Способ проходки восстающих с отбойкой породы шпуровыми

Проходка восстающих с отбойкой горной массы шпуровыми зарядами

Способ проходки восстающего шпуровыми зарядами является наиболее распространенным в горно-добывающих отраслях промышленности, особенно при проходке восстающих небольшой высоты, а также когда скорость проходки не влияет на работу горнодобывающего предприятия. В этом случае бурение шпуров глубиной 1,5-2,5 м осуществляют с полков телескопическими бурильными молотками с последующим заряжанием, взрыванием зарядов и креплением выработки. Площади сечения восстающих, проводимых на рудниках следующие:

• с одним отделением — 1,5-4 м2;

• с двумя и тремя — 2,5-7 м2.

По затратам труда и времени при проходке восстающего крепление занимает 50 %, установка и демонтаж полков до 30 %, остальные 20 % — буровые работы, заряжание, уборка полков, проветривание и приведение забоя в безопасное состояние.

Число шпуров, необходимых для бурения по забою восстающего, зависит от свойств взрываемых руд и пород и колеблется в пределах от 1 до 4 шпуров на 1 м2 площади сечения восстающего. В связи с тем что врубовые и другие комплекты шпуровых зарядов работают в условиях сильного зажима, независимо от типа применяемого вруба, расстояние между шпурами принимают для врубовых зарядов от 0,2 до 0,4 м, а для остального комплекта зарядов BB — от 0,4 до 0,7 м.

Приведем порядок расчета параметров взрывных работ при проходке восстающих шпуровым методом.

Удельный расход BB вычисляют по формуле (6.3), при этом s1 = 1,4-2 и vзаж = 1,3-1,4.

Количество шпуров можно определять исходя из физико-технических свойств взрываемых руд или пород:

где Sпр — площадь сечения восстающего в проходке, м2; Sшп = 1-4 м2 — площадь, приходящаяся на один шпур.

Расход BB на цикл определяют по формуле (6.1).

Источник

РАСПОЛОЖЕНИЕ ШПУРОВ И СКВАЖИН ПРИ ПРОХОДКЕ ВОССТАЮЩИХ ВЫРАБОТОК

Термином восстающийв практике горнорудного дела, а также в горнотехнической литературе принято называть вертикальную или наклонную подземную горную выработку, пройденную снизу вверх по рудному телу или по вмещающим породам.

В зависимости от назначения, крепости и устойчивости пересекаемых пород восстающие имеют круглое или прямоугольное сечение и одно, два или три отделения: ходовое, породное, материальное.

Наиболее перспективными способами проходки восстающих являются те, которые исключают пребывание рабочих в забое выработки, значительно повышают производительность труда и снижают стоимость проходки.

В настоящее время в зависимости от технической оснащенности горных предприятий с учетом горно-геологических условий применяют следующие четыре способа проходки восстающих выработок:

с отбойкой породы шпуровыми зарядами,

с отбойкой породы скважинными зарядами;

проходка восстающих бурением на все сечение.

Выбор способа проходки восстающих на горных предприятиях зависит не только от объективных факторов — параметров восстающего, его назначения, крепости породы, экономической целесообразности, но и от субъективных — наличия необходимого оборудования, квалифицированных работников и т. д.

Способ проходки восстающих с отбойкой породы шпуровыми зарядами является наиболее распространенным в горнодобывающих отраслях и благодаря его универсальности будет еще длительное время применяться на горных предприятиях, в условиях проходки восстающих небольшой высоты в устойчивых породах, по условиям эксплуатации которых необходимо наличие крепи, а также где скорость проходки восстающих выработок по условиям производства не влияет на условия работы предприятия.

Этот способ заключается в бурении с полков телескопными перфораторами комплекта шпуров длиной 1,5—2 м, заряжании и взрывании зарядов ВВ и последующем креплении стенок выработки. Восстающие с одним отделением проходят площадью сечения 1,5—4 м2, с двумя, тремя отделениями — 2,7—6,5 м2. Крепление восстающего является наиболее трудоемким и малоподдающимся механизации процессом, занимающим до 50 % всех трудовых затрат, а установка и демонтаж полков — 25—30 % времени.

Количество шпуров в зависимости от сечения выработки и крепости породы принимается в пределах 3—5 шпуров на 1 м2. Заряды отбойных шпуров работают в стесненных условиях, поэтому независимо от схемы расположения врубовых шпуров расстояние между ними и врубовыми шпурами принимают наименьшим (от 0,2 до 0,6 м). Схемы расположения шпуров с различными типами врубов, широко применяемых на горных предприятиях при проходке восстающих, показаны на рисунке 29.

Рисунок 29. Схема расположения шпуров при проходке восстающих выработок

а – конусная; б – клиновая; в – спиральная; г – боковая; д – призматическая; ж – ярусная
Способ проходки восстающих с отбойкой породы шпуровыми зарядами обладает следующими недостатками: низкая производительность; присутствие рабочего в забое; наличие тяжелого физического труда; сложность проветривания; высокая себестоимость.

Разработка оборудования для механизированной доставки людей, машин и материалов в призабойное пространство с помощью подвесных клетей, проходческих щитов и особенно механизированных комплексов типа КПВ, КПН и др. обеспечили вывод этого способа проходки на новый технический уровень.

Механизация спуска и подъема людей, оборудования и инструментов, снабжения сжатым воздухом и водой, ускоренное проветривание забоя после взрыва, повышение безопасности работ позволили повысить в 5—6 раз скорость проведения восстающих выработок по сравнению с обычным способом проходки

Способ проходки восстающих с отбойкой породы скважинными зарядами является универсальным, простым в применении: исключает пребывание человека в забое, улучшает санитарно-гигиенические условия и безопасность работ, повышает темпы проходки и производительность труда.

Способ проходки восстающих с отбойкой породы скважинными зарядами начал применяться на рудниках бывшего СССР в конце 40-х годов. Советские инженеры и ученые являлись пионерами разработки этого способа образования восстающих. Данный способ в связи с развитием буровой техники получает все более широкое распространение и является наиболее эффективным при высоте восстающего до 30 м. Невозможность его использования на большую высоту объясняется отсутствием надежных буровых машин, обеспечивающих буренье точно ориентированных скважин. Важным достоинством способа является возможность применения для образования восстающего того же оборудования, что и для бурения взрывных скважин при отбойке руд.

Применяются два способа проходки восстающих взрыванием скважинных зарядов:
1.С секционной отбойкой скважин; с отбойкой на компенсационную скважину; с отбойкой без компенсационной скважины.

2.С отбойкой на высоту восстающего; безврубовая схема; врубовая схема.

До настоящего времени не обоснованы параметры БВР, обеспечивающие надежную проходку при отбойке на высоту восстающего, так как при этом часто происходят запрессовка отбитой породы, прострел скважин и значительное законтурное разрушение массива.
Способ проходки восстающего с секционной отбойкой скважин осуществляется следующим образом: Между двумя горизонтальными выработками проводят бурение комплекта скважин сверху вниз или снизу вверх. Заряжание нижней части скважин производят с верхнего горизонта секциями, высота которых в зависимости от различных условий изменяется от 2 до 20 м. В крепких породах при диаметре скважин до 105 мм рациональная высота секции составляет 2—3 м, при увеличении диаметра скважин и уменьшении крепости породы эффективная высота секции достигает 10 и даже 20—26 м. Взрывание секций производят на забой восстающего или для компенсации используют одну или несколько незаряженных скважин. Схемы расположения скважин при проходке восстающих выработок показаны на рисунке 30.

Рисунок 30. Схема расположения скважин при проходе восстающих выработок

а – простой конверт; б – сложный конверт; в – со щелевым врубом; г – с компенсационной скважиной; д – с компенсационным кольцом скважин; е – с ярусным врубом.

Недостатки секционной отбойки, скважинами: многократное повторение операций заряжания, взрывания, проветривания; пережимы и деформация скважин; запрессовка при взрыве породы в контуре выработки; сильные разрушения устья восстающего; обязательное наличие верхнего горизонта.

Комбинированный способ проходки восстающих выработок представляет собой сочетание изложенных выше методов. Это применение опережающих скважин при шпуровой отбойке породы, позволяющее резко увеличить глубину заходки, сократить удельный расход ВВ.

Широко применяется проходка отрезных восстающих комбинированным способом — первоначально мелкошпуровым взрыванием породы с последующей бессекционной скважинной отбойкой (последние 10—15 м восстающего).

Примером сочетания методов является способ проходки восстающего большого диаметра (стволов) с первоначальной проходкой комплексом КПВ восстающего сечением 1,8—2 м2, с последующим разбуриванием и взрыванием скважин из специально пройденных буровых камер на полное сечение восстающей выработки (60—80 м2) при высоте отбиваемой секции 10—40 м.

Источник

Проходка восстающих с применением глубоких скважин

В течение последнего десятилетия применение глубоких скважин при проходке восстающих становится все более совершенным. При этом скважины бурят на полную высоту восстающего, а их взрывание производят секциями (по частям). Для получения хороших результатов необходима высокая точность бурения и заряжания. Для повышения точности бурения необходимо использовать специальные устройства для направленного бурения, обеспечивающие минимальное отклонение скважин от проектного направления. Бурение и заряжание производят из безопасного места, что является преимуществом способа. К недостаткам относятся трудности, возникающие при взрывании в условиях сильного зажима. При проходке восстающих с применением глубоких скважин можно выделить два основных способа: а) взрывание на центральные незаряженные скважины большого диаметра; б) взрывание в направлении поверхности забоя (способ воронкообразования).

Скважины основного комплекта бурят диаметром 51-75 мм. Центральная незаряженная скважина расширяется до диаметра 203 мм специальными буровыми коронками. В первую очередь бурят скважины большого диаметра. Для достижения большой точности бурения используют специальные направляющие муфты. Наиболее эффективными для этой цели являются бурильные машины фирмы «Атлас Копко» марки «Симба 5», которые являются устойчивыми при бурении.

Расчет зарядов. При взрывании глубоких скважин необходимо применять BB с высокой концентрацией энергии. Это объясняется отсутствием забойки в скважинах, что снижает давление ПД, а также большим диаметром скважин по отношению к л.н.с.. Концентрацию заряда в отбойных скважинах, для которых фактическая л.н.с. оказывается меньше рекомендуемой, следует определять с учетом их диаметра.

Контурное взрывание можно использовать при проходке восстающих глубокими скважинами. Ввиду большого диаметра применяемых скважин не рационально с экономической точки зрения бурить их слишком близко друг к другу.

Для получения эффекта щелеобразования по контуру выработки инициирование зарядов осуществляют с применением электродетонаторов короткозамедленного действия с небольшим интервалом замедлений. Предварительное щелеобразование можно производить при тех же параметрах между скважинами. При этом необходима высокая точность бурения контурных скважин. Во избежание одновременного взрывания больших масс зарядов необходимо производить оконтуривание стенок восстающего взрыванием в несколько приемов.

где Kэн = 1,5 — энергетический коэффициент, зависящий от свойств применяемого BB и породы; рВВ — плотность заряжания, г/см3; dскв — диаметр скважины, мм.

В соответствии с теорией воронкообразования взрывание зарядов производят только в центральной скважине. Заряды в отбойных скважинах размещают так, чтобы л.н.с. была меньше глубины заложения заряда в центральной скважине. В дальнейшем глубину заложения заряда увеличивают постепенно по 10-20 см. Расстояние между скважинами не должно быть слишком малым во избежание спрессовывания породы при взрыве зарядов с высокой концентрацией энергии. В связи с тем что центральная воронкообразующая скважина имеет определяющее значение, целесообразно бурить ее большего диаметра по сравнению с остальными скважинами.

С инженерной точки зрения способ воронкообразования оказывает более сильное воздействие на законтурный массив, чем описанный ранее способ. Это обстоятельство необходимо учитывать при размещении комплекта вспомогательных скважин.

Источник

Проходка восстающих

Различают три способа проходки восстающих: короткими за-ходками с мелкошпуровой отбойкой; глубокими скважинами с сек­ционным взрыванием зарядов; бурение восстающих специальными буровыми установками.

Форма и размеры поперечного сечения восстающих определяются их назначением и числом устраиваемых в них отделений. Обычные размеры восстающих без крепи: ходовых 1,6 X 1,8 м или 1,5 X X 2 м; вентиляционно-ходовых 1,5 X 2,4 м; главных вентиляционных 2 X 2,25 м; рудоспусков 1,8 X 1,8 м, 1,5 X 1,5 м или 1,2 X 1,5 м.

Восстающие, пройденные в слабых и неустойчивых породах, крепят деревянной сплошной венцовой крепью или крепью на стой­ках, а в устойчивых породах их, как правило, не крепят.

Проходка восстающих короткими заходками смелкошпуровой отбойкой.Проходку восстающего начинают с засечки его из ниши. После засечки на высоту 5—7 м его делят на необходимое число от­делений возведением в нем крепи. Схема проходки восстающего с разделением на два отделения показана на рис. 32. Шпуры бурят телескопными перфораторами ПТ-29 или ПТТ-2 со специальных полков, устраиваемых на расстрелах. Для предотвращения разру­шений ходового отделения от взрывных работ в забое выработки сооружают предохранительный полок из леса диаметром 10—15 см и крепят штырями или скобами к расстрелам.

Шпуры взрывают электрическим или электроогневым способом из откаточных выработок. Отбитая взрывом порода попадает в рудо-спускное отделение, где она магазинируется. Это позволяет грузить горную массу в вагоны непосредственно из восстающего через вре­менный люк.

Забои восстающих проветривают вентиляторами местного про­ветривания по нагнетательной схеме. Став вентиляционных труб прокладывают по ходовому отделению.

Рис. 32. Схема проходки восстающего на два отделения:

1 -— рабочий полок; 2 — металлические крючья; з — шпуры для крючьев; 4 — подвесная канатная лестница; 5 — предохранительный полок; 6— отбойный полок; 7 — отшивка восстающего; 8 — рудоспускное отделение; 9— ходовое отделение; 10 — трубопроводы; 11— металлическая решетка.

Для улучшения условий работы проходчиков и увеличения коэффициента использования шпуров новаторами производства было предложено проходить восстающий с разрезной скважиной. Сущность этого способа заключается в том, что после засечки восстающего обычным способом бурят скважину диаметром 100—150 мм по оси восстающего на всю его высоту. Затем продолжают проходку восстающего, используя скважину в качестве вруба идля проветривания забоя. Число шпуров при этом уменьшается на 10—15%, увеличивается коэффициент их использования. Кроме того, разрезная скважина позволяет продуктам взрыва уходить на верхний горизонт, значительно сокращая время проветривания забоя, и упрощает маркшейдерский контроль за правильностью направления забоя.

Институтом НИПИгормаш для комплексной механизации проходки восстающих предложен проходческий комплекс КПВ-1, который позволяет проходить восстающие без крепления сечением более 3 м 2 под углом 60—90° в устойчивых породах.

Рис. 33. Схема про­ходки восстающего с помощью глубоких скважин: 1 — деревянная пробка; 2 — заряд ВВ; 3 — за­бойка; 4 — электровзры­вная сеть.

Полок представляет самоходную платформу с кабиной, передвигающуюся по монорельсу при помощи механизма с цевочным зацеплением. Монорельс состоит из секций длиной 1,5 м, которые крепят к висячему боку распорными штангами. В секции монорельса встроены три трубы, две из которых служат для подачи сжатого воздуха и воды в забой восстающего, а третья используется в качестве переговорного устройства. Полок оборудован автоматическим ловителем, тормозом и другими предохранительными устройствами. На время взрыва полок отводят в нишу.

Применение комплекса КПВ-1 позволило значительно увеличить скорость проходки вос­стающих, снизить стоимость проходки 1 м

выработки и облегчить условия работы проходчиков. Так, проходчиками рудника «Верхний» Сихотэ-алинского полиметаллического комбината в октябре 1967 г. с помощью комплекса КПВ-1 была достигнута скорость проходки восстающих 307,9 м, а в апреле 1968 г. — 410,3 м. При этом стоимость 1 м выработки была почти в три раза ниже, чем при обычном способе проходки.

Проходка восстающих глубокимискважинами с секционным взрываниемв них зарядов заключается в том, что сверху вниз по оси восстающего на всю его высоту пробуривают 5—7 параллельных скважин диаметром 100—110 мм. Расстояние между скважинами 0,5—0,9 м. Заряжание производят только нижней части скважин

на высоту 2—5 м с верхней выработки (рис. 33). Нижнюю часть скважин перед заряжанием перекрывают деревянными или другими пробками, опускаемыми на шпагате или проволоке. Заряды взрывают электрическим способом электродетонаторами короткозамедленного действия или детонирующим шнуром.

Преимущества данного способа проходки восстающих заключаются в увеличении скорости и снижении стоимости проходки выработки, а также в создании безопасных условий работы. К недостаткам следует отнести возможность искривления глубоких скважин и ухудшение по этой причине условий для качественного производства взрывных работ.

Проходку восстающих буровыми машинамишироко применяют при разработке каменной и калийной соли, угля и слабых руд. Этот способ позволяет проходить восстающие без взрывных работ.

Сущность данного способа проходки заключается в бурении опережающей скважины диаметром 300—500 мм на всю высоту восстающего, а затем ее расширении до диаметра 900—1500 мм.

Для проходки восстающих применяют буровые агрегаты СБМ-Зу, БАВ-2, МВС-2 и др. Сбоечно-буровая машина СБМ-Зу снабжена забурником и расширителями прямого и обратного хода. С помощью расширителя прямого хода пробуривают скважину диаметром 390— 500 мм. Для увеличения диаметра скважины до 850 или 1500 мм ее разбуривают расширителем обратного хода.

При бурении сбоечно-буровыми машинами образуется большое количество пыли. Поэтому иногда при проходке восстающих пробуривают опережающую скважину, а расширение ее до необходимых размеров производят буровзрывными работами. В этом случае скважина используется как разрезная и способ проходки восстающих ничем не отличается от ранее рассмотренного. Такой способ применяют при разработке каменной и калийной соли, вкоторой применение воды для пылепогашения недопустимо.

§ 3. Формы и размеры поперечного сечения стволов шахт

Наиболее типичными формами поперечного сечения стволов шахт являются круглая и прямоугольная. Форму сечения ствола шахты выбирают в зависимости от назначения, срока службы ствола и физико-механических свойств пересекаемых пород.

Прямоугольная форма позволяет лучше использовать площадь поперечного сечения стволов шахт, но применяют ее очень редко, так как типичным материалом крепи при этом является дерево, которое не может воспринимать большого горного давления и имеет незначительный срок службы. В горнорудной промышленности в крепких породах при небольшой глубине ствола прямоугольная форма сечения имеет некоторое распространение.

Стволы с круглым сечением, при котором для крепления применяют бетон и металл, широко распространены в промышленности, так как крепь из этих материалов предохраняет стволы от нарушений

в самых неблагоприятных горно-геологических условиях в течение большого срока службы.

Размеры поперечного сечения стволов шахт определяют графиче­ски в зависимости от числа, типа и размеров подъемных сосудов, расположения их в стволе, типа проводников и расстрелов, а также от размеров лестничного и трубного отделений.

Количество, тип и размеры подъемных сосудов выбирают в зави­симости от величины груза, поднимаемого за один подъем. Величину груза определяют исходя из годовой производительности шахты, суточного и годового режима работы подъема.

Типовые сечения стволов и их техническая характеристика при­ведены в табл. 16 и 17 раздела 8 «Справочника по горнорудному делу», т. 2 [34].

Дата добавления: 2015-07-14 ; просмотров: 6250 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник