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

Подождите немного. Документ загружается.

331

При длительном хранении почвы размещаются на возвышенных ров-

ных и сухих участках с приданием им правильной геометрической формы,

высота буртов не должна превышать 5…10 м. Для предохранения от вет-

ровой и водной эрозии на буртах высеваются многолетние травы.

Для краткосрочного хранения почвы складываются в отвалах, распо-

ложенных в непосредственной близости от

проходимой горной выработки.

Для снижения эрозийных процессов на отвалах угол откоса отвала

определяется по формуле

5, 6 10

3,1H

⋅

−

где

Н – высота отвала, м.

Для покрытия отвалов и предотвращения сдуваемости пыли можно

применить водные растворы полимеров 0,2–0,5%-й концентрации с рас-

ходом 5…10 л/м

. Срок службы таких покрытий 1–3 года.

Можно также применять битумную эмульсию (нефтяной битум,

сульфатно-спиртовая барда, вода) в концентрации 15–20 % с расходом

до 10 л/м

покрываемой площади.

Значительное количество пыли выделяется с полотна дорог при

транспортировке грузов и горной массы.

Ниже приведены рекомендации о пылесвязующих веществах для

покрытия дорог.

Пылесвязующие вещества

Вода ...........................................

Сульфатно-спиртовая барда ....

Хлорид кальция .......................

Мазут .......................................

Универсин ................................

Удельный расход,

л/м

1,0

1,5

Срок обеспыливания,

сут

1,5

120

240

600

160–330

Хлорид кальция и мазут имеют побочные явления – загрязнение

карьерной воды и выделение вредных паров.

Сульфатно-спиртовая барда (отходы бумажно-целлюлозной про-

мышленности) снижает интенсивность пылевыделения при щебеночном

покрытии дорог на 80–89 %.

Универсины (химическое соединение жидких компаундированных

битумов) рекомендуются: (вязкий) в условиях сухого и умеренного

климата – универсин А; для условий влажного климата

и малоснежных

зим – универсин В (высоковязкий).

Употребление универсинов снижает запыленность на 90–95 %, но

сокращает срок эксплуатации автомобильных покрышек.

332

При наличии в пределах карьерного поля водоносных горизонтов

устраиваются противофильтрационные завесы траншейного типа. Ши-

рину траншеи принимают 0,6 м и заполняют глиногрунтовыми смесями

или путем бурения сближенных скважин и нагнетания в них тампонаж-

ных цементных растворов.

При бурении скважин шарошечными долотами на карьере без пы-

леулавливания выделяется 2200 мг/с пыли, с

использованием водовоз-

душной и водоэмульсионной смесей – 3…5 мг/с. При бурении скважин

целесообразно применять оборотное водоснабжение. После окончания

бурения скважин вся промывочная жидкость перекачивается в зумпфы

и впоследствии используется при бурении других скважин. Контроль за

количеством жидкости, подаваемой в скважину, производится расходо-

мером РПЛ-1 или электромагнитным расходомером ЭМР-2 непрерывно

в процессе бурения

Для предотвращения загрязнения подземных вод выполняется

строгий контроль за утечками воды в скважинах, и при наличии утечек

производится крепление скважин путем постановки цементного моста

или обсадки скважин в интервале утечек промывочного реагента.

В карьерах, производство работ в которых сопровождается пылеоб-

разованием и газовыделением, не реже одного раза в квартал

в местах

наибольшего пылеобразования и скопления газов должен производить-

ся набор проб для анализа воздуха.

Для борьбы с пылью перед взрывом и после него производится

орошение поверхности водой с помощью специальных оросительных

установок типа УМК-1 (оросительно-вентиляционная установка), смон-

тированных на базе автосамосвала БелАЗ, или поливочных установок с

гидромониторами.

Для

предотвращения распространения газового облака на близлежащие

лесные массивы и поселки необходимо учитывать климатические условия,

направления ветра; применять ВВ с нулевым или близким к нему кислород-

ным балансом (выделение ядовитых газов при их взрывах наименьшее).

Для экранирования энергии волн напряжения заряды по внутрен-

нему контуру разрушаемого массива взрывают мгновенно, а последую

щие заряды взрывают через 75, 100, 125 мс и т. д.

Удельный расход ВВ в разрядах мгновенно взрываемого ряда, предна-

значенных для формирования экранируемого слоя, повышается на 15–20 %

против расчетного (фактического), а в остальных – снижается на 10–15 %.

Для устранения заколов в глубину массива за мгновенно взрывае-

мым рядом взрывается небольшое число скважин в углах

блока.

333

Для сохранения структуры массива заряд должен быть рассредото-

чен на две части: 80 % в нижней и 20 % в верхней, разделенных воз-

душным промежутком менее или равного 1/3 длины нижнего заряда.

Хранение топлива и горюче-смазочных материалов на территории

производства буровых и горных работ должно осуществляться в соот-

ветствии с требованиями:

• площадки для хранения ГСМ должны располагаться на расстоянии

не менее 50 м от стоянок буровых установок;

• площадки для хранения ГСМ следует систематически очищать от

стерни, сухой травы, окапывать канавой;

• бочки с топливом необходимо наполнять не более чем на 96 % их

объема, укладывать пробками вверх и защищать от солнечных лучей;

• на видном месте устанавливать плакаты-предупреждения: «Опас-

но!», «Не курить!».

Стоянки для спецавтомобилей, гусеничных транспортных средств

должны устраиваться на площадках, очищенных от сухой травы, валеж-

ника и др., на расстоянии не ближе 15 м от стогов сена, торфяника.

Осветление воды осуществляется путем отстаивания и фильтрова-

ния. Мелкодисперсные и коллоидные частицы осаждаются

путем до-

бавки в воду коагулянтов или флокулянтов – железного купороса, хло-

рид железа и др. Для контроля качества воды в водных источниках про-

изводится отбор проб в стеклянные бутылки емкостью 3 л, прикрепляе-

мые к шесту, с различных глубин ствола и по профилю стока.

Количество взвешенных веществ устанавливается путем отделения

их

от жидкой фазы в фильтрах. Объем фильтруемой пробы не должен

быть менее 100 мл.

Разведочные канавы после завершения в них работ по геологической

документации и отбора проб подлежат ликвидации – полной засыпке.

Первоначально засыпают неплодородный слой. Верхняя часть канавы

заполняется плодородным слоем, складированным в период проходки

канав по одну ее сторону. С

другой стороны канавы складируется непло-

дородный слой. Засыпают механизированным способом или вручную в

зависимости от объема работ и рельефа.

Неглубокие шурфы при ликвидации полностью засыпают породой,

глубокие – частично. Стволы разведочных шахт и штольни с развитой

системой подземных выработок обычно не ликвидируют, а консерви-

руют или передают непосредственно горным предприятиям.

В зависимости от глубины разработки и образования мульдообраз-

ных, террасированных, каньонообразных или воронкообразных форм

карьера предусматриваются:

334

• мульдообразные впадины – восстановление кустарниково-древесной

растительности на контурах впадины и мелиоративные работы;

• мульдообразные террасированные впадины – частичная планировка

поверхности, мелиорация, восстановление растительного покрова

на границах террас и в контурах впадин;

• каньонообразные и воронкообразные провалы – засыпка провалов

промышленными и бытовыми отходами, сооружение плоских по-

родных отвалов с последующей рекультивацией

их поверхности,

водохозяйственные и гидротехнические работы.

Рекультивационные работы на нарушенных землях разделяют на

два этапа: горнотехнический и биологический.

Основными задачами горнотехнической рекультивации является

формирование структуры верхних слоев и рельефа поверхности, благо-

приятных для использования восстановленных земель в сельско-, лесо-

хозяйственном производстве и других целях.

Объектами горнотехнической рекультивации являются поверхность

промышленных площадок горно-разведочных работ и породные отвалы.

Рекультивация территории промышленных площадок сводится к

планировке, удалению бетонных, металлических и деревянных сооруже-

ний, в некоторых случаях рыхлению пород плантажными плугами и по-

крытию поверхности плодородными, сохраняемыми в буртах грунтами.

Работы по горнотехнической рекультивации выполняют геологоразве-

дочные организации, по биологической, заключающейся

в восстановлении

и повышении плодородия земель, – основные землепользователи.

Охрана животного мира заключается в следующем:

1. В период гона, гнездования птиц и отела взрывные работы запре-

щаются.

2. Вскрышные работы производят в осенний период.

3. Перед взрывом торфов первого уступа посты оцепления двигаются

от центра карьера к границам опасной зоны по

разлету отдельных

кусков взорванной породы, создавая при этом шумовой эффект с

помощью сирены, трещоток для отгона животных и птиц. Звуковой

сигнал подавать на частоте 450…500 Гц.

Контрольные вопросы

1. Источники отрицательного воздействия на окружающую среду при

горно-разведочных работах.

2. Охарактеризуйте технологические операции, осуществляемые при

горно-технологической рекультивации отвалов.

3. Как сохранить плодородный слой почвы при проведении разведоч-

ных выработок?

335

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аренс В.Ж. Грани горной науки. – М.: Издательство Московского

горного института, 1992.

Баронский И.В., Першин В.В., Баранов Л.В. Строительство и углуб-

ка вертикальных стволов. – М.: Недра, 1995.

Безопасность при взрывных работах: сборник документов / кол.

авт. Вып. 1. Серия 13. – 2-е изд. – М.: Федеральное унитарное пред-

приятие «Научно-технический центр по безопасности в промыш-

ленности Госгортехнадзора России», 2007.

Брылов С.А., Грабчак Л.Г., Комащенко В.И. и др. Охрана окру-

жающей среды: учебник. – М.: Высшая школа, 1985.

Брылов С.А., Грабчак Л.Г., Комащенко В.И. Горно-разведочные и

буровзрывные работы: учебник. – М.: Недра, 1989.

Брылов С.А., Грабчак Л.Г., Комащенко В.И. и др. Взрывные работы

при разведке полезных ископаемых. – М.: Недра, 1985.

Вайншток С.М., Гумеров А.Г., Калинин В.В. и др. Взрывные работы

на магистральных нефтепроводах и нефтепродуктопроводах. – М.:

Недра – Бизнес-центр, 2006.

Ганопольский М.И., Барон В.Л., Белин В.А. и др. Методы ведения

взрывных работ. Специальные взрывные работы: учебник. – М.:

Издательство Московского горного университета, 2007.

Глоба В.М. Буровзрывные работы при строительстве магистраль-

ных трубопроводов и подземных хранилищ: учебник. – М.: Недра,

1984.

10.

Голик В.И., Брюховецкий О.С, Габараев О.З. Технологии освоения

месторождений урановых руд. – М.: Издательство МГИУ, 2007.

11.

Грабчак Л.Г., Брылов С.А., Комащенко В.И. Проведение горно-

разведочных выработок и основы разработки месторождений по-

лезных ископаемых: учебник. – М.: Недра, 1988.

12.

Грабчак Л.Г., Малышев Ю.Н., Комащенко В.И., Федунец Б.И. Про-

ведение горно-разведочных выработок и основы разработки место-

рождений полезных ископаемых: учебник. – М.: Академия горных

наук, 1997.

13.

Грабчак Л.Г., Багдасаров Ш.Б., Иляхин СВ. и др. Горно-разведочные

работы: учебник. – М.: Высшая школа, 2003.

14.

Грабчак Л.Г., Несмотряев В.И., Шендеров В.И., Кузовлев Б.Н.

Горнопроходческие машины и комплексы. – М.: Недра, 1990.

15. Комащенко В.И., Носков В.Ф., Исмайлов Т.Т. Взрывные работы:

учебник. – М.: Высшая школа, 2007.

336

16. Комащенко В.П., Носков В.Ф., Лебедев А.И. Буровзрывные работы:

учебник. – М.: Недра, 1995.

17.

Крец В.Г., Семенова Т.А. Оценка надежности технологических схем

проведения горных выработок: Сборник докладов научно-

технической конференции «Проблемы научно-технического про-

гресса в бурении геологоразведочных скважин». – Томск: Изда-

тельство Томского политехнического института, 1991.

18.

Кутузов Б.Н. Взрывные работы: учебник. – М.: Недра, 1988.

19.

Кутузов Б.Н. Методы ведения взрывных работ. В 2-х ч. Ч. 1. Раз-

рушение горных пород взрывом. – М.: Издательство «Горная кни-

га», 2007.

20.

Лукьянов В.Г., Громов А.Д. Проведение горно-разведочных вырабо-

ток: учебное пособие. – М.: Недра, 1986.

21.

Лукьянов В.Г., Громов А.Д. Проведение горно-разведочных вырабо-

ток: учебник. – М.: Недра, 1999.

22.

Лукьянов В.Г., Грабчак Л.Г., Рогов В.Ф., Крец В.Г. и др. Проведение

горизонтальных горно-разведочных выработок скоростным мето-

дом: справочное пособие. – М.: Недра, 1989.

23.

Лукьянов В.Г., Громов А.Д., Пинчук Н.П. Технология проведения

горно-разведочных выработок: учебник. – Томск: Издательство

Томского государственного университета, 2004.

24.

Лукьянов В.Г. Альбом технологических карт скоростного проведе-

ния горизонтальных горно-разведочных выработок. – Томск: Изда-

тельство Томского государственного университета, 1982.

25.

Лукьянов В.Г., Шмурыгин В.А., Зленко B.C. Применение энергии

взрыва при строительстве и эксплуатации магистральных нефте-

проводов // ТЭК и ресурсы Кузбасса. – 2007. – № 3.

26.

Лукьянов В.Г., Комащенко В.И., Шмурыгин В.А. Взрывные работы:

учебник. – Томск: Издательство Томского политехнического уни-

верситета, 2008.

27.

Лукьянов В.Г., Алимов О.Д. О возможности решения проблемы уве-

личения средних скоростей проведения породных выработок в

Кузбассе // Известия Томского политехнического института. –

Томск, 1971.

28.

Лукьянов В.Г. Технология и организация проведения разведочных

выработок. – М.: Недра, 1977. – 199 с.

29.

Лукьянов В.Г., Крец В.Г., Солнцев А.Г. (МинГео СССР) Применение

вагоноперестановщиков при проведении подземных горизонтальных

горно-разведочных выработок. – М.: ВИЭМС, 1991. – 31 с.

337

30. Лукьянов В.Г., Крец В.Г. Проектирование и проведение горно-

разведочных выработок (схемы и средства обмена вагонеток):

учебное пособие. – Томск: Издательство Томского политехниче-

ского института, 1975.

31.

Насонов И.Д., Федюкин В.А., Щуплик М.Н., Рессин В.И. Технология

строительства подземных сооружений. Строительство горизон-

тальных и наклонных выработок. – М.: Недра, 1992.

32.

Нильва Э.Э., Цейтин И.Э. Горно-подготовительные работы на

угольных шахтах. – М.: Недра, 1981.

33.

Першин В.В. Организация строительства горных выработок: моно-

графия. – М.: Недра, 1992.

34.

Рудаков В.М., Шендеров В.И. Проходка горизонтальных горно-

разведочных выработок буровзрывным способом: учебное пособие. –

М.: Издательство МГГА, 2001.

35.

Справочник взрывника / под ред. Б.Н. Кутузова. – М.: Недра, 1988.

36.

Сулакшин С.С. Разрушение горных пород при бурении скважин. –

Томск: ТПИ, 1979.

37.

Технология проведения горно-разведочных выработок. Термины и

определения ОСТ 41-02-224-83. – М.: ЦНИГРИ, 1983.

38.

Щукин А.А., Шмурыгин В.А. Взрывные и другие работы в скважи-

нах: учебное пособие / под ред. В.Г. Лукьянова. – Томск: Издатель-

ство Томского политехнического университета, 2006.

39.

Шехурдин В.К., Несмотряев В.И., Федоренко П.И. Горное дело:

учебник. – М.: Недра, 1987

338

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение...................................................................................................................... 3

РАЗДЕЛ I. ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ, ГОРНО-РАЗВЕДОЧНЫЕ РАБОТЫ

И МЕХАНИКА ГОРНЫХ РАБОТ ................................................................ 5

ГЛАВА 1. Горные машины. Общие сведения ................................................................. 5

§ 1. Основы эксплуатации горнопроходческих машин .......................................... 5

§ 2. Сведения по охране труда при эксплуатации горных машин....................... 11

Контрольные вопросы.............................................................................................. 15

ГЛАВА 2. Горные выработки и горно-разведочные работы ....................................... 16

§ 1. Общие сведения................................................................................................. 16

§ 2. Элементы горно-разведочных выработок....................................................... 25

Контрольные вопросы.............................................................................................. 27

ГЛАВА 3. Основы механики горных пород .................................................................. 28

§ 1. Общие сведения................................................................................................. 28

§ 2. Физические свойства горных пород ................................................................ 29

§ 3. Механические свойства горных пород............................................................ 34

§ 4. Деформационные свойства горных пород ...................................................... 36

§ 5. Горно-технологические свойства пород ......................................................... 38

§ 6. Классификация горных пород.......................................................................... 39

Контрольные вопросы.............................................................................................. 46

РАЗДЕЛ II. БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ ...................................................................... 47

ГЛАВА 4. Современное представление о механизме разрушения

пород различными способами ..................................................................... 47

§ 1. Способы разрушения горных пород и их классификация............................ 47

§ 2. Основные сведения из теории ударно-поворотного бурения шпуров......... 51

§ 3. Основы теории вращательного бурения ......................................................... 53

Контрольные вопросы.............................................................................................. 55

ГЛАВА 5. Машины для бурения шпуров ...................................................................... 56

§ 1. Классификация машин для бурения шпуров.................................................. 56

§ 3. Бурильные машины ударно-поворотного действия (перфораторы) ............ 60

§ 4. Бурильные установки........................................................................................ 68

Контрольные вопросы.............................................................................................. 77

ГЛАВА 6. Буровой инструмент ...................................................................................... 78

§ 1. Инструмент для ударно-поворотного бурения............................................... 78

§ 2. Инструмент для вращательного бурения шпуров.......................................... 82

§ 3. Удаление продуктов разрушения из шпура и борьба с пылью.................... 84

Контрольные вопросы.............................................................................................. 86

ГЛАВА 7. Производство и транспортировка сжатого воздуха ................................... 87

§ 1. Общие сведения................................................................................................. 87

§ 2. Машины для производства сжатого воздуха.................................................. 87

§ 3. Воздухопроводные сети.................................................................................... 92

Контрольные вопросы.............................................................................................. 92

339

ГЛАВА 8. Взрывной способ разрушения пород ........................................................... 93

§ 1. Понятие о взрыве............................................................................................... 93

§ 2. Основы теории взрыва ...................................................................................... 93

§ 3. Теплота и температура взрыва ......................................................................... 94

§ 4. Объем газов при взрыве.................................................................................... 96

§ 5. Давление газа при взрыве ................................................................................. 96

Контрольные вопросы.............................................................................................. 97

ГЛАВА 9. Взрывчатые вещества .................................................................................... 98

§ 1. Классификация взрывчатых веществ .............................................................. 98

§ 2. Основные характеристики взрывчатых веществ............................................ 99

§ 3. Промышленные взрывчатые вещества.......................................................... 103

Контрольные вопросы............................................................................................ 112

ГЛАВА 10. Средства инициирования и взрывания зарядов ...................................... 113

§ 1. Общие сведения............................................................................................... 113

§ 2. Классификация способов инициирования и взрывания зарядов............... 114

§ 3. Огневой способ инициирования .................................................................... 115

§ 4. Электрический способ инициирования......................................................... 120

§ 5. Взрывание детонирующим шнуром .............................................................. 127

§ 6. Основные правила безопасности при взрывных работах........................... 129

Контрольные вопросы............................................................................................ 131

ГЛАВА 11. Методы ведения взрывных работ............................................................. 132

§ 1. Классификация методов ведения взрывных работ ...................................... 132

§ 2. Действие заряда в среде.................................................................................. 134

§ 3. Методика расчета величины заряда .............................................................. 136

§ 4. Изготовление боевиков, зажигательных

и контрольных трубок............... 137

§ 5. Выполнение взрывных работ и основные правила безопасности .............. 138

Контрольные вопросы............................................................................................ 140

РАЗДЕЛ III. ПРОВЕТРИВАНИЕ ГОРНО-РАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК ........... 141

ГЛАВА 12. Рудничная атмосфера ................................................................................ 141

§ 1. Общие сведения............................................................................................... 141

§ 2. Состав и физические свойства рудничного воздуха.................................... 141

Контрольные вопросы............................................................................................ 142

ГЛАВА 13. Способы и оборудование для проветривания забоя............................... 143

§ 1. Способы проветривания ................................................................................. 143

§ 2. Оборудование для проветривания забоя....................................................... 146

§ 3. Расчет параметров проветривания................................................................. 147

Контрольные

вопросы............................................................................................ 152

РАЗДЕЛ IV. ГОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ И КРЕПЬ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ................. 153

ГЛАВА 14. Горное давление......................................................................................... 153

§ 1. Общие сведения............................................................................................... 153

§ 2. Напряженное состояние в массиве горных пород ....................................... 153

§ 3. Напряженное состояние горных пород вокруг выработок ......................... 155

§ 4. Расчет горного давления в горизонтальных выработках ............................ 159

§ 5. Расчет горного давления в вертикальных и наклонных выработках ........ 165

Контрольные вопросы............................................................................................ 168

340

ГЛАВА XV. Устойчивость горных выработок ........................................................... 169

§ 1. Общие сведения............................................................................................... 169

§ 2. Методы обеспечения устойчивости выработок ........................................... 169

§ 3. Крепь горно-разведочных выработок............................................................ 170

§ 4. Материалы для горной крепи......................................................................... 171

§ 5. Крепь горизонтальных горно-разведочных выработок ............................... 176

Контрольные вопросы............................................................................................ 189

РАЗДЕЛ V. ПРОВЕДЕНИЕ ГОРНО-РАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК .................... 190

ГЛАВА XVI. Выбор формы и определение размеров поперечного сечения

выработок .................................................................................................... 190

§ 1. Общие сведения............................................................................................... 190

§ 2. Параметры выработок..................................................................................... 193

§ 3. Выбор формы и

определение размеров поперечного сечения выработок 194

§ 4. Способы проведения горно-разведочных выработок .................................. 201

Контрольные вопросы............................................................................................ 205

ГЛАВА XVII. Проведение открытых горно-разведочных выработок..................... 206

§ 1. Общие положения ........................................................................................... 206

§ 2. Форма выработок............................................................................................. 207

§ 3. Способы проведения выработок .................................................................... 211

§ 4. Техника безопасности при взрывах на открытых работах.......................... 235

Контрольные вопросы............................................................................................ 235

ГЛАВА XVIII. Проходка шурфов................................................................................. 236

§ 1. Общие положения ........................................................................................... 236

§ 2. Проходка шурфов в мягких породах............................................................. 237

§ 3. Проходка шурфов в

крепких породах ........................................................... 243

§ 4. Механизированная проходка шурфов........................................................... 246

Контрольные вопросы............................................................................................ 252

ГЛАВА XIX. Проведение шахтных стволов ............................................................... 253

§ 1. Общие положения ........................................................................................... 253

§ 2. Сооружение устья ствола ............................................................................... 253

§ 3. Проведение основной части ствола ............................................................... 255

§ 4. Процессы проходческого цикла..................................................................... 259

§ 5. Армирование ствола........................................................................................ 268

§ 6. Методика определения скорости проведения ствола .................................. 270

§ 7. Проведение стволов бурением ....................................................................... 271

Контрольные вопросы............................................................................................ 273

ГЛАВА XX. Проведение восстающих выработок ...................................................... 274

§ 1. Общие положения ........................................................................................... 274

§ 2. Проходка восстающих обычным способом .................................................. 275

§ 3. Механизированная проходка восстающих ................................................... 278

Контрольные вопросы............................................................................................ 286

ГЛАВА XXI. Проведение горизонтальных выработок .............................................. 287

§ 1. Общие положения ........................................................................................... 287

§ 2. Организация труда при проведении выработок ........................................... 289

§ 3. Буровзрывные работы ..................................................................................... 296