Лукьянов В.Г. Горные машины и проведение горно-разведочных выработок

Подождите немного. Документ загружается.

231

Сооружение разведочных канав с использованием рассматривае-

мых технологических схем производится по технологическим картам,

составленным на основе рекомендаций, данных в работе [42].

Канавы сооружают секциями, рациональная длина которых приве-

дена в табл. 27.

Таблица 27

Длина секции (по дну)

при глубине выработок

Наименование технологической схемы

1 2 3 4 5

Схема БВР и БР (для бульдозеров типа Д-687)

Схема БВР и ЭР (для экскаваторов типа ЭО-4321)

Схема БВР и СР (для скреперных установок типа

СУ-0,2)

10,4

25,6

10,5

9,8

14,8

9,7

9,8

11,5

9,6

6,7

9,6

4,7

Рыхление горных пород производится с использованием шпуровых

или малокамерных (шпуровых) зарядов ВВ (рис. 83).

Рис. 83. Размещение зарядов ВВ в зарядных камерах: а – шпуровой

(скважинный) заряд; б – котловой заряд; W – глубина заложения заряда;

Н – глубина шпура (скважины); Н

п. п

– глубина шпура после простреливания;

– высота котла; в – последовательность операций при котловом взрывании:

I – размещение прострелочного заряда; II – готовая котловая скважина;

III – комбинированный заряд: удлиненный заряд в верхней части скважины,

котловой – в нижней части; г – схема проходки канав с применением шпуровых

(малокамерных) зарядов; 1 – грунт; 2 – проектный контур канавы;

3 – вспомогательная зарядная канавка; 4 – заряд ВВ

232

Шпуровой метод взрывания имеет две разновидности: взрывание

обычными шпурами и взрывание котловыми шпурами.

При методе котловых зарядов на забое шпура или скважины взрыва-

ют небольшие заряды ВВ, в результате чего их нижняя часть разрушается

и образуется эллипсовидная камера. В эту камеру после ее охлаждения в

течение не менее 15 мин помещают

значительно больший заряд ВВ.

Полученное на дне шпура скважины расширение называют котлом,

а помещенный в нее заряд ВВ – котловым зарядом. Объем котла должен

соответствовать массе заряда, намеченного по расчету.

Метод котловых зарядов применяют для одиночного и серийного

взрывания, преимущественно при разработке трещиноватых достаточно

устойчивых пород, допускающих возможность взрывного образования

котловых

расширений.

Величина зарядов для простреливания шпуров и образования котла (кг)

пр

= Q / П

пр

где Q – масса заряда рыхления, помещенного в котел, кг; П

пр

– показа-

тель простреливаемости пород (колеблется от 5 до 200 и более, большие

значения П

пр

соответствуют слабым породам).

Достоинством метода котловых шпуров является пониженный рас-

ход бурения на 1 м

породы, более равномерное дробление породы,

возможность проводить канавы по однослойной схеме.

При взрывании обычными шпурами их располагают в одну линию

по оси канавы, реже – в две или три.

Расчет массы заряда рыхления можно производить по формуле

М.М. Борескова:

Q = (0,4 + 0,6n

) qW

где п – показатель действия взрыва; q – величина расчетного удельного

расхода ВВ, кг/м

; W – линия наименьшего сопротивления.

При сооружении глубоких канав шпуры (скважины) бурят и взры-

вают ярусами (рис. 84). Вначале по оси канавы намечаются места для

бурения шпуров из расчета 4–8 шпуров на каждые 10 м длины канавы.

После производства взрыва первого яруса в разрыхленной породе

делаются небольшие копуши для бурения шпуров следующего яруса

(если порода из первого яруса не убирается сразу после взрыва). Шнуры

второго яруса располагаются в промежутках между шпурами первого

яруса и бурятся таким образом, чтобы не менее половины их длины уг-

лублялось в не разрыхленную предыдущим взрывом породу.

На эффективность сооружения разведочных канав с использовани-

ем колонковых зарядов решающее воздействие

оказывают следующие

233

параметры БВР: расчетный удельный расход ВВ на рыхление, диаметр

шпуров и скважин, глубина эффективного взрывного рыхления, опти-

мальная для данного диаметра шпуров или скважин, число и мощность

слоев рыхления, глубина шпуров или скважин, масса зарядов рыхления,

расстояние между зарядами в ряду и расстояние между рядами зарядов.

Рис. 84. Схема расположения шпуров при сооружении глубоких канав

Глубина шпуров (скважин) с учетом их перебура, необходимого

для достаточной проработки почвы выработки, имеет вид

= 1,25Н

где Н

– глубина эффективного взрывного рыхления.

Для принятого диаметра колонковых (удлиненных) зарядов

эВВp

0,65 /Hdq=Δ,

где

ВВ

1, 35 /dHq=Δ – ориентировочные значения диаметра шпуров

(скважин), м; ∆

ВВ

– плотность заряжания ВВ, кг/м

; q

= 0,7…0,9 кг/м

–

удельный расход ВВ на рыхление; H – проектная глубина выработки, м.

Число слоев рыхления k = [H/H

]. Скобки означают, что полученное

значение необходимо округлить до целого ближайшего по величине

числа.

Масса колонковых зарядов

= q

– ≤ k

где k

≈ 0,7 – коэффициент заполнения шпура (скважины) ВВ;

Р = 0,785d

∆

ВВ

– вместимость зарядной камеры (масса ВВ на 1 м шпура

или скважины), кг/м (табл. 28).

234

Таблица 28

Диаметр зарядной

полости, мм

кг/м

Диаметр зарядной

полости, мм

, кг/м

0,44

1,4

1,8

2,5

3,5

4,5

100

110

120

130

150

5,7

7,1

8,6

Расстояние между зарядами в ряду а = 0,9h

, а расстояние между

рядами зарядов ВВ с = 0,9а. Расстояние между рядами при двухрядном

и более расположении шпуров b = 0,8а.

Наиболее эффективный – шпуровой метод. Когда бурение шпуров

затруднено, применяют метод малокамерных зарядов. Метод шпуровых

зарядов применяют при мощности мерзлого слоя до 2 м, метод малока-

мерных – более 2 м.

Величина заряда

= q

Для растительных и песчаных грунтов q

= 0,5 кг/м

(I категория

грунтов); для грунтов с галькой q

= 0,6 кг/м

(II категория грунтов); для

глинистых грунтов q

= 0,7 кг/м

(III категория грунтов).

Расстояние между зарядами в ряду а = (1…1,5)W, a между рядами

b = (0,75…1)W. Величина заряда для рукавов Q = qW, где W = (0,5…0,85)Н –

расчетная линия сопротивления; Н – высота уступа.

При методе малокамерных зарядов последние закладывают в гори-

зонтальных выработках – рукавах размерами 0,25 × 0,25 м. Расстояние

между рукавами (1…2,5)W, длина рукава (1…1,2)W. За W в

данном слу-

чае принимают толщину разрыхляемого слоя. В зависимости от крепо-

сти пород сооружение рукавов осуществляют с помощью ВВ и без них.

Взрывание шпуров и рукавов осуществляется огневым или электри-

ческим способом. Наиболее целесообразно короткозамедленное взрыва-

ние по порядной схеме. Время замедления выбирают минимальное.

235

§ 4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЗРЫВАХ НА ОТКРЫТЫХ

РАБОТАХ

1. Население, служебный персонал должны быть оповещены о прове-

дении взрывных работ, необходимо расшифровать сигналы и со-

гласовать их с местным руководством.

Взрывная станция должна быть за пределами опасной зоны. С мо-

мента подводки проводов от зарядов она должна охраняться, вход

разрешен только взрывнику.

Взрывные работы вблизи объектов, имеющих важное значение, долж-

ны производиться по согласованию с заинтересованными лицами.

При взрывах над рудником, штольней, если есть опасность поражения

людей, поступления газов в выработку, людей необходимо вывести.

Если в опасную зону попадают железнодорожные пути, то закры-

тие перегона производится по согласованию с диспетчером участка

или с начальником шахты, если водные пути – с начальником бли-

жайшей пристани и т. д.

Если в опасную зону попадают жилые помещения, технические со-

оружения (фабрика, заводы) и если нельзя обеспечить предохране-

ние их от опасного действия взрывной волны и разлета кусков по-

роды, то разрушаемая площадь накрывается мешками с песком, ве-

ревочными матами, металлическими сетками и т. д.

Запрещается пробивать патроны-боевики, застрявшие в скважинах.

Контрольные вопросы.

1. Формы поперечного сечения разведочных канав.

2. Конструкции крепи разведочных канав.

3. Средства механизации для проведения разведочных канав.

4. Классификация технических средств и оборудования для прове-

дения открытых горно-разведочных работ.

5. Производительность бульдозера.

6. Классификация ковшовых экскаваторов, их основные технические

характеристики.

7. Классификация экскаваторов непрерывного действия.

8. Канатные скреперные установки.

9. Технология проведения разведочных

канав с применением взры-

вов рыхления.

236

ГЛАВА 18. ПРОХОДКА ШУРФОВ

§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Основной объем шурфопроходческих работ выполняется при предва-

рительной и детальной разведке месторождений золота, меди, олова, алма-

зов, исландского шпата, оптического флюорита, титана, графита, самород-

ных металлов, марганца, песков, гравия и других полезных ископаемых.

Рис. 85. Типовые сечения разведочных шурфов прямоугольной формы сечения

Разведочные шурфы чаще всего проходят в теплое время года и по

своему характеру являются временными выработками. Продолжитель-

ность их существования определяется обычно временем их проходки,

которое длится от нескольких дней до двух-трех месяцев.

В геологических управлениях Министерства геологии РФ в 70–80-х гг.

ежегодно проходилось 12…14 тыс. м шурфов (при инженерно-

геологических изысканиях около 400…500 тыс. м). С увеличением глуби-

ны, как правило, увеличивается и площадь сечения шурфа. Площадь сече-

ния шурфа и его глубина Н

пр

связаны зависимостью S

пр

= (0,2…0,25)Н

пр

Типовые сечения разведочных шурфов показаны на рис. 85. Площадь сече-

ния шурфов 1,25; 1,5; 2; 4 м

. Существующие способы проходки шурфов и

процент, занимаемый каждым из способов, приведены ниже.

Вручную без применения ВВ ................................

С ручным бурением шпуров ..................................

С механизированным бурением шпуров ..............

использованием комплексной механизации .....

45,2

38,9

13,6

2,3

Шурфопроходческие работы, выполняемые с применением ручного

подъема породы, составляют около 98 % общего объема пройденных

шурфов.

237

§ 2. ПРОХОДКА ШУРФОВ В МЯГКИХ ПОРОДАХ

Проходка шурфов вручную осуществляется в породах категории I–V,

глубина не превышает 5…10 м. Вначале подготавливают площадку.

Вешку, установленную при разбивке разведочной линии, заменяют на-

вальной штагой-репером, отмечающим место расположения породного

отвала около устья будущего шурфа. Вслед за этим производится раз-

метка контура устья. Проходческая рама (рис. 86) монтируется обычно

после проходки шурфа на

глубину до 0,5…1,0 м. Проходка шурфов до

глубины 2,0…2,5 м производится с выбросом породы из забоя на поверх-

ность, при большей глубине выдача породы осуществляется в бадьях.

Тип ...........................

Номинальная

вместимость

бадьи, м

..................

Грузоподъем-

ность, кг ..................

Номинальный

наружный

диаметр корпуса

бадьи, мм ................

Масса, кг, не

более .......................

БШ-0,03

0,03

350

БШ-0,06

0,06

400

БШ-0,12

0,12

140

500

БШ-0,15

0,15

175

600

БШ-0,18

0,18

230

700

БШ-0,27

0,27

360

750

140

Рис. 86. Проходческая (нулевая) рама

238

Рис. 87. Подъем породы из шурфа с использованием деревянного (а),

металлического (б) воротков или шурфопроходческого крана (в)

239

В качестве подъемных средств используются воротки (рис. 87, а, б)

(с небольшим объемом работ), краны, смонтированные на шасси авто-

мобиля. В настоящее время для механизации спуско-подъемных опера-

ций при проходке геологоразведочных шурфов площадью сечения до

4 м

и глубиной до 30 м применяется шурфопроходческий модернизи-

рованный кран КШ-1М (рис. 87, в).

Для механизации тяжелого ручного труда при проходке шурфов в

мягких породах ЦНИГРИ разработаны механизированный шурфопро-

ходческий подъемник ПМШ-2М, шурфопроходческий кран КШ-2М и

др. (табл. 29).

Таблица 29

Подъемники Подъемные краны

Параметр

МВШ-1 МГВ ПМШ-2М

«Пионер»

(Т-108)

КШ-2М

«Ма-

лютка»

КШ-

100А

Глубина

шурфа, м

Грузоподъем-

ность, кг

Канатоемкость

барабана

лебедки, м

Скорость

подъема, м/с

Мощность

двигателя, кВт

Масса, кг

Вылет стрелы, м

–

100

0,97

1,1

127

–

200

0,45

2,8

380

–

100

0,73

1,7

947

3,5

–

500

0,5

4,5

1100

–

250

0,3-1

–

2500

3,5

100

0,6

1,7

280

–

100

0,7

1,7

380

–

Подъемник ПМШ-2М обеспечивает механизацию подъема и выгруз-

ки породы, спуска и подъема людей, инструмента, материала и других

грузов при проходке шурфов площадью сечения 2 м

и глубиной до 20;

кран КШ-2М обеспечивает механизацию спуско-подъемных операций при

проходке шурфов глубиной до 40 м и площадью сечения 2…4 м

Если пробы берут на поверхности, то породу отсыпают в отдельные

штабеля. Глубина подвигания забоя шурфа принимается обычно равной

20 см. Порода извлекается из шурфа в процессе выполнения работ, от-

сыпается на поверхность в отдельный штабель, называемый «проход-

кой», ему придают форму усеченной пирамиды и устанавливают бирку.

Схема размещения «проходок» и «

навала» на рабочей площадке пока-

зана на рис. 88.

240

Рис. 88. План поверхности рабочей площадки: 1 – навальная штага;

2 – «навал»; 3 – шурф; 4 – проходческая рама; 5 – «проходки»; 6 – дорожка

Крепление шурфов (рис. 89) в зависимости от устойчивости обна-

жений пород, глубины, их срока службы может производиться досками

вразбежку, которые удерживаются распорками, сплошной венцовой

крепью или креплением на стойках (бабках), подвесной крепью.

Крепь выводится над устьем шурфа не менее чем на 30 см и обору-

дуется лядами (рис. 89, з).