Akademia Górniczo - Hutnicza
w Krakowie
Przedmiot:
Technika Strzelnicza
Obliczenie podstawowych parametrów urabiania skał metodą strzelania ładunkami MW w długich otworach strzałowych.
Wykonał: Paweł Skoczylas
GiG rok IV Gr. I
Dane wyjściowe:
rodzaj skały: Piaskowiec
wskaźnik zwięzłości skały: f = 9
roczna wielkość wydobycia: W = 1800000 Mg
wysokość piętra: H = 19,5m
średnica otworów strzałowych: d = 105 mm
odległość do obiektów podlegających ochronie przed drganiami parasejsmicznymi: rs = 880 m
odległość do obiektów podlegających ochronie przed podmuchem: rp =
880 m
odpalanie ładunków: nieelektryczne
Parametry strzelania długimi otworami:
z - zabiór
a - odległość między otworami
H -wysokość ściany
α - kąt nachylenia ociosu
lo - długość otwory
lpw - długość przewiertu
lp - długość przybitki
Odpalanie długich otworów odbywać się będzie ładunkiem ciągłym z milisekundowym opóźnieniem między otworowym. Do wykonywania robót strzałowych używane będą materiały wybuchowe i środki inicjujące dopuszczone przez WUG do użytku w górnictwie, zgodnie z warunkami ich stosowania.
Dobór materiału wybuchowego:
Amonit H2E - Materiał wybuchowy amonowosaletrzany, skalny, wodoodporny, ekologiczny.
Jest materiałem wybuchowym przeznaczonym do stosowania w górnictwie podziemnym i odkrywkowym, jako materiał wybuchowy skalny.
Charakterystyka MW:
- barwa różowa do czerwonej
- gęstość MW zanabojowania 1,10 g/cm3
- gęstość MW luzem 0,73 g/cm3
- ciepło wybuchu 3527 kJ/kg = 843 kcal/kg
Dobór środków inicjujących:
Górnicze zapalniki nieelektryczne milisekundowe NITRONEL MS 25 (1-20)
Część obliczeniowa:
Obliczenie całkowitego dopuszczalnego ładunku MW z uwagi na ochronę przed podmuchem
gdzie:
Qp - łączna masa ładunków MW odpalana w serii, kg
rp - promień strefy zagrożenia, m
kp - współczynnik określony w tabeli w Rozporządzeniu Ministra Gospodarki, Pracy
i Polityki Społecznej z dnia 1.04.2003 Dz. Ustaw nr 72 poz. 655 Załącznik nr 4,
Do obliczeń przyjęto wartość współczynnika kp=40
Obliczenie dopuszczalnego ładunku MW na stopień opóźnienia z uwagi na ochronę przed drganiami parasejsmicznymi.
gdzie:
Qz - maksymalny ładunek MW przypadający na stopień opóźnienia przy stosowaniu
zapalników milisekundowych, kg
rs - odległość od miejsca wykonywania robót strzałowych do chronionego obiektu, m
φ - współczynnik uwzględniający rodzaj podłoża pod obiektem chronionym
Występuje zależność:
- przy c < 2000 m/s φ = 0,019 - 0,015
- przy c = 2001 - 3000 m/s φ = 0,025 - 0,020
- przy c > 3000 m/s φ = 0,030 - 0,026
gdzie: c - prędkość fali podłużnej w podłożu
Do obliczeń przyjęto wartość współczynnika φ = 0,020
Obliczenie jednostkowego zużycia MW.
wg wzoru Kutuzowa i Suchanowa
gdzie:
q - jednostkowe zużycie MW, kg
γ - ciężar objętościowy skały: dla sjenitu przyjęto 2,7 Mg/m3
f - wskaźnik zwięzłości skały: 15
d - średnica otworów strzałowych: 140 mm
ds - średnia odległość między szczelinami w masywie: przyjęto 1,5 m
dk - żądany rozmiar średniego ziarna: przyjęto 0,6 m
Q - ciepło wybuchu stosowanego MW: Amonit H2E - 843 kcal/kg
wg wzoru Laresa
gdzie:
f1 - wskaźnik zwięzłości skały: przyjęto 1,4
s - wskaźnik budowy calizny: masywna, zbita; przyjęto s = 1,0
VL -wskaźnik naprężenia zależny od liczby odsłoniętych powierzchni: przyjęto 1,4 (2 pow.)
e - wskaźnik mocy (blok Trauzla): przyjęto 1,20 (Amonity)
ρL - wskaźnik gęstości ładunku: przy załadunku grawitacyjnym sypkiego MW - ρL = 0,9
pL - wskaźnik przybitki: dla przybitki krótszej niż 1/3 otworu pL = 1,0 do 1,25; przyjęto 1,15
Określenie parametrów geometrycznych rozmieszczenia otworów.
Określenie pojemności 1 m otworu strzałowego.
gęstość MW zanabojowania: 1100 kg/m3
Długość przewiertu.
Długość przybitki.
Długość otworu.
gdzie:
H - wysokość ściany; 18 m
α - kąt nachylenia ociosu; przyjęto 80°
Wielkość zabioru.
m - względna odległość między otworami; przyjęto 1,20 m
Wzór sprawdzający:
Odległość między otworami w szeregu.
Ładunek materiału wybuchowego.
Masa ładunku MW w otworze.
Liczba otworów strzałowych na stopień opóźnienia.
Przyjęto nz=1; na jeden stopień opóźnienia milisekundowego przypada 1 otwór strzałowy.
Dopuszczalna liczba otworów strzałowych w serii.
Dla odpalania nieelektrycznego liczba otworów w serii: przy nz = 1 : ns < 45
Przyjęto ns = 40.
Masa ładunku MW w serii.
Długość frontu roboczego.
Objętość urobku z jednej serii.
Konieczna liczba odstrzałów w ciągu roku.
Zestawienie planowanego rocznego zużycia środków strzałowych.
materiały wybuchowe
zapalniki
6. Zagrożenia - zwrotne przeliczenie stref bezpieczeństwa:
6.1. Wielkość promienia strefy zagrożenia zew względu na działanie powietrznej fali uderzeniowej.
6.2. Wielkość promienia strefy szkodliwych drgań sejsmicznych.
Dla odpalania milisekundowego promień szkodliwych drgań należy zwiększyć razy 1,5.
7. Część graficzna:
7.1. Parametry geologiczne otworu strzałowego. - ZAŁĄCZNIK 1.
7.2. Schemat siatki otworów strzałowych - ZAŁĄCZNIK 2.
7.3. Schemat odpalania serii otworów - połączenie nieelektryczne.
Literatura:
Onderka Z., 1992: Technika strzelnicza w górnictwie odkrywkowym. Skrypt AGH, Kraków.
Majcherczyk T. 2000: Zarys fizyki skał i gruntów budowlanych. Szkoła Eksploatacji Podziemnej, Kraków.
Technika strzelnicza. T. 1, Górnicze środki strzałowe i sprzęt strzałowy. Wykaz dopuszczeń, zakresy stosowania, charakterystyki. Praca zbiorowa pod red. Batko P. Wyd. AGH, Kraków 1998.
Rozporządzenia Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 1 kwietnia 2003 r., w sprawie nabywania, przechowywania i używania środków strzałowych w zakładach górniczych. (Dz. U. Nr 72, poz. 655).
Imię i nazwisko: Paweł Skoczylas
Rok i nr grupy: GiG, rok IV, grupa I
METRYKA STRZAŁOWA
Miejsce wykonania roboty strzałowej
Nazwa i rodzaj przodka: -------
Oddział: ------- poziom: I piętro: II
3. Cel roboty strzałowej: urabianie skał metodą strzelania ładunkami MW w długich
otworach strzałowych.
Określenie warunków bezpieczeństwa
4. Zagrożenie wodne: stopnia I
Zagrożenie sejsmiczne: nie dotyczy
Inne występujące zagrożenia: -
Rodzaj stosowanych środków strzałowych
Materiał wybuchowy: Amonit H2E
Środki inicjujące: zapalnik nieelektryczny milisekundowy NITRONEL MS-25
Środki zapalające ………………………………………………………………………………………………………
Rodzaj i sposób wykonania przybitki: ręczna z kruszywa i piasku (1:3) i 15% wody
Sposób łączenia otworów strzałowych: szeregowo
Sposób inicjowania i odpalania ładunków MW: inicjacja tylna
Stosowany sprzęt strzałowy: kondensatorowa zapalarka strzałowa KZS-1/02
D. Maksymalny ładunek MW w pojedynczym otworze: 163,6 kg
E. Maksymalny ładunek MW w serii: 7559 kg
F. Ilość otworów strzałowych w serii: 40
G. Przeciętna ilość materiałów wybuchowych potrzebna do urobienia jednostki produkcyjnej: 1030 [g/m3]