Progettazione e realizzazione di impianti di brillamento di media e profonda profondità in cava
1. Selezione delle attrezzature di perforazione delle rocce e delle attrezzature di brillamento 1.1 Selezione delle attrezzature di perforazione delle rocce La brillamento di fori medio-profondi si riferisce alle operazioni di brillamento con una profondità del foro superiore a 5 m e un diametro del foro superiore a 75 mm. Le caratteristiche del foro di brillamento determinano che l'attrezzatura di perforazione delle rocce deve utilizzare utensili di perforazione per fori profondi. Questo piano utilizza la perforatrice Xuanhua Ingersoll Rand CM351, adatta a varie rocce con una durezza della roccia f compresa tra 6 e 20. Il diametro del foro di trivellazione è di 115 mm, la profondità del foro di trivellazione può raggiungere i 30 m e la lunghezza dell'asta di perforazione è di 3 m. 1.2 Selezione delle attrezzature di brillamento 1)
Tipi di esplosivi e cariche detonanti: vengono utilizzati esplosivi di nitrato di ammonio di roccia 2# e esplosivi in emulsione per cariche detonanti in presenza di acqua. Inoltre, l'uso di cariche colonnari può disperdere gli esplosivi in modo più uniforme nella massa rocciosa, il che può aumentare il volume di brillamento per metro e ridurre il consumo unitario di esplosivi, riducendo così la quantità di esplosivi utilizzati e riducendo i costi di ingegneria. 2) Selezione del detonatore: i detonatori elettrici istantanei vengono utilizzati all'esterno del foro, i cordoni detonanti segmentati vengono utilizzati all'interno del foro e la 1a, 3a e 5a sezione di condotti vengono utilizzate rispettivamente nella 1a e 3a fila, con un tempo di ritardo di 25 ms per ogni sezione. 3) Alimentazione di detonazione: il detonatore GFB-1200 viene utilizzato per la detonazione. 2 Determinazione dei parametri di brillamento Fattori di gradino (come mostrato nella Figura 1, diagramma schematico dei parametri del foro di brillamento): altezza del gradino H, linea di resistenza del telaio Wd, spaziatura dei fori a, spaziatura delle file b, profondità del foro L, super profondità hc, lunghezza di riempimento Lt.
La selezione dei parametri di brillamento e dei parametri della rete di fori influenzerà direttamente l'effetto di brillamento. La maggior parte dei campi di ghiaia in una certa città sono miniere di granito medio-dure con giunti sviluppati, un coefficiente di Protsky di 7~12 e una buona brillabilità della roccia. Le forme di perforazione possono essere divise in perforazione inclinata e perforazione verticale. La perforazione inclinata ha linee di resistenza uniformi e dimensioni uniformi del blocco di brillamento, ma la tecnologia operativa è complessa; la tecnologia di perforazione verticale è semplice e veloce. Poiché la brillamento di fori medio-profondi non è stata ampiamente utilizzata al momento e il personale interessato nella cava non ha familiarità con gli elementi essenziali dell'operazione, è consigliabile utilizzare prima un metodo di perforazione verticale relativamente semplice. 1) Diametro del foro di brillamento d Il diametro della punta del trapano del foro inferiore è di 115 mm, quindi il diametro del foro di brillamento d è di 115 mm. 2) Linea di resistenza del telaio Wd
①In base alla larghezza di lavoro sicura della piattaforma di perforazione
Wd≥h·ctg（α+β） Nella formula: h——altezza del gradino, che è 10 m; α——angolo di pendenza del gradino, nella produzione effettiva, per la produzione vengono utilizzati escavatori e l'angolo di pendenza può raggiungere 75°. β——La distanza dal centro del foro di mina alla sommità del pendio è di 2,5 m. Quindi Wd≥h·ctg（α+β）=10×ctg75°+2,5=5,2 m②Calcolare secondo la formula empirica sovietica di Davydov Wd=53·KT·d·(Δe/γ)1/2 Dove: d——l'apertura è 0,115 m; KT——coefficiente di frattura della roccia minerale, prendere 1,1; Δ——la densità di carica è presa dall'esperienza attuale, che è 0,6 g/cm3; γ——densità apparente della roccia, che è 2,5 t/m3; e——coefficiente di correzione della forza esplosiva, prendi 1 Quindi Wd=53×1,1×0,115×（0,6×1/2,5）1/2=3,3 mCombinato con ① e ②, prendi Wd=4 m3) Spaziatura dei fori a, spaziatura delle file b In base all'area del foro dell'effetto di sabbiatura ottimale è 14,5 m2, secondo
a=m·Wd, m è il coefficiente di densità del foro di mina, l'intervallo di valori è 0,8~1,4, qui m è preso come 1,1, quindi a=1,1×4=4,4 m. In base al valore effettivo
come segue:
Prendi la spaziatura dei fori a=4,5 m e calcola la spaziatura delle file b=3 m in base all'area della rete di fori. 4) Profondità del foro L e super profondità hc Per superare l'effetto di serraggio della roccia di fondo e non lasciare fondamenta dopo l'esplosione, il foro di esplosione deve essere perforato eccessivamente. Troppo profondo sprecherà esplosivi, mentre troppo piccolo causerà fondamenta e influenzerà il carico e lo scarico. In genere, vengono presi i seguenti valori:
hc=（0,15-0,35）d, prendi 0,25·Wd=0,25×4=1 m
L=h+hc=10+1=11 m5) Lunghezza di riempimento Lt Lunghezza di riempimento Lt=（16-32） d, prendere 2,8 m6) Il consumo di esplosivo unitario q è tratto dall'esperienza passata q=0,45 kg/m3 7) Quantità di carica per foro di mina Q ①In base al volume di minerale e roccia fatti esplodere per foro Q=q·a·h·Wd=0,45×4,5×10×4=81 kg ②In base alla quantità di esplosivi che può contenere
Q=L·op=(L-Lt)·p Nella formula: Lo——Lunghezza della carica del foro di mina, L-Lt=11 -2,8 =8,2
m; p——carica per m di foro di mina, la densità di carica è 7,1 kg/m
Q=8,2×7,1=58,22 kgCombinando ① e ②, prendi Q=58,5 kg8) Numero di fori di mina N
Disporre in base al terreno specifico durante la costruzione. Dopo la verifica della sicurezza delle esplosioni, qui simuliamo il calcolo con 15 fori per fila e 3 file ogni volta (lo stesso di seguito). Quindi N=15×3=45 9) Carica totale Q totale Q totale = 45×58,5=2 632,5 kg3 Sicurezza delle esplosioni In base ai requisiti di approvazione della cava, la cava è generalmente lontana dal villaggio e il rumore istantaneo delle esplosioni e il fumo dell'esplosione non hanno un impatto evidente sull'area circostante. Questi due elementi possono essere ignorati nella progettazione. Di seguito è riportata la verifica di sicurezza necessaria dell'onda sismica delle esplosioni, dell'onda d'urto dell'aria delle esplosioni e delle singole pietre volanti. 3.1 La distanza di sicurezza delle strutture a terra dalle onde sismiche delle esplosioni può essere calcolata in base alla seguente formula (Formula 1) e verificata in base alla Formula 2. Rd=Kd·fn·Q1/3 (1) V=K·(Q1/3/R)
α (2) Dove: Rd——distanza di sicurezza dell'onda sismica di brillamento; Kd——coefficiente di fondazione, assunto pari a 10 in base alle proprietà della roccia; fn——coefficiente di proprietà di brillamento, assunto pari a 0,7 in base all'indice di azione di brillamento; Q——quantità massima di esplosivo di una sezione, che è 13162,5 kg
(Secondo lo schema di disposizione della rete di detonazione, il numero massimo di fori di esplosione in una sezione di esplosione è 15, quindi la quantità massima di esplosivo di una sezione di esplosione è 15×58,5=13 162,5 kg) R——la distanza tra il centro di esplosione e l'edificio protetto è 190 m, quindi Rd=10×0,7×(13 162,5)1/3=165 m
La sala attrezzi proposta e altri edifici e strutture sono disposti nell'area estratta, a una distanza di circa 190 m, che soddisfa i requisiti. V——velocità di vibrazione dei punti del terreno, in cm/s; K——coefficiente del sito correlato alle proprietà della roccia, assunto pari a 160; R——distanza tra il centro di brillamento e l'edificio protetto, 190 m; α——indice di attenuazione delle onde sismiche di brillamento, assunto pari a 1,7, quindi V=160×(13 162,5)1/3/190)1,7=4,6 cm/s. I seguenti valori di velocità sismica di sicurezza sono stabiliti nel "Regolamento di sicurezza per le brillamenti":
①Grotte di terra, case in adobe, case in pietra grezza, 1,0 cm/s; ②Generale
case in mattoni, edifici in blocchi di grandi dimensioni non sismici, 2~3 cm/s; ③Case con struttura in cemento armato, 5 cm/s. Poiché tutti i tipi di strutture nella cava sono case con struttura in cemento armato, soddisfano i requisiti. 3.2 Onda d'urto aerea Δp=K·(Q1/3/R)α Dove: K——coefficiente empirico, generalmente 1,48 per la sabbiatura a gradini; α——indice di attenuazione empirico, 1,55; Q——carica esplosiva nella sezione più grande, 13 162,5 kg; K——distanza dal centro di sabbiatura all'oggetto protetto, 190 m, quindi Δp=1,48×(13 162,5)1/3/190)1,55=0,058 Secondo i dati statistici, quando l'onda d'urto aerea è 0,2～0,3kg/cm2, causerà una leggera contusione alle persone. Quando l'onda d'urto = 0,7～1,0 kg/cm2, è sicura per le strutture leggere.3.3 Distanza di sicurezza delle singole rocce volanti Secondo le disposizioni del "Regolamento di sicurezza per la sabbiatura", la distanza di sicurezza delle singole rocce volanti dalla sabbiatura in foro profondo alle persone non deve essere inferiore a 200 m. Pertanto, l'intervallo di avviso di sicurezza deve essere superiore a 200 m. 3.4 Sabbiatura controllata vicino ai confini fissi L'elevazione massima di estrazione della cava è di 110 m e l'elevazione minima di estrazione è di +30 m, quindi l'altezza finale del confine è di circa 80 m. Per garantire la sicurezza e la stabilità dei confini durante l'intero processo di estrazione, è necessario utilizzare la sabbiatura controllata vicino ai confini. Esistono tre metodi di sabbiatura controllata vicino ai confini: sabbiatura pre-spaccatura, sabbiatura liscia e sabbiatura tampone. Tra i tre metodi di brillamento controllato dei bordi, il brillamento tampone è il più semplice, coinvolgendo solo l'ultima fila di carica a foro singolo nella rete principale di fori di brillamento. Quando il diametro del foro è 100-115 mm, la spaziatura dei fori è 1,5 m, la linea di resistenza (o spaziatura delle file) è 1,8 m, la densità di carica della linea è 0,37-1,12 kg/m e la lunghezza di riempimento è uguale alla lunghezza della linea di resistenza. L'utilizzo di questo parametro di brillamento può evitare gravi danni al bordo e garantire la sicurezza e la stabilità del bordo. 4 Conclusione Attraverso ripetuti test di brillamento di fori medio-profondi, si è scoperto che dopo che i parametri di brillamento erano stati utilizzati per la costruzione, la massa rocciosa brillata era completamente rotta e i blocchi erano uniformi. I blocchi di roccia più grandi di 1 m3 potevano essere controllati entro il 20% e il terremoto di brillamento, l'onda d'urto e le rocce volanti potevano essere controllati in sicurezza. Conclusione del test: 1) Rispetto all'operazione di sabbiatura con trapano pneumatico portatile, il volume di sabbiatura della sabbiatura di fori medio-profondi è aumentato geometricamente, il numero di volte di sabbiatura è stato notevolmente ridotto e la sicurezza della costruzione è stata migliorata. 2) Dopo la sabbiatura, il cumulo di scorie è stato concentrato, il che ha favorito il carico e il trasporto e l'efficienza produttiva è stata notevolmente migliorata. 3) Rispetto all'operazione di sabbiatura con trapano pneumatico portatile, il consumo medio unitario di esplosivi, la quantità di detonatori utilizzati, il costo di perforazione, il costo della manodopera,il consumo di carburante e gli altri costi diretti di produzione della pietra erano tutti inferiori a quelli della sabbiatura con trapano pneumatico portatile. 4) Come disciplina sperimentale, la sabbiatura è fortemente influenzata dall'ambiente di sabbiatura e dalle caratteristiche della roccia. Solo attraverso ripetute pratiche, analisi e ricerche è possibile padroneggiare i parametri di sabbiatura appropriati.
