По данным некоторых скоростных проходок

Средняя глубина шпуров при проведении горизонтальных выработок

Рудник	Выработка	L, м/месяц	, м^2	f	l 1, м	n п	S ^п, м^2	T ц, ч
Ачисайский	Штрек			10-12	1,5-1,9	5-6	1,8-1,5
Им. Карла Либкнехта (Кривбасс)	Квершлаг	403,4	9,6	10-12	1,85		1,37
	Штрек		11,2	11-15	2,0		1,86
Рудник в Болгарии	Квершлаг	406,5	6,5		1,85	4-5	1,62-1,3
	Штольня	501,3	6,62		1,5-1,7		1,32
Рудник в Чехословакии	Квершлаг		10,5	8-9	3,1	9-12	1,2-0,87
	Квершлаг	1021,3		8-9	2,8	9-10	1,0-0,9	1,8
_______________________ Примечание. L – скорость проходки, м/месяц; n п – число одновременно работающих перфораторов; S ^п – площадь забоя на один перфоратор, м^2.

Время на выполнение этих процессов равно продолжительности цикла за вычетом времени на заряжание шпуров, проветривание и приведение забоя в безопасное состояние, т.е.

, (5)

но, с другой стороны,

. (6)

Подставляя в формулы (3)-(5) значения , и , вычисляют среднюю длину шпуров

= , (7)

где t _зар – продолжительность заряжания одного шпура, t _зар = 0,04÷0,05 ч; – продолжительность взрывания шпуров и проветривания забоя, = 0,25÷0,5 ч; h – коэффициент использования шпуров.

В формуле (7) продолжительность цикла принимается кратной длительности смены; при совмещении бурения шпуров с погрузкой породы ориентировочно j = 0,6¸0,8, а при последовательном выполнении основных проходческих процессов j = 1. Производительность работ по бурению и погрузке породы определяется по нормам выработки.

Коэффициентом использования шпуров называют отношение глубины шпура, на которую оторвана порода после взрыва, к полной его глубине. Практикой установлено, что h зависит от физико-механических свойств пород, схемы расположения шпуров, расхода ВВ и коэффициента заполнения (заряжания) шпуров. Влияние отдельных факторов изучено недостаточно, но правильный выбор параметров буровзрывного комплекса при проведении горизонтальных выработок может обеспечить h = 0,9¸1,0. Для повышения h глубину врубовых шпуров обычно принимают на 100-200 мм большей глубины остальных шпуров.

При проведении выработок уступным забоем глубину шпуров определяют с учетом организации работ в опережающем и отстающем забоях. Если работы в них ведутся независимо, то используют методику Покровского [9].

На практике глубина шпуров в отстающем забое берется равной или в 2 раза большей глубины шпуров в опережающем забое; при расчетах для отстающего забоя принимают h = 1.

Расположение шпуров. Шпуры в комплекте делят на врубовые, вспомогательные и отбойные, или оконтуривающие.

Врубовые шпуры предназначены для образования второй обнаженной поверхности за счет разрушения и частичного выброса некоторого объема породы. Вспомогательными шпурами разрушают основную массу породы, облегчая работу отбойных шпуров. Отбойные или оконтуривающие шпуры служат для отбойки породы по контуру выработки и придания ее поперечному сечению проектных размеров и формы.

Расположение шпуров в забое зависит от физико-механи­ческих свойств и структуры пород, размеров выработки, конструкции зарядов ВВ в шпурах и типа бурового оборудования.

Во избежание излишней выемки (перебора) породы оконтуривающие шпуры необходимо правильно размещать по отношению к проектному контуру сечения выработки, не допуская выхода концов шпуров за его пределы. Эти шпуры забуривают в 10-30 см от подошвы кровли и боков выработки.

Забои нижних шпуров в породах любой крепости и забои боковых и верхних оконтуривающих шпуров в крепких породах могут выходить за пределы проектного контура выработки на 10-15 см. В породах средней крепости и сильно трещиноватых забои оконтуривающих шпуров должны отстоять от контура выработки на 10 см.

Весьма важно правильно расположить шпуры по отношению к обнаженным поверхностям. Чрезмерное удаление зарядов шпуров друг от друга ведет к образованию порогов, а чрезмерное сближение – к излишнему дроблению породы и разлету ее кусков на значительное расстояние. Кроме того, один заряд может подрывать другой.

Прямые врубы дают возможность применять более глубокие шпуры (2,5-3 м) даже в крепких породах, что обеспечивает более полное использование бурильных машин и снижение расхода шпурометров на 1 м³ взорванной породы.

Из врубов, образованных наклонными шпурами, при проведении горизонтальных выработок наиболее целесообразны клиновые врубы, которые могут быть вертикальными и горизонтальными, нижними и верхними, центральными и боковыми.

При проходке однопутевой выработки шириной 2,8-3,2 м вертикальный клиновой вруб следует применять только при глубине шпуров не более 1,6-1,8 м.

Для высокой эффективности взрыва зарядов, обеспечивающего h = 0,8¸0,9, при глубоких шпурах рационально применять прямые врубы, из которых наиболее универсальным признан призматический вруб, расположенный в центре забоя.

Разновидностью призматического вруба является вруб с пробуренной в центре передовой скважиной увеличенного диаметра, которая не заряжается и создает для врубовых шпуров дополнительную обнаженную поверхность. В последние годы широко применяется вруб с центральной незаряженной скважиной диаметром 150 мм.

Бурение шпуров. Бурение шпуров является одним из главных технологических процессов и занимает от 25 до 40 % общей продолжительности и трудоемкости проходческого цикла.

Бурение шпуров производят электросверлами, перфораторами (ручными и колонковыми) и бурильными установками.

Бурение шпуров ручными электросверлами и перфораторами. Ручные электросверла применяют при бурении шпуров диаметром 41-44 мм и глубиной до 3 м по углю и мягкой породе. В горно-добывающей промышленности применяют электросверла. При бурении шпуров по антрацитам и породам средней крепости используют электросверла с принудительной подачей с помощью стального каната. Конец каната крепят крюком к легкой распорной стойке, установленной в забое. Электрические сверла изготовляют во взрывобезопасном исполнении и применяют в шахтах, опасных по газу и пыли.

Пневматическими сверлами бурят шпуры диаметром 36 мм и глубиной до 3 м при проведении выработок по слабым породам (f £ 4), а ручными перфораторами – шпуры диаметром 40-46 мм, глубиной до 4 м в крепких и средней крепости породах (f > 5).

В качестве бурового инструмента применяют коронки трех типов: долотчатые коронки для бурения любых пород, крестовые для трещиноватых и штыревые для крепких пород. Для коронок установлен следующий ряд наружных диаметров: 28, 32, 36, 40, 43, 52, 60, 75 и 85 мм.

Производительность бурения шпуров электросверлами и перфораторами зависит от числа машин, прочности пород и диаметра шпура. При бурении ручными электросверлами шпуров диаметром 36-42 мм в породах с f = 2÷5 производительность

,

при бурении перфораторами в породах с = 2÷5

,

где и – производительность бурения, т.е. длина шпуров, пробуренных соответственно электросверлами и перфораторами, м/ч; – число бурильных машин; – коэффициент надежности буровой установки, = 0,8¸0,9; – коэффициент, учитывающий одновременность работы бурильных машин, = 0,8¸0,9; – коэффициент, учитывающий диаметр шпура, для шпуров диаметром 32-36 мм = 1, для шпуров диаметром 45 мм = 0,7÷0,72; – коэффициент, учитывающий тип перфоратора, для ПР-3ОВ и ПР-24 = 1,1, для остальных перфораторов = 1; – коэффициент, учитывающий изменение скорости бурения в различных породах, в породах с =5÷10 = 0,02, при > 10 = 0,03.

Главными недостатками бурения электросверлами и перфораторами являются тяжесть труда бурильщиков и низкая производительность труда.

Для повышения качества бурения шпуров целесообразно за каждым бурильщиком закреплять определенные шпуры и устанавливать очередность бурения шпуров, исключая помехи в работе. После взрыва производят анализ качества работы каждого бурильщика.

Бурение шпуров колонковыми машинами. Для облегчения труда бурильщиков и повышения скорости бурения применяют колонковые электросверла и перфораторы.

Колонковыми электросверлами бурят шпуры диаметром 36-50 мм в породах с =5÷10. Колонковые электросверла устанавливают на распорных колонках типа КЭБ-1, КЭБ-2, КЭБ-3, КЭБ-5, КЭР-2 и др. Более совершенным является бурение колонковыми электросверлами на манипуляторах, установленных на ковшовых погрузочных машинах.

Колонковые перфораторы, более мощные, чем ручные, применяют для бурения шпуров с колонок, манипуляторов и буровых кареток при проведении горных выработок в крепких и очень крепких породах. Конструктивно колонковые перфораторы аналогичны ручным, но отличаются большими размерами и имеют приливы для крепления и передвижения их в салазках автоподатчика.

Существенным недостатком колонковых машин является значительная затрата времени на монтаж, демонтаж и перестановку колонок. Поэтому чистое время бурения колонковых машин не превышает 20-35 % общего времени бурения шпуров.

Бурение колонковыми машинами можно производить при отсутствии бурильных установок или при невозможности по разным причинам воспользоваться буровыми установками.

Буровые установки. Механизированное бурение шпуров производят бурильными установками (каретками) и навесным оборудованием, смонтированным на погрузочных машинах. Промышленность выпускает бурильные установки (каретки) вращательного бурения с электросверлами, вращательно-ударного и ударно-пово­ротного бурения.

В угольной промышленности наибольшее распространение получили установки БУ-1, БУР-2, БУЭ-1 и БУЭ-2. С их помощью проводят около 50 % выработок. Установки вращательного бурения предназначены для бурения в породах с < 8, ударно-поворотного действия – в породах с = 10÷20, вращательно-ударного действия с машинами БГА-1м – в породах с = 10÷14.

Производительность бурения установками зависит от крепости пород и типа оборудования. Ее можно вычислить по формуле (в метрах в час)

,

где – число бурильных машин на установке (одна или две); = 0,8÷0,9; – коэффициент одновременности в работе машин, = 0,9¸1; – продолжительность вспомогательных работ (забуривания, обратного хода, перехода к бурению следующего шпура и т.п.), отнесенная к 1 м шпура, = 1¸14 мин/м; – механическая (машинная) скорость бурения, в каждом конкретном случае определяемая опытным бурением серии шпуров, м/мин.

Продолжительность механизированного бурения шпуров

,

где – время подготовительно-заключительных работ, включая разметку шпуров, = 0,5¸0,7 ч.

Бурильные установки позволяют полностью механизировать и частично автоматизировать работы по бурению шпуров с высокой скоростью. Тяжелый труд бурильщика заменяется управлением механизмами. Механизированное бурение позволяет увеличить скорость проходки на 20-25 %, производительность труда на 20-23 % и снизить трудоемкость работ в 2-3 раза. Среднемесячная производительность бурильных установок составляет 580-700 м³ обуренной породы в массиве.

Мероприятия по уменьшению вибрации, шума и пылеобразования. Бурение шпуров перфораторами сопровождается вибрацией, шумом и пылеобразованием. Длительное воздействие вибрации вызывает у проходчиков вибрационную болезнь.

Для уменьшения вибрации до нормативных значений перфораторы оснащают виброгасящими устройствами – сварной рамой с трубками, в которых помещены пружины. Для гашения вибрации применяют также рукавицы с полихлорвиниловыми вкладышами.

Шум при работе перфоратора возникает в результате выхлопа отработанного воздуха, вибрации буровых штанг и соударения деталей. При работе с перфораторами используют индивидуальные средства защиты слуха: заглушки из ткани ФП, заглушки Беруши, противошумовые каски ВЦНИОТ-2м, антифоны и др., снижающие громкость шума в 7-25 раз.

Наиболее распространенным способом борьбы с пылью является сухое пылеулавливание.

Сухое пылеулавливание применяют в следующих случаях:

· в удаленных горных выработках, где отсутствует водопроводная сеть, а также когда краткое время бурения не оправдывает затрат на сооружение водопровода;

· в горных выработках, где бурение с промывкой воды не может быть применено (ограниченные водные ресурсы, постоянные отрицательные температуры, вспучивание пород при их насыщении водой) на горных предприятиях, где недопустимо повышение влажности воздуха.

Заряжание шпуров. После окончания бурения всех шпуров мастер-взрывник или горный мастер проверяют соответствие глубины расположения шпуров паспорту буровзрывных работ. Шпуры, которые не соответствуют паспорту, перебуривают, а шпуры, имеющие глубину меньше паспортной, добуривают. После проверки качества бурения шпуров и очистки их от буровой мелочи из забоя убирают буровое оборудование, инструмент и шланги. Запрещается заряжание шпуров, если ближе 20 м от забоя находится оборудование и неубранная порода, загромождающая выработку больше чем на 1/3 ее высоты.

До начала заряжания шпуров в забой доставляют в необходимом количестве ВВ и средства взрывания, материал забойки, инертную пыль и смачиватели. При необходимости наращивания става труб вентиляции обесточивают электрический кабель и проверяют надежность расклинивания рам крепи. В заряжании шпуров взрывнику помогают проходчики, имеющие Единую книжку взрывника.

После помещения заряда в шпур производят забойку шпура, т.е. свободную часть шпура заполняют инертным материалом (песчано-глинистыми смесями в соотношении 3: 1, пыжами, водяными ампулами и мокрым песком).

После забойки шпуров и удаления в безопасное место рабочих, участвовавших в заряжании, взрывник приступает к монтажу взрывной сети (соединяет детонаторные, соединительные и магистральные провода) и производит взрывание зарядов шпуров.

Дата добавления: 2014-11-18