Файл: Ю.А. Масаев Расчет параметров БВР при сооружении вертикальных стволов.pdf

20

где nвр, nотб, nок – соответственно число врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров; qвр, qотб, qок – масса зарядов соответственно врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров, кг.

10. ОРГАНИЗАЦИЯ БУРЕНИЯ ШПУРОВ

Бурение шпуров является одной из трудоемких операций и занимает 15-25% от общего времени цикла. В забоях стволов шахт оно производится бурильными машинами ударного действия вручную или с помощью бурильных установок.

Количество перфораторов, одновременно работающих в забое, определяется из выражения

где Sп – площадь забоя, приходящаяся на один перфоратор, м2: для обычных проходок Sп = 4-5, для скоростных – Sп = 1,5-2 м2.

В целях сокращения времени и трудозатрат на процесс бурения шпуров на некоторых проходках стволов применяют различные установочные приспособления. Например, навески направляющих балок с бурильной машиной БУ-1 на грейфер породопогрузочной машины КС2У/40 или специально изготовленный контейнер-подмости, обеспечивающие бурение шпуров ручными перфораторами глубиной 2,5-2,8 м без замены штанг.

К достоинствам бурения шпуров ручными перфораторами относятся: малая стоимость оборудования; надежность процесса бурения, так как неисправные перфораторы быстро заменяются; маневренность, поскольку время и производительность бурения регулируются числом перфораторов; малое время подготовительно-заключительных операций.

Недостатки способа – тяжелый ручной труд при низкой производительности труда и отрицательное влияние шума и вибрации на бурильщиков.

Бурение шпуров перфораторами следует применять при коэффициенте крепости пород f < 20 по шкале проф. М.М. Протодьяконова, при невозможности использовать бурильные установки или при орга-

21

низации скоростных проходок, но при этом необходимо обеспечить полную занятость всех проходчиков в течение цикла или использование специального звена бурильщиков с работой по вызову.

Для механизированного бурения шпуров диаметром 43-52 мм в породах различной крепости при проходке стволов диаметром 5,5-9 м широкое применение получили бурильные установки типа БУКС-1м и СМБУ-4м.

Унифицированные бурильные установки типа БУКС на основе базовой модели БУКС-1м включают несколько модификаций. Бурильные установки БУКС-1у2, БУКС-1у3, БУКС-1у4, БУКС-1у5 имеют две, три, четыре и пять бурильных машин для бурения шпуров глубиной до 4,5 м и применяются в комплексе с погрузочными машинами типа КС.

Установки СМБУ-4м на три, а УБС-6 на шесть бурильных машин применяют в комплексе с любыми погрузочными машинами для бурения шпуров глубиной до 3,9 м [1].

С учетом опыта эксплуатации бурильных установок типа БУКС и СМБУ в ЦНИИПодземмаше разрабатывается новая электрогидравлическая машина типа БУС, которая предназначена для совместной работы с погрузочной установкой МПГС [1]. Техническая производительность установки БУС в два раза выше, чем установок типа БУКС-1М.

Производительность бурения, м/мин, установками типа БУКС и СМБУ определяется по формуле

где ϕ – коэффициент одновременности работы бурильных машин, равный 0,7- 0,8; nб – число бурильных машин в установке; kн – коэффициент надежности бурильной установки, равный 0,8-0,9; vм – механическая скорость бурения шпура диаметром 46-52 мм; Σtв – время вспомогательных работ при бурении 1 м шпура (замена коронок, обратный ход штанги, перемещение установки в забое и др. работы).

Механическая скорость бурения шпура в породах с f<6 равна 0,8- 1,2 м/мин; при f=7-9 vм=0,8 м/мин; при f=10-12 vм=0,5-0,7 м/мин. При бурении шпуров диаметром 40-43 мм скорость бурения увеличивается на 20-25%.

22

В общем виде время бурения шпуров без подготовительнозаключительных работ определяется:

Сопоставляя практику бурения шпуров ручными бурильными машинами и механизированными бурильными установками, можно сделать следующие выводы: общие затраты труда на бурение 1 м шпура при использовании бурильных установок в 2-4 раза ниже, чем при бурении шпуров ручными бурильными машинами; при этом резко улучшаются условия труда бурильщиков; обеспечивается более точная разметка шпуров, способствующая получению правильного контура вертикального ствола.

11. ЗАРЯЖАНИЕ И ВЗРЫВАНИЕ ШПУРОВ

После бурения всех шпуров и очистки их от буровой мелочи приступают к их заряжанию. В процессе заряжания шпуров принимают участие проходчики, имеющие на это право, под руководством мастеравзрывника. Площадь забоя ствола, приходящаяся на одного проходчика при заряжании шпуров составляет 6-10 м2 при обычной проходке и 4- 6 м2 при скоростной.

При заряжании шпуров патроны ВВ по одному опускают в шпуры и досылают деревянным забойником (трамбовкой) до забоя шпура или ранее уложенных патронов, при этом забойником несколько уплотняют патроны. При прямом инициировании последним в шпур досылают па- трон-боевик, при обратном инициировании заряжание шпура начинают с патрона-боевика.

После укладки в шпур всего заряда оставшаяся его часть заполняется забойкой с периодическим уплотнением. Качество взрыва во многом зависит от качества забойки, которое определяется длиной и плотностью забойки. Чем больше длина и плотность забойки, тем больше сопротивление движению продуктов взрыва к устью шпура. В момент взрыва в нижней части забойки образуется зона повышенной плотно-

23

сти, которая заставляет работать продукты взрыва равномерно во всех направлениях, что увеличивает эффект разрушения породы.

В стволах, проходимых по обводненным породам, нет необходимости применять забойку, так как ее роль может выполнять вода. После заряжания шпуров прекращают откачивание воды из забоя и подтапливают ствол не менее чем на 20 см выше самой высокой точки забоя. При взрыве вода играет роль ликвидатора свободного пространства в шпурах и поглотителя части газообразных продуктов взрыва.

Одновременно с забойкой в шпуры по двум окружностям вставляют деревянные колышки на высоте 0,6-0,8 м над забоем, на которых монтируется 2 кольцевые антенны из алюминиевого провода площадью поперечного сечения 6 мм2 или из медного – не менее 4 мм2. К антенне подсоединяют концы проводов электродетонаторов. Подсоединение электродетонаторов к антенне производят по параллельной, последовательной, парал- лельно-последовательной илипоследовательно-параллельной схемам.

При параллельной схеме каждый конец провода подсоединяется к отдельной нитке антенны.

При последовательной схеме проводники электродетонаторов соединяют между собой, а оставшиеся два провода подсоединяют к антенне. Это очень простая и менее энергоемкая схема.

При параллельно-последовательной схеме электродетонаторы делят на группы. В каждой группе электродетонаторы соединяют параллельно, а группы между собой – последовательно. При этой схеме во всех электродетонаторах группы проходит ток одинаковой силы.

При последовательно-параллельной схеме электродетонаторы в группе соединяют последовательно, а группы между собой – параллельно. Эта схема требует менее мощный источник тока. Наибольшее распространение при проходке стволов получили две последние схемы.

После монтажа электрической сети должно быть проверено соответствие фактического сопротивления взрывной сети ее расчетному сопротивлению. Расхождение измеренного и расчетного сопротивления сети не должно превышать 10%.

Антенны подсоединяются к магистральному взрывному кабелю, проложенному в стволе путем подвеске к канату.

25

После выбора технологической схемы производства горнопроходческих работ программой предлагается произвести выбор применяемого взрывчатого вещества из имеющегося списка (рис. 2) или ввести данные нового ВВ, не установленного в программе: наименование; плотность ВВ в патронах, г/см3; работоспособность, см3; диаметр патрона, мм; длина патрона, м; масса патрона, кг.

Рис. 2. Окно выбора взрывчатого вещества

В случае затруднения при выборе типа ВВ активизируется помощь (кнопка F1), которая характеризует область их применения (см. табл. 1). После выбора типа ВВ и нажатия Enter программой предусматривается ввод показателя дробимости горных пород, который устанавливается на основании табл. 10 или активизированной помощи программы «BVR».

Для дальнейшей работы программы необходимо указать коэффициент структуры горных пород (см. табл. 5) и коэффициент использования шпура, после ввода которого программой предусматривается переход в окно выбора типа и высоты опалубки.

Выбор типа опалубки производится на основании задания на проектирование или исходя из области ее применения и высоты. Программой предусматривается также и возможность использования инвентарной опалубки (рис. 3).