Горнопроходческие работы при строительстве вертикальных выработок. 
Буровзрывная технология строительства стволов. 
Организация и производство работ

Количество одновременно взрываемого взрывчатого вещества в забое ствола (общий расход взрывчатого вещества) оказывает существенное влияние на качество и стоимость взрывных работ.

Общий расход взрывчатого вещества определяется по формуле.

(9.1).

где Vобъем обуренной породы, м³ ;

S_вч — площадь поперечного сечения ствола вчерне, м²;

l_ш — глубина шпура, м;

q — расход взрывчатого вещества, кг/ м³.

Из эмпирических формул определения расхода взрывчатого вещества (кг/м³) наибольшее распространение получила формула проф. Н. М. Покровского.

(9.2).

где q₀ — удельный расход взрывчатого вещества (принимается по нормативам в зависимости от крепости горных пород);

f₀ — коэффициент структуры породы, равный 1,3 для пород со сланцевыми залеганиями, с напластованием, перпендикулярным к направлению шпура, и равный 2 для пород вязких, упругих и пористых;

e — коэффициент, учитывающий работоспособность взрывчатого вещества;

d_п — диаметр патрона взрывчатого вещества, мм.

Число шпуров определяют по формуле.

(9.3).

где qрасход взрывчатого вещества, кг/м³;

S_вч — площадь поперечного сечения ствола вчерне, м²;

d_п -диаметр патрона взрывчатого вещества, см;

— плотность взрывчатого вещества, кг/м³.

Глубина шпуров является важным фактором, предопределяющим трудоемкость и продолжительность работ проходческого цикла и качество взрыва.

При определении глубины шпуров необходимо учитывать геологические (крепость, трещиноватость, приток воды и др.), технические (технологическую схему проходки, поперечное сечение ствола, тип бурильных и погрузочных машин и др.) и организационные факторы (продолжительность цикла, скорость проходки ствола и др.).

При строительстве стволов с заданной скоростью глубина шпуров определяется по формуле.

(9.4).

где V_м — заданная скорость проходки, м/мес;

T_ц — продолжительность цикла, ч;

— коэффициент использования шпура, равный 0,8−0,95;

m — число рабочих дней в месяц;

n — число рабочих смен в сутки;

t_см — продолжительность смены, ч;

k_г -коэффициент готовности технологической схемы, равный 0,7−0,8.

В стволах круглой формы шпуры располагают по концентрическим окружностям. Шпуры в зависимости от назначения, очередности взрывания и местоположения в забое делят на врубовые — в стволах располагают в средней части и взрывают первыми, служат для образования второй плоскости обнажения; отбойные — располагают между врубовыми и оконтуривающими и взрывают после врубовых, оконтуривающие — располагают по контуру поперечного сечения и взрывают последними.

Диаметр окружности и число врубовых шпуров приведены в табл.7.1.

Таблица 9.1 — Количество шпуров и диаметр окружности.

Отбойные шпуры служат для разрушения до определенной фракции основной массы породы. Их располагают одной-четырем концентрическим окружностям вертикально или наклонно.

Расстояние между окружностями W и между шпурами в окружности, а принимают.

(9.5).

Число окружностей отбойных шпуров.

(9.6).

где D_вр -диаметр окружности врубовых шпуров, С — расстояние оконтуривающих шпуров от породной стенки ствола, равное 15−20 см.

Диаметры окружностей отбойных шпуров будут равны:

при размещении полного комплекта шпуров по трем окружностям, когда отбойные шпуры располагают по одной окружности.

при размещении отбойных шпуров по двум окружностям.

при размещении отбойных шпуров по трем окружностям.

(9.9).

где — соответственно диаметры первой, второй и третьей окружностей расположения отбойных шпуров.

Оконтуривающие шпуры служат для придания стволу проектной формы и размеров поперечного сечения. Расстояние с и угол наклона оконтуривающих шпуров устанавливают в зависимости от типа бурового оборудования, расстояния от забоя до постоянной крепи (опалубки), крепости пород.

Глубину отбойных и оконтуривающих шпуров принимают равной средней расчетной глубине, врубовые шпуры бурят на 15−20% длиннее средней глубины.

Бурение шпуров может производиться вручную или с помощью бурильных установок.

Бурение шпуров ручными перфораторами.

Для бурения шпуров в стволах сверху вниз используют тяжелые перфораторы ПП50В1, ПП63С и др.

Число перфораторов одновременно работающих в забое.

(9.10).

где S_уд — площадь забоя на один перфоратор, равная 4−5 м².

Шпуры бурят комплектом штанг последовательно длиной 0,7; 1,3; 1,8−2,5; 3,0−3,7; 4,3 м.

Бурение шпуров бурильными установками.

Для сокращения продолжительности бурения шпуров, а также для облегчения тяжелого труда и уменьшения числа проходчиков применяют бурильные установки, которые делят на две группы: подвешиваемые к тельферу стволовой погрузочной машины (БУКС) и перемещаемые независимо от погрузочной машины (СМБУ).

После того как все шпуры пробурены и очищены от буровой мелочи, приступают к их заряжанию.

Заряжание шпуров проводит взрывник и проходчики, которые имеют «Единую книжку взрывника». Число проходчиков, участвующих в заряжании шпуров, определяется из расчета 7−10 м² площади забоя на одного проходчика.

При заряжании шпуров патроны ВВ по одному вставляют в шпур и досылаются деревянным забойником диаметром 25−30 мм, длиной, равной длине шпура. Последним в шпур вставляется патрон-боевик.

Забойка шпуров производится чистым гранулированным шлаком или крупнозернистым песком, которые спускаются в ствол в прорезиненных или брезентовых мешках. Применяют также пыжи, изготовленные из глины и песка в соотношении 1:3. Коэффициент заполнения шпура должен соответствовать нормативам.

После заряжания шпуров монтируется антенна, к которой присоединяются концы проводов электродетонаторов. Антенна монтируется на колышках высотой 0,6−0,8 м, которые вставляются в шпур.

После монтажа электросети проверяется общее сопротивление цепи. Шпуры взрывают от сети переменного тока напряжением 127−220 В. Взрывной рубильник помещается на поверхности земли в металлическом футляре с замком.

Для обеспечения интенсивного проветривания забоя ствола конец вентиляционных труб должен отставать от забоя на 15−20 м. Продолжительность проветривания забоя ствола после взрывания составляет 25−30 мин. После проветривания забоя в ствол спускается горный мастер (бригадир) и взрывник и проводят осмотр забойной части ствола. Они проверяют качество взрыва, наличие повреждения в крепи ствола и механизмов. Затем в ствол спускаются проходчики, устраняют повреждения от взрыва, наращивают ставы труб вентиляции, сжатого воздуха, бетоновода, опускают подвесной полок и подготавливают механизмы к погрузке породы.

Продолжительность работ по обуриванию забоя, мин.

(9.11).

где — средняя продолжительность вспомогательных операций при бурении одного шпура, мин;

М_бм — число работающих машин;

_бм — коэффициент одновременности работы бурильных машин, для перфораторов равен 0,85, для бурильных установок — 0,75.

Средняя техническая скорость бурения, м/мин.

(9.12).

где — начальная техническая скорость бурения, м/мин;

— коэффициент средней скорости бурения.

Продолжительность заряжания и взрывания шпуров, мин.

(9.13).

где _зар — время заряжания одного шпура, включая монтаж электросети, мин (_зар=4+1,1l_ш).

_зар — коэффициент средней численности заряжающих, равный 0,8.

М_зар — число проходчиков, занятых на заряжании (М_зар=S_пр/S_зар8).

Общая длительность БВР, ч Т_бвр=Т_бур+Т_зар+Т_пз, (9.14).

где Т_пз — суммарные затраты времени на все подготовительно-заключительные операции при БВР, мин.