Курсовая работа (т): Проектування буровибухових робіт під час будівництва тунелів

Проектування буровибухових робіт під час будівництва тунелів

Вступ

В даному курсовому проекті потрібно виконати проект паспорту буровибухових робіт на проходку автодорожнього тунелю з габаритом Г-7 в піщанику міцністю f=5, розрахувати параметри буровибухових робіт, скласти паспорт БВР, розробити циклограму та описати заходи безпеки під час виконання БВР.

Більшість транспортних тунелів проходить через міцні скельні породи. Розробка ґрунтів, міцністю f>3 потребує спеціальної дорогої техніки, є великих трудозатрат та затрат в часі. Досить дешевим та альтернативним способом розробки ґрунту є підривання його за допомогою патронів з вибуховими речовинами, такі як: детоніт, грануліт, динафталіт, акватол, різні види амоналу та амоніту. Буровибухові роботи - це комплекс бурових та вибухових робіт, які виконують з метою раціонального і безпечного руйнування скельних ґрунтів та енергії вибуху.

Бурові роботи - процес утворення циліндричних виробок (шпурів або свердловин) для подальшого розміщення в них зарядів. В залежності від міцності породи буріння шпурів може проводитися наступними способами:

-       обертальне буріння (в слабких породах);

-       обертально-ударне буріння (f=5…14);

-       ударно-обертальне буріння (f=2…18);

-       ударне буріння (f=6…20).

Вибухові речовини - хімічні сполуки або механічні суміші, які під дією зовнішнього імпульсу можуть переходити із одного агрегатного стану в інший з виділенням великої кількості механічної енергії та тепла. Вибух супроводжується сильним звуковим ефектом, який виникає в результаті ослаблення ударної хвилі і переходу її в звукову.

В курсовій роботі потрібно розрахувати кількість шпурів та масу зарядів для підривання забою тунелю.

1.      Аналіз інженерно-геологічних умов

Проходка автодорожнього тунелю проводиться в піщанику міцністю f=5. Піщаник - осадова гірська порода <#"796849.files/image001.gif">

Рис. 1 Схема оправи

Для того, щоб визначити площу виробки, спочатку потрібно побудувати внутрішній контур оправи, потім - знайти товщину замка оправи, її стін та товщину зворотнього склепіння:

-       Товщина замка оправи:

Де  - найбільша ширина внутрішнього окреслення оправи;

 - міцність породи за Протодьяконовим.

-       Товщина стін оправи:

, де

 - товщина замка оправи.

-       Товщина зворотнього склепіння:

.

Контур виробки тунелю можна приймати по зовнішньому контуру оправи тунелю.

Рис. 2 Схема виробки тунелю.

Для автодорожнього тунелю габаритом Г-7 потрібно зробити виробку, що зображена на схемі (рис. 2). Оскільки міцність за Протодьяконовим f=5, а (висота тунельної виробки), то для розробки забою приймаю уступний спосіб, розділивши забій на дві частини калотту, верхню частину, та штроссу, нижню частину.

Площі калоти та штроси можна визначити за допомогою програми

AutoCAD 2012:

-       Калотта:

-       Штросса

3.2.   Визначення глибини західки

Ефективність проходки тунелів значною мірою залежить від правильного вибору основних параметрів відносних витрат ВР, лінії найменшого опору, кількості, довжини, діаметра і схем розміщення шпурів, маси й конструкції зарядів.

За табл. 6.1, [2] визначаю глибину західки із урахуванням площі поперечного перерізу виробки та міцнісних характеристик піщанику міцністю f=5. Для даних умов отримую що .

3.3.   Визначення коефіцієнта використання шпурів

Приймають коефіцієнт використання шпурів, який коливається в межах 0,8…0,9 і для:

-       Контурного підривання становить ;

-       Для відбійного підривання становить .

3.4.   Глибина комплекту шпурів:

-       Глибина комплекту відбійних шпурів

-       Глибина комплекту контурних шпурів:

3.5.   Тип врубу та його параметри

Тип врубу та його параметри визначаю за табл. 4.2 [2]. Для заданої міцності отримую тип врубу клиновий.

-       Мінімальна кількість шпурів врубу - 4 шт.;

-       Кут нахилу шпурів до поверхні забою - 70˚;

-       Відстань між парами шпурів - 50 см.

3.6.   Тип шпурових зарядів та конструкція

Визначення типу шпурових зарядів та їх конструкції, встановлення діаметру патронів ВР здійснюється згідно рекомендацій табл. 2 і 3 додатка [2] для ВР Амоніт-№6 ЖВ.

 - густина заряду;

 - діаметр патрону;

 - діаметр шпура;

 - маса заряду одного патрону;

 - довжина патрону;

 - швидкість детонації.

Рис. 3 Схема контурних, відбійних та підошовних шпурів

Рис. 4 Схема врубових шпурів

3.7.   Маса вибухової речовина на 1 м довжини шпурів

Для ВР у патронах

, де

 - коефіцієнт заповнення шпурів табл. 6.2, [2];

 - коефіцієнт ущільнення зарядів;

 - маса патрона табл. 3 додаток, кг [2];

 - довжина патрона.

3.8.   Визначення питомих витрат ВР

Визначення питомих витрат ВР проводиться за формулою ЦНІІДСу

-       Для калотти

-       Для штросси

Де:  - міцність грунта;

 - Площа калотти;

 - Площа штросси;

 - коефіцієнт, який враховує вплив діаметра заряду. Заряд діаметром 36 мм;

 - коефіцієнт еквівалентних зарядів, для Амоніту № 6 ЖВ;

 - коефіцієнт щільності заряджання, для патронів;

 - коефіцієнт, який враховує структуру і тріщинуватість порід, для не тріщинуватих порід;

 - коефіцієнт, що враховує площу виробок.

електропідривний буровибуховий шпуровий заряд

4.      Визначення загальної кількості шпурів  під час звичайного підривання

4.1.   Для троси

Де  - кількість врубових, відбійних контурних та підошвових шпурів відповідно.

 - кількість врубових шпурів

Для симетрії приймаю

де, - частина виробки без площі , яка підривається всіма шпурами окрім контурних.

Де:  - кількість контурних шпурів,

 - відстань між контурними шпурами, м;

 - ЛНО контурних шпурів;

 - коефіцієнт зближення зарядів

 - діаметр патрона ВР, см;

 - коефіцієнт заповнення шпура (табл. 6.2.);

 - зарядження вибухової речовини (питома вага);

 - коефіцієнт ущільнення зарядів.

Кількість контурних  і підошвових  шпурів визначається за виразами:

де, - периметр виробки по лінії розміщення контурних шпурів, м (за 10 см від контуру виробки);

 - ширина виробки по підошві, м

 - відстань між підошовними та контурними шпурами.

4.1.1. Маса контурного заряду троси

Де  - довжина контурного шпуру

 - маса заряду на 1 пог. м. контурного шпуру, приймається в межах 0,2…0,4 кг/м.

4.1.2. Маса всіх контурних зарядів

4.1.3. Середня маса заряду решти шпурів

Де  - кількість ВР на цикл

4.1.4. Маса врубового заряду

4.1.5. Маса всіх врубових зарядів

4.1.6. Маса відбійних і підошвових шпурів

4.1.7. Уточнена маса на цикл

4.1.8. Уточнена питома витрата ВР

4.2.   Для калоти

Де  - кількість врубових, відбійних та контурних шпурів відповідно.

 - кількість врубових шпурів

Приймаю для збереження симетрії

Де,- частина виробки без площі , яка підривається всіма шпурами окрім контурних.

Де:  - кількість контурних шпурів,

 - відстань між контурними шпурами, м;

 - ЛНО контурних шпурів;

 - коефіцієнт зближення зарядів

 - коефіцієнт заповнення шпура (табл. 6.2.) [2];

 - зарядження вибухової речовини (питома вага);

 - коефіцієнт ущільнення зарядів.

Кількість контурних  шпурів визначається за виразом:

де, - периметр виробки по лінії розміщення контурних шпурів, м (за 10 см від контуру виробки);

 - відстань між підошовними та контурними шпурами.

4.2.1. Маса контурного заряду калоти

Де  - довжина контурного шпуру

 - маса заряду на 1 пог. м. контурного шпуру, приймається в межах 0,2…0,4 кг/м.

4.2.2. Маса всіх контурних зарядів

4.2.3. Середня маса заряду решти шпурів

Де  - кількість ВР на цикл

4.2.4. Маса врубового заряду

4.2.5. Маса всіх врубових зарядів

4.2.6. Маса відбійних шпурів

4.2.7. Уточнена маса на цикл

4.2.8. Уточнена питома витрата ВР