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: r_s = 880 m

• odległość do obiektów podlegających ochronie przed podmuchem: r_p =

880 m

• odpalanie ładunków: nieelektryczne

Parametry strzelania długimi otworami:

z - zabiór

a - odległość między otworami

H -wysokość ściany

α - kąt nachylenia ociosu

l_o - długość otwory

l_pw - długość przewiertu

l_p - 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:

1. Obliczenie całkowitego dopuszczalnego ładunku MW z uwagi na ochronę przed podmuchem

gdzie:

Q_p - łączna masa ładunków MW odpalana w serii, kg

r_p - promień strefy zagrożenia, m

k_p - 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 k_p=40

2. Obliczenie dopuszczalnego ładunku MW na stopień opóźnienia z uwagi na ochronę przed drganiami parasejsmicznymi.

gdzie:

Q_z - maksymalny ładunek MW przypadający na stopień opóźnienia przy stosowaniu

zapalników milisekundowych, kg

r_s - 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

3. 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

d_s - średnia odległość między szczelinami w masywie: przyjęto 1,5 m

d_k - 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

V_L -wskaźnik naprężenia zależny od liczby odsłoniętych powierzchni: przyjęto 1,4 (2 pow.)

e - wskaźnik mocy (blok Trauzla): przyjęto 1,20 (Amonity)

ρ_L - wskaźnik gęstości ładunku: przy załadunku grawitacyjnym sypkiego MW - ρ_L = 0,9

p_L - wskaźnik przybitki: dla przybitki krótszej niż 1/3 otworu p_L = 1,0 do 1,25; przyjęto 1,15

4. Określenie parametrów geometrycznych rozmieszczenia otworów.

1. Określenie pojemności 1 m otworu strzałowego.

gęstość MW zanabojowania: 1100 kg/m³

2. Długość przewiertu.

3. Długość przybitki.

4. Długość otworu.

gdzie:

H - wysokość ściany; 18 m

α - kąt nachylenia ociosu; przyjęto 80°

5. Wielkość zabioru.

m - względna odległość między otworami; przyjęto 1,20 m

Wzór sprawdzający:

6. Odległość między otworami w szeregu.

5. Ładunek materiału wybuchowego.

1. Masa ładunku MW w otworze.

2. Liczba otworów strzałowych na stopień opóźnienia.

Przyjęto n_z=1; na jeden stopień opóźnienia milisekundowego przypada 1 otwór strzałowy.

3. Dopuszczalna liczba otworów strzałowych w serii.

Dla odpalania nieelektrycznego liczba otworów w serii: przy n_z = 1 : n_s < 45

Przyjęto n_s = 40.

4. Masa ładunku MW w serii.

5. Długość frontu roboczego.

6. Objętość urobku z jednej serii.

7. Konieczna liczba odstrzałów w ciągu roku.

8. 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:

1. Onderka Z., 1992: Technika strzelnicza w górnictwie odkrywkowym. Skrypt AGH, Kraków.

2. Majcherczyk T. 2000: Zarys fizyki skał i gruntów budowlanych. Szkoła Eksploatacji Podziemnej, Kraków.

3. 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.

4. 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

1. Miejsce wykonania roboty strzałowej

1. Nazwa i rodzaj przodka: -------

2. Oddział: ------- poziom: I piętro: II

3. Cel roboty strzałowej: urabianie skał metodą strzelania ładunkami MW w długich

otworach strzałowych.

2. Określenie warunków bezpieczeństwa

4. Zagrożenie wodne: stopnia I

5. Zagrożenie sejsmiczne: nie dotyczy

6. Inne występujące zagrożenia: -

3. Rodzaj stosowanych środków strzałowych

7. Materiał wybuchowy: Amonit H2E

8. Środki inicjujące: zapalnik nieelektryczny milisekundowy NITRONEL MS-25

9. Środki zapalające ………………………………………………………………………………………………………

10. Rodzaj i sposób wykonania przybitki: ręczna z kruszywa i piasku (1:3) i 15% wody

11. Sposób łączenia otworów strzałowych: szeregowo

12. Sposób inicjowania i odpalania ładunków MW: inicjacja tylna

13. 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]