Буропідривні роботи

Основним документом для виробництва підривних робіт у шахтах є паспорт БПР. Особливе місце при упорядкуванні паспорту повинне приділятися схемі розташування шпурів, розподілу ступіней уповільнення, типу і величині заряду ВР.

У вугільних шахтах застосовують переважно запобіжні ВР (вибухові речовини): амоніт Т-19, АП-5ЖВ, угленіт П-12ЦБ, Е6, іоніт. У СНД ВР виготовляють у патронах діаметром 28, 32, 36 і 45 мм. При звичайному підриванні застосовують частіше патрони діаметром 36 мм, при контурному підриванні – 32 мм. За кордоном – відповідно 28—32 мм та 18,5—25 мм.

Підривання у шахтах, небезпечних по газу та пилу, дозволяється тільки електричне – електродетонаторами миттєвої дії (ЕД-8П, ЕД-8ПМ) та короткоуповільненої (ЕДКЗ-ПМ-15, ЕДКЗ-ПМ-25) дії.

Обсяг та величина заряду. Питому витрату ВР (кг/м³, кг/м) приймають заданими практики або визначають по емпіричним формулам. Витрата ВР на розрахункову величину посування вибою (кг) визначається як помноження питомої витрати на обсяг підривання (м, м³).

Кількість та глибина шпурів. Кількість шпурів у вибої визначається або по емпіричним формулам або на підставі досвіду з урахуванням ряду факторів: витрати ВР і діаметра їх патронів, площі перетину виробки.

В шахтах та рудниках, безпечних по газу та пилу, коефіцієнт заповнення шпуру при колонковому (суцільному) заряді приймають рівним 0,7—0,85. В шахтах, небезпечних по газу та пилу, довжина забивки по ПБ повинна дорівнювати: при глибині шпурів від 0,6 до 1 м – половині довжини шпуру; у шпурах глибиною більш 1 м – не менше 0,5 м. Остаточно кількість шпурів визначається шляхом опитних підривів.

Глибина шпурів залежить від фізико-хімічних властивостей порід, площі вибою, типу бурового обладнання та загальної організації робіт. Частіше глибина шпурів 1,6—2,6 м. Коефіцієнт використання шпуру КВШ складає 0,83—0,87. Для його підвищення глибину врубових шпурів приймають на 100—200 мм більше глибини відбійних шпурів.

Розташування шпурів. Схему розташування шпурів обирають в залежності від міцності та структури порід, розмірів площі перетину виробки, кількості відкритих поверхонь.

З точки зору призначення шпурів їх поділяють на врубові, відбійні та ті, що оконтурюють (рис. 2-10).

Рис. 2‑10 – Розташування шпурів у вибої:

1-6 – врубові шпури; 7-11 – відбійні шпури; 12-24 – оконтурювальні шпури (22 – шпур для канавки)

Врубові шпури призначені для утворення додаткової відкритої поверхні і, як наслідок поліпшити умови підривання відбійних шпурів, які руйнують основний обсяг породи. Остання група шпурів надає виробці проектні розміри і контури. Оконтурюючі шпури буравлять під нахилом вбік контуру виробки.

Відстань між сусідніми шпурами не менше 0,3 м по породі з міцністю менше 7 та 0,43 м по породі з міцністю понад 7 і не менше 0,6 м по вугіллю; відстань між оконтурюючими шпурами 0,6—0,8 м. Їх забурюють на відстані 10—30 см від контуру виробки.

Щоб уникнути перебору порід при підриванні, застосовують контурне підривання переважно методом зближених зарядів. У цьому випадку збільшують кількість оконтурюючих шпурів, буравлять їх перпендикулярно до вибою та заряджають меншою кількістю ВР. Контурні шпури розташовують на відстані 10—12 мм від контуру виробки.

Типи врубів (рис. 2-11) характеризуються схемою розташування врубових шпурів. У міцних породах (f > 12) і в'язких широке розповсюдження отримали прямі вруби (здебільшого на рудниках), що утворюються шпурами, які пробуравлені під прямим кутом до площі вибою (призматичні вруби, а, б). Всі шпури мають однакову довжину, Іноді у центрі пробурюють додатково незаряджений шпур (свердловину).

Рис. 2‑11 – Типи врубів і схеми розташування шпурів при проведенні виробок в однорідній міцній породі

На вугільних шахтах отримав розповсюдження також спірально-шагаючий вруб, у якому шість шпурів з глибиною від 0,9 до 2,8 м розташовуються по спіралі. Відстань від центрального шпуру до шпурів по спіралі збільшується від 15 до 40 см. Заряди ВР підривають послідовно, починаючи від центра.

З врубів, що утворюються нахиленими шпурами, частіше застосовують клинові вруби, які можуть бути вертикальними (в, д) та горизонтальними (г), а також верхніми, центральними та боковими. У виробках з площею перетину більше 7 м² частіше застосовують вертикальні клинові вруби. У породах з f = 5—7 застосовують подвійний (д), а у породах з f = 8—12 – трійний клиновий вруб.

Призматичний вруб із свердловиною у центрі, яка не заряджується, наведено на рис (є).

Буріння шпурів.

Буріння шпурів при проведенні виробок є одним з найбільш трудомістких процесів прохідницького циклу, що займає 30-60 % загальної тривалості циклу і здійснюється бурильними машинами обертальної (f ≤ 8), обертально-ударної (f = 8—16) і ударно-обертальної (f = 14—20) дії. У породах середньої міцності (f = 3—8) обертальне буріння виконують колонковими електросвердлами СЕК-1, ЕБГП-1 та ін.

У останні роки отримали розповсюдження бурильні установки з бурильними машинами обертальної (КБМ, БУЕ, БКГ-2), обертально-ударної (СБУ-2М, БУ-1, БУР-2) і ударно-обертальної (СБКНС-2, СБКН-3 та ін) і універсальної (УБШ-252, 253А, 313А та ін.) дії і буронавантажувальні машини.

Бурильні установки складаються з бурильних машин, маніпуляторів з механізмом подавання і бурової теліжки. Установки з електроприводом БУЕ-3 і БКГ-2 можуть працювати у режимах обертальної і обертально-ударної дії у виробках з площею перетину від 9 до 25 м²

Самохідну установку СБУ-2М застосовують для обурювання вибоїв горизонтальних виробок висотою від 2 до 5,5 м, несамохідну установку БУ-1 – у виробках з площею перетину від 6 до 20 м². Самохідну установку БУР-2 з комплектом навісного обладнання застосовують для буріння шпурів у виробках з площею перетину до 25 м².

Для буріння шпурів у вугільних шахтах також застосовуються буронавантажувальні машини МПБ-2, 1ПНБ-2Б, 2ПНБ-2Б, МПНБ.

Самохідні бурові каретки СБКН-2П, СБКНС-2, обладнані двома потужними машинами ударно-обертальної дії застосовують на рудниках для буріння шпурів у міцних породах.

Установки бурильні шахтні УБШ можуть виконувати обертальне буріння і універсальне (ударно-обертальне і обертально-ударне). Установка УБШ-252 має один маніпулятор, рейковий ход. Застосовується при площі перетину 6—12 м² і міцності порід до 14. Установка УБШ-253А має гусеничний ход. Установка УБШ-313А має 2 маніпулятори, гусеничний ход і може обурювати вибій з площею від 12,8 до 20 м².

У породах з f ≤ 8 обертальні бурильні установки у порівнянні з обертально-ударними мають ряд переваг: вартість буріння нижче, швидкість буріння нижче, спрощується обслуговування, забезпечується безшумна робота і більш сприятливі умови боротьби з пилоутворенням.

Для боротьби з пилом буріння виконують з промиванням, застосовують інтенсивне провітрювання, завдяки чому знижують кількість пилу у вибоях до встановлених санітарних норм (2 мг/м³ повітря). Витрата води на одну бурильну машину коливається від 3 до 5 л/хв. Вода у вибій для промивки шпурів і зрошення при навантаженні породи подається по трубопроводам. Для поліпшення змочування пилу до води додають змочувальник ДБ у кількості 0,5 г/л. Застосовується також сухе пиловловлювання.