Реферат ГЕОЛОГИЯ. Проходка горизонтальных горных выработок
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
2.3.4. Типы шпуров, расчет количества шпуров, размещение шпуров на забое При проведении горных выработок шпуровым методом выделяют следующие основные параметры взрывной отбойки: число шпуров, их глубину и диаметр, коэффициент использования шпура и удельные расходы ВВ. Типы шпуров по назначению при проходке горных выработок в твердых породах важно правильно определить количество шпуров, расположить их на забое и соблюдать определенную последовательность при их взрывании. Действие ВВ на горную породу в значительной степени отличается при условии одной или нескольких обнаженных поверхностей на забое (рис. 11).    Рис. 11. Действие шпурового заряда ВВ при одной (А) и двух (Б) обнаженных поверхностях. Наличие дополнительной обнаженной поверхности способствует большему эффекту взрыва по сравнению с первым случаем. Поэтому при проходке многих горных выработок на забое создается вруб – первичное углубление, которое дает дополнительное обнажение поверхности и ослабляет породу. Различают врубовые, отбойные и оконтуривающие шпуры. Врубовые шпуры предназначены для создания дополнительной обнаженной поверхности, облегчающей полезную работу другим – отбойным шпурам. Они всегда взрываются первыми. Количество врубовых шпуров обычно 3-6 штук в зависимости от крепости пород. В некоторых случаях в очень крепких породах в центре забоя бурятся 1-2 холостых шпура, которые не имеют заряда и играют роль дополнительной обнаженной поверхности. Схема размещения и ориентировка врубовых шпуров на забое называется типом вруба. По принципу действия врубы разделяются на отрывающие (клиновые, пирамидальные), в которых шпуры наклонены к оси выработки и разрушающие (прямые, призматические, щелевые) с ориентировкой шпуров параллельно оси выработки (рис. 12). Врубы первой группы боле распространенные, но их глубина лимитируется шириной выработки (В). l шп = (0,7-0,9)В Углы наклона зависят от крепости пород. Породы с коэффициентом крепости по Протодьяконову 15-20 бурятся с максимальным наклоном – 600, менее крепкие (15-5) – 650 град и от 1до 5 с углом не более 700. Шпуры второй группы позволяют осуществлять заходки большей величины. l шп = (1,1-1,3)В Расстояние между отбойными несколько больше, чем между врубовыми, так как последние работают в более трудных условиях (монолитный массив пород). Отбойные шпуры в свою очередь, хотя и могут взрываться одновременно, по своему расположению делятся на вспомогательные и оконтуривающие. Первые расположены ближе к врубовым и расширяют вруб, а задача оконтуривающих шпуров - обеспечить сохранение заданных параметров сечения горной выработки. Для этого в крепких породах они бурятся с наклоном с выходом нижней части за пределы контура выработки, в средних же по крепости породах они могут буриться вертикальными или наклонными, но при этом остаются в контуре выработки.                 Рис. 12. Примеры типов врубов:А – пирамидальный; Б – Пирамидальный с цен- тральным холостым; В – клиновый вертикальный; Г – клиновый горизонтальный; Д - ще- левой; Е – призматический. 1 – заряженный шпур; 2 – холостой шпур На основе практических данных установлена область применения различных врубов. В массивных породах наиболее эффективным является пирамидальный вруб в центральной части забоя. Клиновый вруб применяют в слоистых породах. Прямые врубы (щелевой и призматический) могут применяться в выработках малых сечений. Вспомогательные шпуры производят отбойку породы в сторону боковой обнаженной поверхности (вруба). Они взрываются вслед за взрывом врубовых шпуров и способствуют расширению врубовой полости. Оконтуривающие шпуры, взрываемые последними, предназначены для придания выработке запроектированной формы и размеров поперечного сечения. В забоях выработок небольшого сечения вспомогательные шпуры иногда не бурят, а их функции выполняют оконтуривающие шпуры. 2.3.5. Расчет количества шпуров Существуют несколько способов расчета, все эмпирические. Наиболее часто расчет ведется на основе формулы проф. М.М. Протодьяконова, связывающей коэффициент крепости пород и площадь забоя:  где f – коэффициент крепости S –площадь забоя Данная формула хороша для расчета количества шпуров в средних по крепости породах, при расчете количества шпуров в мягких и очень крепких породах результат расчета необходимо проверить на выполнение неравенства:  Указанное неравенство может служить для проверки результата расчета по вышеприведенной формуле М.М.Протодьяконова. Если неравенство не выполняется, то количество шпуров изменяется таким образом, чтобы площадь забоя, приходящаяся на один шпур соответствовала указанным значениям. Размещение шпуров на забое горной выработки После определения количества шпуров на забое выработки необходимо составить схему размещения шпуров на забое горной выработки. При размещении шпуров следует учитывать следующие правила: 1 - шпуры размещаются по площади забоя относительно равномерно, чтобы была обеспечена равномерная работа каждого шпура; 2 – минимальное расстояние между зарядами должны быть таким, чтобы исключалась возможность детонации; 3 – размещение шпуров должно обеспечивать отбойку породы в контурах выработки согласно проекта с наибольшим КИШ; 4 – необходимо обеспечить равномерное дробление породы до необходимой крупности кусков. Схема расположения шпуров представляет изображение их пространственного положения на трех взаимно перпендикулярных плоскостях, одна из которых совпадает с плоскостью забоя. Порядок составления схемы следующий. Вначале, исходя из особенностей горных пород, определяется тип вруба, количество врубовых шпуров и углы их наклона к плоскости забоя. Затем определяется количество отбойных шпуров, необходимых для поддержания при проходке проектного сечения горной выработки и углы их наклона к плоскости забоя. Оставшееся количество шпуров считается вспомогательными. Пример схемы приведен на рисунке 13.  Рис. 13. Схема расположения шпуров на забое штольни. Размещение шпуров при проходке канав Количество шпуров определяется по формуле Протодьяконова. Шпуры располагаются в один или два ряда параллельно оси канавы под углом 900. В некоторых случаях шпуры бурятся с наклоном к поверхности забоя в зависимости от условий залегания пластов горных пород. При двухрядовом размещении шпуры располагаются относительно друг друга в шахматном порядке (рис. 14).   Рис. 14. Схема размещения шпуров на забое канавы. Расчет длины шпуров в подземных выработках От длины шпуров будет зависеть скорость проходческих работ. Короткие шпуры снижают производительность работ, но их длина ограничена шириной выработки. Кроме того, она ограничена и длительностью рабочей смены. Чтобы обеспечить эффективность работ, необходимо учесть все выше обозначенные ограничения и условия. Существует много эмпирических способов расчета глубины шпуров. Нами будет рассмотрены только некоторые из них. В общем случае глубина шпура, ориентированного перпендикулярно поверхности забоя, связана с длиной заходки следующей зависимостью (рис. 15): l зах / l шп = К.И.Ш. Где l зах - длина заходки, l шп - глубина шпура, К.И.Ш. – коэффициент использования шпура, равный 0,7-0,95, равен отношению глубины получаемой при взрыве воронки к глубине шпура.    Рис. 15. Соотношение длины заходки и глубины шпуров: а – общий вид заряженного шпура; б – вид воронки взрыва. Глубину шпуров определяют также по упрощенной формуле: l шп= (0,7-0,9)В где В — ширина выработки, м. Формулу используют для проверки максимальных глубин шпуров полученных другими способами. Минимально допустимая глубина шпура принимается равной 0,5 м. В шпурах меньшей глубины резко снижается эффективность использования взрывчатых веществ.  Для наклонных шпуров дополнительно рассчитывается длина, которая необходима для определения общей длины буров для перфоратора (рис. 16).  Рис. 16. Соотношение длины и глубины шпура. Длину шпура можно рассчитать по формулеLшп = lшп : sin СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Брылов С.А. Горно-разведочные и буровзрывные работы / С.А.Брылов, Л.Г.Грабчак, В.И.Комащенко. Учебник для вузов. – М., Недра, 1989. – 287с. Единые нормы выработки на горнопроходческие работы. М.: Недра, 1969. – 440 с. Оксененко В.П. Проходка горноразведочных выработок / В.П.Оксененко. часть I. – Воронеж: изд-во ВГУ. - 1974. -200с. Оксененко В.П. Проходка горноразведочных выработок / В.П.Оксененко. часть II. - Воронеж, 1974. -146с. Прокофьев А.П. Технические средства разведки месторождений твердых полезных ископаемых / А.П. Прокофьев. – М.: Изд-во Московского ун-та, 1975. – 232 с. Советов Г.А. Основы бурения и горного дела / Г.А.Советов, Н.И.Жабин. – М.: Недра, 1991. – 368 с. Шехурдин В.К. Горное дело / В.К. Шехурдин, В.И. Несмотряев, П.И. Федоренко. Учебник для техникумов. – М.: Недра, 1987. – 440 с.  |