площадь выработки вчерне, для чего воспользуемся формулами 19-22 (табл 4.1).

Высота выработки вчерне:

h = h+ h+ t + t = 2,04 + 0,08 + 0,22 + 0,04 = 2,38 м

Ширина верхнего основания выработки вчерне:

b= b+ 2( t + t) sin = 2,12 + 2(0,22 + 0,04) · 0,9925 = 2,64 м

Ширина нижнего основания выработки вчерне:

b= b+ 2h· ctq = 2,62 + 2 · 0,1228 = 2,87 м

Площадь поперечного сечения выработки вчерне:

S = · h= · 2,38 = 6,56 м

По формуле (4.9) определим потребное количество лесоматериала на 1 м выработки:

V = ( 2d ·l+ d· l) · N + ( 2·l + l) · C · K= ( 2 · 0,22· 2,6 + 0,22·2,64) ·2 +

+(2 · 2,6 + 2,64) · 0,04

5. ПРОИЗВОДСТВО ПРОХОДЧЕСКИХ РАБОТ

Этот раздел проекта является основным и должен содержать обоснование принятых способов производства работ по проходке выработок, выбор машин, оборудования, механизмов.

В зависимости от крепости пород, их физико-механических свойств, принимаются и способы разрушения, погрузки, транспортирования и т.д. При слабых породах для разрушения применяют лопаты , кайла, ломы, клинья. В крепких породах для бурения шурфов применяются перфораторы, для погрузки пород скреперы, погрузочные машины, комбайны.

В разделе необходимо изложить расчеты по составлению паспорта буровзрывных работ, крепления вентиляции. Кратко описать способы водоотлива, энергоснабжения, вентиляции и др.

Привести технические характеристики принятых машин, оборудования, материалов.

На ведущиеся систематически взрывные работы согласно «Единых правил безопасности при взрывных работах» составляется паспорт буровзрывных работ (прило-жение 2), который является основным документом на производство взрывных работ.

Производство взрывных работ без паспорта запрещается.

Паспорт буровзрывных работ составляется руководителем горных работ (техруком партии или экспедиции) в трех экземплярах на основании опытных взрываний и утверждается руководителем взрывных работ. Паспорт состоит:

5.1 Расчетно-пояснительная записка

-выбор средств бурения шпуров

-выбор ВВ и СВ

- расчет ВВ на 1 м взрываемой породы

-определения количества шпуров в забое

-определение глубины шпуров

- выбор типа вруба и схемы расположения шпуров

- расчет величины заряда ВВ

- выбор способа взрывания и расчет взрывной сети

- расчет показателей БВР

5.2 Графическая часть (приложение 2)

5.1.1 Выбор средств бурения шпуров

На выбор средств бурения шпуров оказывает влияние: крепость пересекаемых горной выработкой пород, вид энергии, величина площади поперечного сечения выработки, необходимая скорость продвигания забоя.

Бурильные машины, пневмоподдержки, буровые штанги и породоразрушающие наконечники выбираются по таблицам (2, табл. 4.12, стр. 55-70).

После выбора оборудования и инструмента приводятся технические характеристики их.

5.1.2.Обоснование способов взрывания и выбор ВВ и СВ

Взрывание может осуществляться огневым, электроогневым , электрическим способами и с помощью детонирующего шнура, системы НОНЕЛЬ или СИНВ.

Выработка не опасна по газу или пыли. Принимается электрический способ взрывания.

Средствами электрического способа взрывания служат электродетонаторы, провода, постоянный или переносные источники тока и измерительные приборы.

Сущность электрического способа взрывания сводится к взрыву электродетонатора от источника электрического тока, а от взрыва электродетонатора взрывается основной заряд промышленного ВВ.

5.1.3. Расчет ВВ на 1 м взрываемой породы

1) Для расчета ВВ на 1м³ взрываемой породы можно использовать формулу профессора М.М. Протодьяконова:

= 1,1 ∙ , ( 5.1 )

где: – удельный расход ВВ, кг/м^3;

- коэффициент работоспособности ВВ, равный е = (5.2)

- работоспособность принятого ВВ, см³

- коэффициент крепости пород по Протодьяконову М.М.;

- площадь поперечного сечения выработки, м²

- ( 2, стр91, табл. 15)

– (1, стр131, табл.10.1)

5.1.4 Определение количества шпуров в забое

2) Определим количество шпуров в забое для чего можно применить формулу Протодьяконова М.М.

= ∙ (5.3)

– количество шпуров в забое;

- площадь поперечного сечения выработки, м^2;

– коэффициент, зависящий от диаметра шпура и крепости пород, принимается 2; 2,3; 2,7 (большее значение при меньшем диаметре шпуров и большей крепости пород)

5.1.5 Определение глубин шпуров

Глубина шпуров определяет трудоемкость всех операций проходческого цикла. С увеличением глубины шпуров увеличивается общий метраж бурения шпуров, объем взрываемой породы и объем вспомогательных операций.

Глубина шпуров зависит от физико-механических свойств горных пород, применяемого оборудования, организации проходческих работ и является основным параметром в расчетах паспорта БВР.

Для горизонтальных и наклонных выработок глубина шпуров может быть определена по упрощенной формуле:

_к = (0,5÷0,8) ; (5.4) )

где _к - глубина комплекта шпуров, м

– средняя ширина выработки вчерне , м.

4) Глубина шпуров : _вр = (0,15 + 0,3) + _к , м ( 5.5)

_ок = = _{к, (5.6 )}

где l - длина врубовых шпуров, м

l- длина оконтуривающих шпуров, м

l- длина вспомогательных шпуров,м

5) При общем количестве шпуров N соотношение между числами врубовых, отбойных и окантуривающих шпуров принимают:

1 : 0,5 : 1,5

Расчет количества шпуров

_вр = (5.7)

_вс = (5.8)

_ок = (5.9)

6) Выбираем тип вруба

Схема расположения шпуров в забое зависит от физико-механических свойств горных пород, конструкции заряда, размера поперечного сечения выработки, количества врубовых шпуров.

7) Расстояние от стенки выработки до стенки выработки до устья оконтуривающих шпуров

_ок = _ок ∙ cos ; (5.10)

8) Расстояние от устья врубовых шпуров до оси выработки

_вр = _вр ∙ cos + ; (5.11)

В шахтах не опасных по газу и пыли

= 0,1÷ 0,4 – для породных забоев

= 0,4÷ 0,6 – для угольных забоев

В шахтах опасных по газу и пыли

= 0,6 по углю

= 0,3÷ 0,45 по породе

Расстояние h между вертикальными (горизонтальными) рядами шпуров обычно принимается не менее 0,3 – 0,4 м, а расстояние между шпурами не менее 0,35 – 0,50м по породе.

9) Рассчитаем заряд на заходку

_зах = , кг (5.12)

где – объем породы за взрыв, м³

= ∙∙η (5.13)

где – площадь поперечного сечения вчерне, м²

- удельный расход ВВ, кг/м³

11) Расчет средней массы заряда на шпур

_ср= , кг (5.14)

12) Рассчитаем количество ВВ для всех видов шпуров

_вр= 1,15 ∙ _{ср (5.15 )}

_вск= 0,9 ∙ _{ср (5.16)}

_ок= _{ср (5.17)}

13) Рассчитаем фактический расход ВВ на заходку

_ф = _вр∙ _вр + _вск∙ _вск + _ок∙ _ок, кг (5.18)

14) Рассчитаем число шпурметров на забой

_шпм = _вр ∙ _вр + _вск ∙ _вск + _ок ∙ _ок, шпм. (5.19)

15) Рассчитаем длину продвигания забоя за цикл

_ц = _к ∙ (5.20)

= 0,85 ÷ 0,87

16) Рассчитаем расход ВВ на 1м выработки

₁= , кг/м (5.21)

17) Рассчитываем расход ВВ на 1 м³ горной массы

₂ = , кг/м^{3 (5.22)}

18) Расход средств взрывания на 1 м проходки

_ср.взр.= , шп/м (5.23)

19) Удельный расход шпура на 1 м проходки

_удел.1= , м/м (5.24)

20) Удельный расход шпура на 1 м³ горной массы

_удел.2= , м/м³ (5.25)

21) Число патронов на шпур

_вр = , шт (5.26)

_вс = , шт (5.27)

_ок =, шт (5.28)

где m_п – масса патрона ВВ, кг

22) Фактическая длина заряда

_{ф вр} = _п ∙ _{вр (5.29)}

где _п - длина патрона, м

23) Длина забойки

_{заб. вр} = _вр - _{ф вр}, м (5.30)

_{заб. вс} = _вс - _{ф вс}, м (5.31)

_{заб. ок} = _ок - _фок, м (5.32)

24) Сводная таблица расчета шпуров

№ шпура	Наименование шпура	Кол-во шпуров	Средняя масса ВВ	Глубина шпура, м	Число патронов на шпур, шт	Факт. длина заряда, м	Длина забойника,м	Периодичность взрывания
1 – 6 7 – 10 11 – 20	Врубовые Вскомотельные Окантуривающие							I II III

Пример расчета:

1. По формуле (5.1) определим расход ВВ на 1м взрываемой породы:

q = 1,1· е · = 1,1· 1,42 · = 19 кг. ,

где е = = = 1,42 ( 370 см – работоспособность аммонита, который принят для взрывания в данных условиях ).

3. Количество шпуров в забое определяется по формуле (5.3):

N = К · = 2 · = 19 шпуров

4.Длина комплекта шпуров определяется по формуле (5.4):

l =0,7 · 2,76 = 1,93 м.

5. Глубина врубовых шпуров определяется по формуле (5.5)

l = 0,2 + 1,93 = 2,13 м.

l = l =l = 1,93 м.

6. Рассчитаем по формуле (5.6;5.7;5.8) число шпуров:

n = = = 6 шп.

n = = = 3 шп.

n = = = 10 шп.

7. Выбирается тип вруба.

Расстояние от стенки выработки до устья оконтуривающих шпуров определяется по формуле (5.9)

а = l · cos= 1,93 ·

Расстояние от устья врубовых шпуров до оси выработки определяется по формуле (5.10)

а = l· cos + = 2,13 cos +

Расстояние h между вертикальными рядами шпуров принимается 0,33 м., а расстояние между шпурами не менее0,4 м.

12. Определим заряд на заходку по формуле (5.11)

Q = q · V = 2,28 ·11,01 = 25,1 кг.,

13. объем взрываемой породы определяется по формуле (5.12)

V= S· l· = 6,56· 1,93 · 0,87 = 11,01 м

13. Средняя масса заряда на шпур может быть определена по формуле (5.13)

q= = = 1,32 кг

Количество ВВ для всех шпуров можно рассчитать по формулам (5.15; 5.16 и 5.17 )

q= 1,15 · q= 1,15 · 1,32 = 1,52 кг.

q= 0,9 · q= 0,9 · 1,32 = 1,19 кг.

q= q= 1,32 кг.

17. Фактический расход ВВ на заходку можно определить по формуле (5.17)

Q = q · n + q · n + q · n=1,52 ·6 + 1,19· 3 + 1,32 ·10 = 25,9 кг.

18. Рассчитаем число шпурометров на забой по формуле (5.18)

L= ln+ln+ln= 2,13· 6 + 1,93· 3 + 1,93 ·10 = 37,87 кг.

19. Длина продвигания забоя за цикл рассчитывается по формуле (5.19)

l= l· = 1,93 · 0,87 = 1,68 м.

20. Расход ВВ на 1 м. выработки рассчитывается по формуле (5.20)

q = = = 14,94 кг.

21. Рассчитаем расход ВВ на 1 м горной массы

q= = = 2,35 кг.

22. Расход средств взрывания на 1 м проходки может быть определен по формуле (5.22)

q = = = 11,31 кг/м

23. Удельный расход шпура на на 1 м проходки может быть определен по формуле (5.22)

q= = м/м

24. Удельный расход шпура на 1 м горной массы определяется по формуле (5.23)

q= = = 1,18 м/м

25. Число патронов на шпур определяется по формуле (5.24;5.25;5.26)

n= = = 7,6= 8 шт.

n = = = 5,95 = 6 шт.

n= = 6,6=7 шт.

26. Фактическая длина заряда может быть определена по формуле (5.27).

l= l· n= 0,2 · 8 = 1,6 м

l = l· n= 0,2· 6 = 1,2 м.

l= l· n= 0,2 · 7 = 1,4 м.

27. Длина забойки может быть определена по формулам (5.30;5.31;5.32)

l= l- l= 2,13- 1,6 = 0,53 м.

l= l - l= 1,93 – 1,2 = 0,73 м.

l = l- l= 1,93 – 1,4 = 0,53 м.

После определения длины забойки необходимо проверить по таблице (1, табл.3.1, стр 44) коэффициент заполнения шпуров.

5.5 Погрузка и транспортировка породы

Рассматривая погрузку породы и транспортировку ее, необходимо обосновывать способы и средства погрузки породы, доставки, откатки и подъема: погрузочные машины, вагонетки, электровозы, лебедки.

Характеристики механизмов можно выбрать: Ш.В. Багдасаров «Справочник горного мастера геологоразведочных работ», 1973г., С,А. Брылов «Горное дело», 1075г. и В.К. Шехурдин и др. «Горное дело», 1987г.

5.6 Расчет электровозной откатки.

Максимальная сила тяги электровоза не может быть больше силы сцепления ведущих колес с рельсами (Н):

= 1000 _сц = Mq, (5.33)

где _сц – сцепкой вес электровоза, кН (1, стр. 231)

– масса электровоза, приходящаяся на ведущие оси, кг

q– ускорение свободного падения, м/с²

- коэффициент сцепления колес с рельсами, принимается по таблице 16.3 (1. табл.16.3, стр.236).

Табл. 16.3

Состояние поверхности рельсов	Коэффициент сцепления
	Без подсыпки песка	С подсыпкой песка
Чистые сухие Чистые влажные Мокрые покрытые грязью	0,18 0,12 – 0,17 0,09 – 0,12	0,24 0,17 – 0,2 0,12 – 0,16

Допустимый вес груженого состава определяется из условия сцепления колес с рельсами, по нагреванию двигателя, по условию торможения поезда. По наименьшему из трех получаемых значений рассчитывают число вагонеток в составе.

Вес груженного состава из условия сцепления колес с рельсами (кН)

_гр.т =, (5.34)

где - ускорение при трогании с места (= 0,03 м/с²);

- удельное сопротивление движению, Н/кН принимается по таблице (1,табл.16.4,стр.237)

Табл16.4

Грузоподъемность вагонетки, кл, ч	Wгр, Н/кН
	При движении вагонетки		При трогании вагонетки с места
	Груженой	Порожней	Груженой	Порожней
1 2 3	7 6 5	9 8 7	9 8 7	12 10 9

Сопротивление движению за счет уклона численно равно уклону в промилле . если уклон равен 3%, то = 3 Н/кН.

Вес груженного состава (кН), исходя из условия нагревания двигателей (по длительной силе тяги),

_гр2= (5.35)

где - сила тяги электровоза при длительном режиме ()

- коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев двигателя при выполнении маневров, равный 1,4 при длине откатки от 1 до 1,5км и 1,1 при длине откатки более 2 км;

- относительная продолжительность движения:

(5.36)

Продолжительность движения (мин)

, (5.37)

где – расстояние откатки, м;

0,75 – коэффициент, учитывающий уменьшение скорости на закруглениях пути, при строгании, торможении и т.д.

- скорость при длительном режиме работы электровоза, м/с

Продолжительность маневров электровоза у мест погрузки и разгрузки вагонеток зависит от числа вагонеток в составе и способов погрузки и разгрузки; определяется экспериментально или принимается приближенно равной 15 – 20 мин на один рейс.

Вес груженного состава по условию торможения поезда

(5.38)

где - замедление при торможении, м/с².

В соответствии с Правилами безопасности тормозной путь при перевозке грузов _т = 40м. Поэтому

(5.39)

где - скорость поезда в момент торможения, принимается равной .

По весу груженного состава определяется число вагонеток:

, (5.40)

где - вес породы в вагонетке (кН) определяется по формуле

, (5.41)

где - коэффициент наполнения вагонеток, равный 0,9

- насыпная плотность содержимого вагонетки (), кг/м³;

- вместимость вагонетки, м³;

Число рейсов электровоза, необходимое для откатки всей породы в цикле

(5.42)

Пример:

Рассчитать электровозную откатку для следующих условий:

Сечение выработки вчерне – 7,5 м

К= 1,75

Электровоз АК-2У

l= 2,0

V = 1 м

Вес груженого состава из условия сцепления колес с рельсами определяется по формуле (5.34) :

Q= = = 246,6 Кн

Вес груженого состава, исходя из условия нагревания двигателей определяется по формуле (5.35):

Q= = = 288 Kн.

определяется по формуле: == 0,67

Т принимается примерно Т= 20 мин.

Вес груженого состава по условиям торможения определяется по формуле (5.38).

Q=== 318,6 Кн.

Замедление при торможение определяется по формуле (5.39):

a===0,015 м/с

По наименьшему из трех значений рассчитывается число вагонеток по формуле (5.40):

n = = = 8,6 вагонеток

Число рейсов электровоза, необходимое для откатки всей породы в одном цикле проходки выработки определяется по формуле (5.42):

n= = = 3,6 рейса

Расчет электровзрывной сети.

В зависимости от применяемых средств для возбуждения взрыва в детонаторах различают следующие способы взрывания: огневой, электрический, электроогоневой и детонирующим шпуром.

В электровзрывных сетях применяют три типа соединений электродетонаторов в электровзрывной сети: последовательное, параллельное и смешанное.

Выбор способа соединения электродетонаторов производится на основании расчета величины тока , поступающего в каждый электродетонатор.

Наибольшее применение при ведении взрывания работ получило последовательное соединение. Достоинством такой схемы является простота ее расчета, монтажа и контроля. Недостатки последовательной схемы сводятся к ограничению числа одновременно взрываемых электродетонаторов и возможности отказа цепи в случае неисправности хотя бы одного электродетонатора или взрыва какого-либо провода в сети.

Сила тока, проходящая через каждый электродетонатор при последовательном соединении:

где - напряжение источника тока, в

- сопротивление электродетонатора, Ом

- количество электродетонаторов, шт.

- сопротивление магистральных проводов, Ом

Сопротивление магистральных проводов можно определить по формуле:

или

где - удельное сопротивление материала привода, Ом мм²/м,

- длина магистрали, м;

- сопротивление жилы, Ом/м;

- сечение провода, м².

Технические данные проводов, применяемы в настоящее время (В.К.Шехурдин и др. «Горное дело», 1987г., стр.98)

Схема последовательного соединения электровзрываемой сети (В.К.Шехурдин и др. «Горное дело», 1987г., стр.104, рис.8.5).

Электрические параметры выпускаемых электродетонаторов (Б.Н.Кутузов идр. «Справочник взрывника», 1988г., стр. 75, табл.35).

Показатели	Тип электродетонаторов
	ЭД-8-Э ЭД-КЗ-25 ЭД-КЗ-П ЭД-3Д	ЭД-8-Ж Эд-КЗ-ОП ЭД-КЗ ЭД-КЗ-ПМ	ЭД-3-Н	ЭД-1-8-Т ЭД-1-3-Т
Сопротивление, Ом	2,0 – 4,2	1,8 – 3,0	2,0 – 4,2	0,5 – 0,9
Безопасный ток, А*	0,18	0,18	0,18	0,92 0,02
Стойкость к разряду статического электричества, кВ	3	3	3	10

* - Безопасный ток - максимальное значение (верхний предел) постоянного тока, который не вызывает взрыва ЭД при любой его продолжительности.

Гарантийный ток – это нижний предел тока, который протекал через группу электродетонаторов обеспечивает их взрывания для 100 детонаторов , до 300 - = 1,3 («Справочник взрывателя», стр.103).

5.8 Проветривание выработок

В задачу вентиляции подземных выработок входит поддержание состава и физических свойств рудничного воздуха, удовлетворяющих параметрам ПБ.

Расчет вентиляции тупиковой выработки включает выбор способа вентиляции, определение необходимой подачи свежего воздуха в забой, выбор вентиляционного трубопровода и расчет его электродинамических параметров, выбор вентилятора.

Количество воздуха, необходимое для проветривания подземных выработок должно рассчитываться:

- по наибольшему количеству людей;

- по газам, образующимся от взрывных работ;

- по минимально допустимой скоростью движения воздуха в выработке.

По наибольшему числу людей, занятых на подземных выработках.

, м³/мин.

где 6 – норма воздуха на 1 работающего;

- количество людей в забое

Выберем схему проветривания. Применяются три схемы: нагнетательная, всасывающая, комбинированная.

Количество воздуха, необходимое для полного проветривания при нагнетательном способе, определяется:

, м³/с

- количество воздуха, необходимое для проветривания забоя, м³/с;

- время проветривания (по ПБ не менее 15 – 30 мин);

- масса одновременно взрываемого в забое ВВ, кг

, м

- площадь поперечного сечения выработки в свету, м²;

- длина проветриваемой выработки, м.

При всасывающем способе:

Можно проверить 15 мин. и тогда = будет 49,4 м³/мин.

Проверяем количество воздуха по скорости движения. Исходя из скорости 0,08м/с м/мин = 0,08 м/с.

Можно время проветривания уменьшить до 15 мин. будет 0,16 м/с.

где - скорость движения воздуха по выработке, м/с (согласно правил безопасности должна быть не менее 0,15 м/с и не более 6 м/с).

Расчет показывает завышенное значение .

Проведем расчет по Шехурдину (стр.180).

При нагнетательном способе проветривания

где - масса одновременно взрываемого в забое ВВ, кг;

- площадь поперечного сечения выработки в свету, м²

- длина проветриваемой выработки, м;

- фактическая газовость ВВ, т.е. объем условной окиси углерода, выделяемой при взрыве 1кг ВВ, л/кг по породе = 40 л/кг.

При всасывающем способе

Производительность вентилятора в м³/мин. с учетом утечки воздуха через трубопровода

м³/мин.

где - коэффициент утечек (на 100м =0,1)

Рассчитываем величину напора вентилятора

где - коэффициент аэродинамического сопротивления (С.А.Брылов «Горное дело» стр.172, В.К.Шехурдин «Горное дело», стр.177);

- диаметр трубопровода, м;

- количество воздуха, м³/с.

Полный напор с учетом местных сопротивлений = 1,2

Затем по таблице (В.К, Шехурдин, «Горное дело» табл.12.1, стр.175).