Производство буровых работ при проходке горных выработок

Раскрытия по частям.

Ядра.

При пересечении туннелем коротких (до 30 м) зон нарушенных пород, в которых породы оказывают значительное горное давление на свод и стены выработки, используется метод раскрытия сечения на полный профиль по частям. Он предусматривает разработку забоя выработками малого сечения с установкой мощной деревянной крепи, которая развивается на все сечение выработки и удерживает массив от обрушения (Рис. 56). Бетонирование обделки осуществляется по контуру выработки вслед за проходкой

Рис. 56. Очередность раскрытия сечения туннеля по методу

При проходке туннелей горным способом используется шпуровой и скважинный методы отбойки скальной породы. Бурение шпуров в забоях осуществляется с помощью самоходных буровых установок и буровых рам. Ручные бурильные молоты применяются в качестве основных средств бурения при проходке туннелей малого (до 12 м²) сечения а также вертикальных горных выработок.

Самоходная бурильная установка (Рис.57) представляет собой агрегат, состоящий из ходовой тележки (шасси) на гусеничном или пневматическом ходу. На шасси установлены гидравлические стрелы. На концах стрел смонтированы автоматические податчики с тяжелыми бурильными молотами. В качестве бурильного инструмента используются круглые буровые штанги из ударопрочной стали. Штанги оборудуются внутренними отверстиями для подачи промывочной воды. Штанги снабжены съемными коронками, армированными твердым сплавом.

Рис. 57. Самоходная буровая установка УБШ - 532;

1 – кабина; 2- пульт управления; 3 – буровая балка с автоподатчиком; 4 – манипуляторы

5 – буровая штанга; 6 – буровая коронка

Установка позволяет бурить шпуры на глубину до 4–х метров со скоростью 450 – 600 мм/мин. Установки используются во всех горизонтальных выработках, проходимых методом сплошного забоя. Фактором, ограничивающим их использование, является несоответствие высоты забоя и габаритных размеров бурильной установки.

При проходке туннелей длиной более 1 км на забой, высоте забоя более 8 м и минимальных изменениях площади поперечного сечения по трассе используется буровая рама (рис. 58,). Она представляет собой пространственную конструкцию, на которой в определенном порядке установлены 5-12 тяжелых бурильных молотков 1 с автоматическими податчиками. Буровые молотки с податчиками устанавливаются либо на на стрелах – манипуляторах, либо на специальных устройствах 2, обеспечивающих их перемещение в заданных направлениях.

Рис. 58. Буровая рама на пневмоколесном ходу

Этажи рамы соединены лестницами 3 для передвижения работающих и оснащены легким крановым оборудованием. Ходовая часть рамы выполняется на колесно–рельсовом, или на пневматическом ходу и может иметь самостоятельный привод для передвижения по забою. Буровую раму можно использовать в качестве универсального проходческого механизма, позволяющего заряжать шпуры, обирать кровлю и стены выработки от нависающих кусков породы, устанавливать временную крепь, навешивать вентиляционные трубы и т.п. Высокая концентрация буровой техники на раме (1 бурильный молоток на 7-8 м² забоя) и возможности совмещения всех проходческих операций обеспечивают высокую скорость проходки туннеля, достигающую 100 – 120 м/мес.

Схема расположения шпуров в забое с указанием массы нестандартной конструкции зарядов и очередности их взрывания, обеспечивающая единовременное продвижение забоя на одну заходку, называется паспортом буровых работ.

С целью получения максимальной величины заходки и заданной кусковатости взорванной породы, в паспорте выделяются группы зарядов, мощность и очередность взрывания которых обеспечивает максимальный эффект взрыва это:

врубовые заряды, обеспечивающие первоначальное разрушение массива на небольшой площади (до 6 м²) и образующие вторую обнаженную поверхность;

вспомогательные заряды, расширяющие врубовую полость и уменьшающие сопротивляемость породы рыхлению;

отбойные заряды, обеспечивающие взрывное рыхление основного объема породы;

контурные заряды, определяющие сечение выработки от вмещающего массива и

почвенные заряды, обеспечивающие получение проектной отметки лотка выработки.

Величина продвижения забоя за взрыв при заданной глубине бурения определяется конструкцией вруба. Существует две принципиальных конструкции врубов: отрывающая и дробящая (Рис. 59)

Рис. 59. Конструкции врубов

А. Отрывающая

Б. Дробящая (вруб вращающийся квадрат с одним и двумя холостыми шпурами)

В случае (А) врубовая полость образуется отрывом массива породы, заключенного внутри наклонно расположенных шпуров, несущих заряд повышенной мощности (клиновые, пирамидальные, воронкообразные врубы).

Во случае (Б) врубовая полость образуется за счет дробления и выброса незначительного объема породы, заключенного между параллельными шпурами.

Глубина шпуров на заходку принимается равной 2,5÷4 м.

Количество шпуров на забой подсчитывается по формуле:

N = (40)

где q – удельный расход ВВ, кг/

S – площадь поперечного сечения забоя,

Ƞ- коэффициент использования шпуров, (0,9

ƺ – коэффициент заполнения шпуров, (0,75 ;

Δ- гравиметрическая плотность ВВ, г/ аммонит №6 – 1,15;

d- диаметр шпуров, мм.

Удельный D расход взрывчатых веществ зависит от площади сечения выработки в проходке (м²) и коэффициента крепости породы по шкале Протодьяконова (СНиП IY-13-82)