Методичні вказівки до виконання практичної роботи Визначення меж небезпечних зон дії ударних повітряних хвиль при обваленні гірських порід в підземних порожнинах з курсу Проектування безпеки при вибухових роботах
Подождите немного. Документ загружается.
Рис.3.2 Бетонна перемичка:
1 – перемичка; 2 – анкерні болти;
Для забезпечення вентиляції, контроля стану камери, відбору проб
повітря, та ін. в тілі перемички можуть встановлюватись труби, люки
загальною площею поперечного перерізу не більше 10% площі
поперечного перерізу виробки, де встановлена перемичка.
Перфоровані захисні пристрої частково перекривають площу
поперечного перерізу виробки і мають рівномірно розподілені отвори
або щілини для проходження повітря. При взаємодії з перфорованими
пристроями у.п.х. послаблюється, загалом, за рахунок стискання і
розширення повітря при проходенні через отвори і щілини.
Ефективність зменшення швидкості потоку повітря (коефіцієнт n)
залежить від коефіцієнта перфорації пристрою
SS
0
(де S
0
-
сумарна площа отворів (щілин) у пристрої, м
2
; S- площа поперечного
перерізу виробки, м
2
.)
Із графіка (рис.3.3) видно, що максимальне ослаблення швидкості
потоку повітря буде при коефіцієнті перфорації
=0,1.
11
Рис.3.3 Залежність коефіцієнта зменшення швидкості повітряного
потоку n від коефіцієнта перфорації щілинної перемички μ
Краще протистоять дії у. п.х. перфоровані пристрої, що мають
гнучкі в'язі. До таких пристроїв належить вертикальна гнучка щілинна
перемичка (рис 3.4), яка використовується в шахтах Кривбасу для
локалізації масових вибухів. Вона складається з ряду вертикальних
стояків 1, діаметром 0,15-0,3 м, зв'язаних тросами, які кріплять до
розпорних клинів 3. Клини закріпляють в шпурах 4, пробурених в
стінках виробки. Гнучкі в'язі (трос) забезпечують рівномірний
розподіл навантаження на елементи перемички. Дерев'яні стояки
встановлюють вільно в площині перерізу виробки. Довжина клина
повинна бути не менше 0,6 м.
12
Рис.3.4. Вертикальна гнучка щілинна перемичка:
1 – дерев'яний стояк; 2 – поверхня виробки; 3 – клин; 4 – шпур; 5 – трос
Для локалізації підземних очисних камер величину коефіцієнта
перфорації доцільно приймати в межах
=0,1-0,3. Кількість тросових
розтяжок при діаметрі троса d
тр
=15-20 мм повинна бути не менше
чотирьох. За таких умов забезпечується стійкість перемички при дії на
неї тиску швидкісного потоку повітря при обваленні порід в камерах з
будь-якими параметрами. Крім того, така перемичка вловлює всі
предмети, що летять підхоплені повітряним потоком.
Встановлювати гнучку щілинну перемичку можна як поблизу
камери, так і на певній відстані від неї в залежності від умов
виробництва.
Зниження швидкості повітряного потоку V
п
після проходження
гнучкої щілинної перемички з прийнятою перфорацією визначається
за формулами:
13
а) при установці в безпосередній близкості від камери:
nKVV
обрn
max
, м/с (3.1)
б) при наявності місцевих опорів:
d
R
обррспс
еknКVnVV
2
max
, м/с(3.2)
Затухання швидкості повітряного потоку при подальшому русі по
виробках за перемичкою визначається за формулою:
d
R
пcдnc
ekVV
2
, м/с (3.3)
Ізолювати захисними пристроями необхідно лише ті виробки, в
яких можуть перебувати люди, або наявні обладнання і коммунікації.
Повітря, що виштовхується з підземної порожнини, слід направляти на
відпрацьований горизонт, в сусідні камери або відпрацьовані виробки.
Якщо цього не зробити, він може знайти вихід з камери у самому
несподіванному місці. У всіх виробках, що підходять до камери і по
яким буде рухатись у.п.х., необхідно визначати відстань, на межі якої
встановлюються попереджувальні аншлаги, або захисні пристрої, що
запобігають потраплянню людей в небезпечну зону.
Рішення про вивід людей за межі небезпечної зоны, а також про
час установки захисних пристроїв з локалізації необрушенних
підземних очисних камер приймає керівництво шахти на основі вимог
нормативних документів.
4. Приклад визначення швидкості повітряного потоку
при обваленні порід в підземній камері
Сліпий рудний поклад відпрацьований камерною системою
розробки (рис. 4.1). Висота камери Н
к
=40 м, площа поперечного
перерізу стелини 600 м
2
. Кількість виробок, що відводять повітря з
камери на трьох підповерхах – 3, з сумарною площею поперечного
перерізу ΣS=18 м
2
. Товщина запобіжної подушки над дучками
дорівнює 6,5м.
14
Рис.4.1. Схема до розрахунку параметрів у.п.х. при самообваленні порід в
камері: → – напрям руху у.п.х.; П
1
, П
2
– місця розрахунку швидкості
повітряного потоку;
– гнучка щілинна перемичка
.
Визначимо швидкість повітряного потоку на відстані 100 м від
камери у випадку раптового (К
обр
=0,9) обвалення порід.
Згідно з графіком (рис. 2.1) швидкість повітряного потоку на
виході з камери при ΣS=18 м
2
і висоті падіння порід Н
к
=40 м складає
V
max
=72 м/с. Швидкість повітряного потоку на відстані R=100 м (П
1
)
визначим за формулою (2.3). Для наведеного прикладу значення
=0,72;
=0,89 (табл. 2.3 а, з), β=0,04 (табл. 2.1),
15
76,2
14,3
6
22
b
S
d
м
0,16
76,22
10004,0
7,2
89,089,089,072,09,00,72
2
100..
d
R
обр
К
maх
V
ср
V
е
,
м/с
що перевищує допустиму швидкість V
доп
=15 м/с.
При перенесенні поста охорони (аншлага) на відстань 110 м
швидкість повітряного потока буде дорівнювати V
р.с.
=14,95 м/с, що
менше допустимої.
На відстані R=30 м від камери швидкість повітряного потоку буде
дорівнювати:
5,38
76,22
10004,0
7,2
72,09,00,72
2
30..
d
R
обр
К
maх
V
ср
V
е
, м/с
Визначимо, як зменшиться швидкість повітряного потоку при
установці гнучкої щілинної перемички зі ступенем перфорації μ=0,l на
різних відстанях від камери.
При установці перемички в безпосередній близкості від камери,
швидкість повітряного потоку після проходження перемички згідно з
формулою (3.1) буде дорівнювати:
68,2235,09,072
max
nКVV
обрп
м/с
На відстані R=30 м внаслідок затухання у.п.х. швидкість
повітряного потоку згідно з формулою (3.3) буде дорівнювати
05,12
7,2
72,09,068,22
76,22
3004,0
30
дпс
V
, м/с
При установці перемички на відстані R=30м (П
2
) вона зменшить
швидкість повітряного потоку згідно з формулою (3.2) до
5,1335,05,38
3030
пVV
рсп
, м/с
Таким чином, гнучкі щілинні перемички доцільно встановлювати
поблизу объекта, що охороняється, де вони вловлюють предмети, які
підхоплені потоком повітря, і зазнають впливу менших навантажень.
16
5. Завдання для розрахунків
Для набуття практичних навичок з визначення меж небезпечних
зон дії ударних повітряних хвиль на людей в підземних умовах
розрахувати швидкість повітряного потоку при раптовому обваленні
порід в підземній камері згідно із завданням, наведеним в табл. 5.1.
При необхідності вибрати вид захисного пристрою для локалізації
підземної порожнини. Номер варіанта завдання відповідає
порядковому номеру студента в журналі викладача.
Таблиця 5.1
Вихідні дані для розрахунку швидкості повітряного потоку при обваленні
порід в камері
№ варіанта
Висота
камери Н
к
, м
Площа
перерізу
виробок ΣS ,
м
2
Кількість
виробок, що
відводять
повітря
Коефіцієнт
шорсткості
поверхні
виробок β
1 20 4,0 1 0,02
2 25 5,0 1 0,025
3 30 6,0 2 0,04
4 35 7,0 2 0,045
5 40 4,5 3 0,03
6 45 5,5 3 0,035
7 50 6,5 4 0,02
8 55 7,0 2 0,03
9 60 4,0 3 0,04
10 65 5,0 5 0,025
11 70 6,0 4 0,035
12 75 5,5 2 0,045
13 80 4,5 3 0,02
14 85 6,5 4 0,03
15 90 7,0 5 0,04
16 95 4,0 6 0,025
17 100 5,0 7 0,035
18 105 6,0 5 0,045
19 110 6,5 4 0,02
20 115 5,5 6 0,03
21 120 4,5 7 0,04
22 45 6,0 2 0,02
23 55 5,5 3 0,035
24 65 7,0 3 0,04
25 75 7,5 2 0,025
17
Література
1. Единые правила безопасности при разработке рудных, нерудных
и россыпных месторождений подземным способом, – М.: Недра, 1977
-225с.
2. Гурин А.А., Малый П.С., Савенко С.К. Ударные воздушные
волны в горных выработках. – М.: Недра, 1983.- 223с.
3. Инструктивно-методические указания по определению
параметров ударных воздушных волн и границ их опасного действия
при обрушении пород в подземных пустотах. – Кривой Рог, 2011.- 25с.
4. Руководство по локализации ударных воздушных волн при
массовых взрывах на шахтах. – М., 1988.- 41с.
18
Методичні вказівки до виконання практичної роботи «Визначення
небезпечних зон дії ударних повітряних хвиль при обваленні гірських
порід в підземних порожнинах» з курсу « Проектування безпеки при
вибухових роботах» для студентів спеціальності « Розробка родовищ
корисних копалин» спеціалізації «Охорона праці в гірничому
виробництві» денної і заочної форм навчання
Укладачі: д-р техн. наук , професор Гурін А.О.,
асистент Шевченко В.І.
Реєстраційний № __________
Підписано до друку __________2011р.
Формат А5
Обсяг 18 стор.
Тираж_______прим.
Видавничий цент КТУ,
вул. ХХІІ партз’їзду, 11, м. Кривий Ріг
19