3.2.Thiết kế hộ chiếu khoan nổ mỡn
3.2.5.Tớnh toỏn lỗ mỡn trờn gương
STT Chỉ tiờu kĩ thuật của mỏy khoan Đơn vị Thụng số
1 Năng lượng đập DaN.m 5,8
2 Chi phớ khi nộn m3/phỳt 35
3 Đường kớnh lỗ khoan mm 36ữ56
4 Chiều sõu lỗ khoan m 4
5 Chiều dài mỏy mm 860
6 Trọng lượng mỏy khoan Kg 24
Để giảm nhẹ sức lao động cho cụng nhõn và tang năng suất khoan, cỏc mỏy khoan này được lắp đặt trờn cỏc chõn chống.
Bảng 3.5 : Đặc tớnh của chõn chống
Loại chõn chống
Chiều cao chõn đỡ Lực đẩy Trọng lượng Vớ trớ đỳt vào
(mm) Vị trớ kộo ra,trong (mm) daN kg
PPK 15U 1265 2365 100 19
3.2.3 Chỉ tiờu thuốc nổ
Ta tớnh chỉ tiờu thuốc nổ đơn vị (q) theo cụng thức của giỏo sư M.N Parovski q=q1.fc.e.v.kd (3.1)
Trong đú :
q- là chỉ tiờu thuốc nổ (kg/cm3) đoạn đường lũ đào trong đất đỏ cú hệ số kiờn cố f=6 ta cú :
q1= 0,1.f = 0,1.7= 0,7 (kg/cm3) (3.2)
fC- là hệ số cấu trỳc đất đỏ trờn gương, giỏ trị được xỏc đỡnh theo thực nghiệm fc= 1,3 e- hệ số phụ thuộc vào khả năng cụng nổ
e= = = 1,15
380 -Khả năng cụng nổ của thuốc nổ đinamớt 62%
p -Khả năng cụng nổ của thuốc nổ đang dựng (P113), p=330 v - Hệ số sức cản, với gương cú một mặt tự do ta cú v=1,5
kd- Hệ số ảnh hưởng bởi đường kớnh thỏi thuốc, vỡ đường kớnh thỏi thuốc bằng 32mm nờn kd=1
Thay vào cụng thức 3.1 ta cú :
q= 0,7 . 1,3 . 1,15 . 1,5 . 1 = 1,57 kg/m3
là 3.2.4 Lựa chọn đường kớnh lỗ khoan
Ta cú đường kớnh của thỏi thuốc là 32mm, đường kớnh của lỗ mỡn được xỏc định dựa trờn đường kớnh của thỏi thuốc và khoảng hở cho phộp giữa thỏi thuốc và thành lỗ khoan để dễ dàng cho cụng tỏc nạp thuốc. Vỡ sử dụng phương phỏp tạo biờn nờn đường kớnh thỏi thuốc nhỏ hơn nhiều so với đường kớnh lỗ khoan theo thực nghiệm ta chọn đường kớnh lỗ khoan 42 mm.
3.2.5 Tớnh toỏn lỗ mỡn trờn gương
Số lỗ mỡn trờn gương phụ thuộc vào cỏc yếu tố diện tớch mặt cắt ngang của gương, tớnh chất cơ lý
Số lỗ mỡn trờn gương ảnh hưởng tới khối lượng cụng tỏc khoan, mức đọ đập vỡ đất đỏ, mức độ tạo biờn và cỏc yếu tố khỏc.
Theo giỏo sư N.M Pokrovski, số lỗ mỡn trờn gương trong một tiến độ nổ được xỏch định như sau:
N=NB+Nr,f (3.3) Nf- là tổng số lỗ mỡn đột phỏ, số lỗ mỡn phỏ, nền.
Trong đú:
C: Hệ số phụ thuộc hỡnh dạng đường lũ. (C = 3,86 đối với vũm) b - Khoảng cỏch giữa cỏc lỗ mỡn biờn theo chu vi
Bảng 3.6 Khoảng cỏch giữa cỏc lỗ mỡn biờn
TT Cỏc thụng số Hệ số kiờn cố của đất đỏ, f
3ữ6 7ữ9 10ữ12 13ữ15 15ữ18
1 b (cm) 60 55 50 45 40
2 Wb (cm) 70 60 55 50 50
Với hệ số kiờn cố của đất đỏ là f=7 nờn theo bảng ta chọn sơ bộ b = 0,55 m Thay số vào cụng thức 3.4 ta cú: Số lỗ mỡn đột phỏ: γ γo B d f r N S q N , = . − . (3.5) Trong đú:
q - Chỉ tiờu thuốc nổ đơn vị, q= 1,57 (kg/cm3). Sd- Diện tớch gương đào, Sd= 20 (m2 ).
NB- Số lỗ mỡn biờn, NB = 22 (lỗ ).
γo - Lượng thuốc nổ nạp trung bỡnh trờn 1 một chiều dài lỗ mỡn biờn: γo= 0,785.dt2.Δ.a.k1; (kg/m)
dt- Đường kớnh thỏi thuốc lỗ mỡn biờn, dt= 0,032m Δ- Mật độ thuốc nổ ở lỗ mỡn biờn. Δ= 1250 kg/m3
A- Hệ số nạp mỡn trờn lỗ mỡn biờn, a= 0,6
k1- Hệ số cụng suất phụ thuộc vào hệ số cụng nổ của e vỡ e > 1 chọn k1= 0,625 γo= 0,785.0,0322.1250.0,6.0,625 = 0,38 (kg/m)
γ - Lượng thuốc nổ nạp trung bỡnh trờn 1 một dài nhúm lỗ mỡn phỏ và nú phụ thuộc vào đường kớnh thỏi thuốc, với đường kớnh là 32 mm.
γ= 0,785.d2
Trong đú:
dt- Đường kớnh thỏi thuốc, dt= 0,032 m
Δ- Mật độ thuốc nổ trong bao thuốc ở lỗ mỡn tạo rạch và cụng phỏ; Δ=1250kg/cm3
ab – Hệ số nạp mỡn; ab=0,65 kn- Hệ số nộn chặt thuốc; kn= 1
γ= 0,785.0,0322.0,65.1.1250 = 0,65 kg/m Thay số vào cụng thức 3.5 ta cú:
Vậy số lỗ mỡn trờn gương là 58 lỗ mỡn
3.2.6 Tớnh toỏn chiều sõu cỏc lỗ mỡn
Chiều sõu lỗ mỡn là thong số quan trọng cú ảnh hưởng tới chi phớ nhõn cụng cho tất cả cụng việc của một chu kỳ đào lũ. Chiều sõu lỗ mỡn hợp lý là chiều sõu tương ứng với nú thỡ chi phớ sức lao động, thời gian và phương tiện đào 1m đường lũ là nhỏ nhất, hay núi theo cỏch khỏc là chọn được chiều sõu lỗ mỡn hợp lý sẽ gúp phần làm gia tang tốc độ đào lũ, tang năng suất giảm giỏ thành xõy dựng.
Chiều sõu lỗ mỡn phụ thuộc vào:
+ Tớnh chất cơ lý của đất đỏ. + Diện tớch tiết diện gương hầm. + Loại mỏy khoan.
+ Sơ đồ tổ chức cụng tỏc. + Tốc độ đào hầm yờu cầu.
Do đú coi chiều sõu của lỗ mỡn là một chỉ tiờu kinh tế kỹ thuật cơ bản và được lựa chọn theo cỏc yếu tố sau:
3.3.7.1 Theo thời gian của một chu kỡ đào lũ:
Chiều sõu lỗ mỡn xỏc định theo thời gian của chu kỳ đào chống lũ, ta coi là một hàm số phụ thuộc vào thời gian chu kỳ:
L= f (Tck) Trong đú:
Tck- Là thời gian một chu kỳ đào lũ, Lấy Tck = 12h Tck= t1 + t2+ t3+ t4 +t5+t6
t1 – thời gian chi phớ cho cụng tỏc khoan N- số lỗ mỡn trờn gương, N= 58 lỗ.
n- số mấy khoan làm việc đồng thời trờn gương (n=2). v- tốc độ khoan của một mỏy v= 20m/h.
t2 – Là thời gian nạp mỡn. Được tớnh theo cụng thức: t – thời gian nạp một nổ mỡn, t = 0,05 ( h ).
– số cụng nhõn tham gia nạp mỡn, = 6 người
- hệ số làm việc đồng thời của cụng nhõn trong quỏ trỡnh nạp, . t3 – Thời gian nổ mỡn thụng giú, đưa gương vào trạng thỏi an toàn
t3 = 0,5 (giờ) t4 – thời gian xỳc bốc đất đỏ. Được tớnh bằng cụng thức: – Diện tớch tiết diện đào tớnh Sđ = 20( m2)
- hệ số nở rời của đất đỏ, f = 6ữ8 lấy = 2 – hệ số thừa tiết diện,
– năng suất mỏy xỳc thực tế, = 10 (/h). – số mỏy xỳc làm việc đồng thời (). - hệ số sử dụng lỗ mỡn, .
t5– thời gian lắp dựng kết cấu chống. Được tớnh bằng cụng thức: L – bước chống, L = 0,6 m
– số cụng nhõn tham gia lắp dựng vỡ chống, (người) – định mức chống lũ của mỗi người, = 0,2 vỡ/ người – h.
t6– thời gian cho cụng tỏc chuẩn bị và cụng tỏc kết thỳc của mỏy xỳc. Chọn t6=0,5 giờ. Chọn Tck = 12 (giờ) khi đú ta cú phương trỡnh:
12 = 1,18.l + 0,57 + 0,5 +3,74.l + 1,2.l +0,5→ l 1,65 m. Vậy chiều sõu lỗ mỡn trung bỡnh là: l = 1,65 m
Tiến độ sau mỗi chu kỡ là Ltđ =1,65.0,85 1,4 m.
Với tiến độ này ta chọn 2 bước chống (L=0.7m) cho 1 chu kỡ Chiều sõu lỗ mỡn của từng nhúm như sau:
- Với nhúm lỗ tạo rạch: Chiều sõu lỗ mỡn khoan sõu hơn so với chiều sõu lỗ trung bỡnh là 20 cm, khoan thẳng đứng, vuụng gúc với mặt phẳng gương đào.
= l + 0,2 m = 1,85 (m)
- Với nhúm lỗ phỏ:
= l = 1,65(m)
- Cỏc lỗ mỡn biờn khoan nghiờng so với mặt gương lũ hướng ra biờn lũ do đú chiều dài lỗ mỡn biờn là:
- Cỏc lỗ mỡn nền khoan nghiờng gúc hướng xuống dưới do đú chiều dài cỏc lỗ mỡn nền là:
3.2.7 Lượng thuốc nổ tớnh toỏn cho một chu kỡ đào - Chi phớ thuốc nổ cho một chu đào (Q).
Q = q.Sđ.L = 1,57. 20.1,4 = 43,96 (kg)
- Trọng lượng thuốc nổ trung bỡnh trờn lỗ khoan (qtb).
- Trọng lượng thuốc nổ sơ bộ cho mỗi lỗ khoan trong từng nhúm là: + Nhúm lỗ tạo biờn 10%: qb= (0,85 ữ 0,9).qtb = 0,85. 0,76= 0,65 (kg/lỗ) + Nhúm lỗ phỏ: qf =qtb = 0,76 (kg/lỗ) + Nhúm tạo rạch qr= (1,1ữ1,15) qtb = 1,15. 0,76 = 0,87(kg/lỗ)
- Số lượng thỏi nạp trong mỗi lỗ mỡn của từng nhúm (khi trọng lượng của gúi thuốc G = 0,2 kg) + nhúm lỗ tạo rạch: nr = qr/ G = 0,87/0,2 = 4,35 (thỏi/lỗ) Chọn 5 thỏi. + nhúm lỗ phỏ : nf = qf / G = 0,76 / 0,2 = 3,8 (thỏi/lỗ) Chọn 4 thỏi. + nhúm lỗ biờn nb = qb/G = 0,65/ 0,2 = 3,25 (thỏi/lỗ) Chọn 3,5 thỏi.
- Chi phớ thuốc nổ thực tế cho một chu kỡ đào lũ:
Trong đú chọn số lỗ mỡn tạo rạch là 4 lỗ, 1 lỗ tạo rạnh nước.
Kiểm tra lại chiều dài lỗ khoan dựng cho nạp bua (khi chiều dài của một thỏi thuốc). (khi chiều dài của một thỏi thuốc lth = 0,22 m)
- Với lỗ tạo rạch: Lbua = lr - nr.lth = 1,85 – 5.0,22 = 0,75 (m) - Với lỗ phỏ: Lbua = lf – nf.lth = 1,65 – 4.0,22 =0,77 (m) - Với lỗ biờn: Lbua = lb – nb.lth = 1,66 – 3,5.0,22 = 0,89 (m)
Ta thấy chiều dài nạp bua của tất cả cỏc lỗ khoan đều thỏa món điều kiện: chiều dài nạp bua khụng nhỏ hơn 1/3 ciều sõu của lỗ mỡn. Do đú cỏc lỗ mỡn đảm bảo an toàn khi nổ.
Khoảng cỏch giữa cỏc lỗ mỡn trờn gương:
Thực tế nổ mỡn cho thấy, khoảng cỏch giữa cỏc lỗ mỡn phụ thuộc vào hệ số kiờn cố của đất đỏ và cỏc giỏ trị đường cản ngắn nhất.
Đường cản ngắn nhất giữa cỏc lỗ mỡn tạo biờn với lỗ mỡn phỏ gần nhất (Wb) – hệ số nạp mỡn trờn cỏc lỗ mỡn biờn, = 0,6
- Lượng thuốc nổ trung bỡnh trờn 1 một dài lỗ mỡn biờn, = 0,38 (kg/m) – hệ số gần, lấy m = 1
– Chỉ tiờu thuốc nổ cho nhúm lỗ mỡn biờn = q.0,85 = 1,57.0,85 = 1,33( kg/) Thay số vào cụng thức ta được:
Đường cản ngắn nhất giữa vũng lỗ mỡn tạo rạch và lỗ mỡn phỏ trong cựng (): – Hệ số nạp mỡn trờn cỏc lỗ mỡn phỏ, = 0,65.
– Lượng thuốc nổ nạp trung bỡnh trờn 1 một dài nhúm lỗ mỡn phỏ và nú phụ thuộc vào đường kớnh thỏi thuốc nổ, với đường kớnh 32 mm ta cú = 0,65 (tớnh như trờn)
– Chỉ tiờu thuốc nổ cho nhúm lỗ mỡn phỏ = q = 1.57 kg/ – Hệ số gần, lấy m = 1
- Vũng biờn vỡ đào trong đỏ cú f = 6 ữ 8 nờn ta bố trớ cỏch biờn thiết kế là: 0,15 m gồm 22 lỗ biờn với khoảng cỏch giữa cỏc lỗ thực tế
= m.Wb = 1.0,41= 0,41 m bf=m.Wf = 1.0,52 = 0,52 m
ta thiết kế bố trớ lỗ mỡn trờn gương với khoảng cỏch như sau
- Vũng đột phỏ gồm 4 lỗ mỡn khoảng cỏch giữa cỏc lỗ mỡn là 0,6m.
- Vũng phỏ cỏch đột phỏ là: 0,97 m, vũng phỏ cỏch vũng biờn là: 0,41m.
- Khoảng cỏch giữa cỏc lỗ mỡn nền, lỗ mỡn phỏ là: 0,52 m.
3.3.CÁC CHỈ TIấU KINH TẾ KĨ THUẬT KHOAN NỔ MèN.
3.3.1 Cỏc chỉ tiờu nổ mỡn cơ bản đỏnh giỏ hiệu quả của cụng tỏc khoan nổ mỡn. a, Hệ số sử dụng lỗ mỡn ()
Kinh nghiệm cho thấy muốn tăng tốc độ đào lũ, giảm chi phớ nhõn lực và tăng hiệu quả cụng tỏc khoan nổ mỡn thỡ phải tăng
l – Chiều sõu lỗ mỡn sau khi khoan, m
- Chiều sõu lỗ mỡn cũn lại trờn gương sau khi đó nổ mỡn, m
b, Hệ số thừa tiết diện (à)
Thực tế ta thấy, thụng thường sau khi nổ mỡn sẽ xảy ra hiện tượng đỏ biờn của cụng trỡnh ngầm phỏ rộng ra một khoảng nào đú so với biờn thiết kế. Phần tiến diện thừa sẽ gõy ảnh hưởng xấu tới độ ổn định của đường lũ làm gia tăng đỏng kể cho chi phớ xỳc bốc vận chuyển và chốn đất đỏ hoặc chốn vữa vào khoảng trống sau vỏ chống.
Để đỏnh giỏ mức thừa tiết diện người ta sử dụng hệ số thừa tiết diện: – Diện tớch thực tế của đương lũ sau khi nổ mỡn,
– Diện tớch bờn ngoài kết cấu chống theo thiết kế,
Tại cỏc mỏ hầm lũ của nước ta quy định à ≤ 1,1. Khi nổ mỡn bằng phương phỏp nổ mỡn tạo biờn thỡ hệ số thừa tiết diện sẽ giảm xuống (à = 1,03 ữ 1,07).
c, Độ văng xa và độ đập vỡ đất đỏ sau khi nổ mỡn
Đõy là hai chỉ tiờu ảnh hưởng đến cụng tỏc xỳc bốc. Cỏc biện phỏp làm giảm độ văng xa và hạ thấp lượng đỏ quỏ cỡ người ta sử dụng phương phỏp chếch 1 gúc là ữ.
Ta chọn sơ đồ đấu kớp nối tiếp vỡ sơ đồ này đơn giản khi cú dũng điện trong mạch chớnh bằng cường độ trong kớp.
Tức là: Trong đú:
U – Hiệu điện thế mỏy nổ mỡn, U = 650 V; R – Điện trở của dõy chớnh, Ω;
ρ – Điện trở suất của dõy đồng, ρ = 17500 Ωm; l – chiều dài dõy dẫn chớnh, l = 300 m;
S – Tiết diện ngang dõy dẫn, chọn loại cú S = 0,75 ; n – Số kớp nổ lấy bằng số lỗ mỡn, n = 58 kớp;
r – Điện trở của một kớp, r = 3 Ω. Vậy ta tớnh được:
Vậy I = 3,6 A > 1,3 A (dũng điện đảm bảo nổ) → Thỏa mản quy phạm an toàn về dũng điện khởi nổ.
- Tốc độ tiến gương sau một chu kỡ đào (m)
- Khối lượng đất đỏ đào ra trong một chu kỡ là:
Vck=Sđ.Lck.à = 20. 1,4. 1,05.2= 58,8 () (η = 0,9; à = 1,05; f = 6 ữ 8 thỡ )
- Chi phớ thuốc nổ cho 1m đường lũ:
- Chi phớ kớp cho 1m đường lũ:
- Số một khoan trong 1 chu kỡ đào
+ 32.1,65 + 22. 1,66 = 96,7 (m) Nhúm phỏ bố trớ thờm 1 lỗ khoan ở rónh nước
3.3.2.Hộ chiếu khoan nổ mỡn
Hỡnh 3.2 : Sơ đồ kết cấu lỗ mỡn
Bảng 3.7: Lý lịch lỗ mỡn Thứ tự lỗ mỡn Nhúm lỗmỡn Chiều sõu lỗ mỡn (m) Lượng thuốc nạp cho một lỗ mỡn (kg) Gúc nghiờng lỗ(độ) Chiều dài nạp bua (m) Thứ tự nổ Chiếu bằng Chiếucạnh 1-4 Rạch 1,85 0,87 90 90 0,75 1 5-29 Phỏ 1,65 0,76 90 90 0,77 2 30-52 Biờn 1,66 0,65 90 85 0,89 3 53-58 Nền 1,66 0,76 85 85 0,77 4 Bảng 3.8.Thụng số khoan nổ mỡn
STT Tờn chỉ tiờu, kớ hiệu Đơn vị Khối lượng
1 Diện tớch gương đào m2 20
2 Hệ số kiờn cố của đất đỏ, f - 7
3 Chiều sõu lỗ mỡn trung bỡnh, l m 1.65
4 Hệ số sử dụng lỗ mỡn η - 0,85
5 Hệ số thừa tiết diện à - 1,1
6 Tiến độ nổ cho một chu kỡ nổ lck m 1,4
7 Tổng số lỗ mỡn trờn gương, N Lỗ 58
8 Tổng lượng thuốc nổ cho 1 đợt nổ, Q kg 43,96
9 Tổng lượng kớp cho 1 đợt nổ cỏi 58
10 Tổng số một khoan cho 1đợt nổ, Lk m 96,7
11 Thể tớch đất đỏ nổ ra cho 1 đợt nổ, Vck m3 58,8
12 Lượng thuốc nổ đơn vị, q Kg/m3 1,57
3.3.3: Tổ chức cụng tỏc khoan nổ mỡn
Dựa vào cỏc mốc trắc địa cho trước và độ cao của mốc chuẩn so với đỉnh ray, Xỏc định chớnh xỏc độ cao của đỉnh ray và tõm lũ. Dựa vào cỏc đường chuẩn của gương, dựng
sau đú tiến hành khoan lỗ khi khoan xong phải kiểm tra cỏc lỗ để đảm bảo đỳng yờu cầu như hộ chiếu đó lập.
3.3.4:Tổ chức nạp mỡn và đấu ghộp mạng nổ
Khi nạp thuốc thỡ phải thổi sạch phoi kkhoan phải nạp theo từng thỏi một, thỏi thuốc mồi phải được chuẩn bị ngay tại hiện trường, nạp thước theo phương phỏp kớp nổ nghịch, sau khi nạp đủ cỏc thỏi thuốc trong lỗ thỡ phải nạp bua cẩn thận, bau cú thể làm từ đất đồi, nắm thành thỏi, độ ẩm 20%. Cỏc đầu dõy của kớp điện trước khi đấu vào mạch chung thỡ phải chập 2 đầu và cỏch khỏi mặt đất đỏ và đường xe. Trong gương đang tiến hành nạp chuẩn bị nổ mỡn phải cú người canh gỏc.
3.3.5: Cỏc biện phỏp an toàn khi khoan nổ mỡn
Khi khoan cần phải chỳ ý cung cấp nước đầy đủ để rửa lỗ khoan và chống bụi tại gương lũ. Để trỏnh xa cỏc bệnh nghề nghiệp như bụi phổi, nặng tai. Người tổ chức khoan phải làm thật tốt cụng tỏc tổ chức thi cụng hợp lý tại gương lũ.