20.4. Проведение выработок в крепких однородных
и неоднородных породах сплошным забоем
Основными горизонтальными горноразведочными выработками являются
штольни, квершлаги, штреки и рассечки. Удельный вес горизонтальных
выработок в общем объеме подземных выработок составляет около 95%,
причем на штольни, штреки и квершлаги приходится 80%, а на рассечки —
20%.
Свыше 85% горизонтальных разведочных выработок проводится в крепких
породах с коэффициентом крепости по М. М. Протодьяконову более 7.
Проведение выработок по крепким однородным или неоднородным породам
осуществляется буровзрывным способом сплошным забоем. В цикл
проходческих работ при этом входят следующие операции: бурение и
заряжание шпуров и взрывание шпуровых зарядов, проветривание забоя,
приведение забоя в безопасное состояние, погрузка и транспортирование
породы, возведение крепи, настилка рельсовых путей и устройство
водоотливной канавки.
Выбор проходческого оборудования и той или иной технологической схемы
обусловливается не только крепостью породы, но также параметрами
поперечного сечения и длиной выработки и наличием необходимого фронта
работ. Современному уровню развития технологии горнопроходческих работ
отвечает бурение шпуров с использованием бурильных установок, погрузка
породы погрузочными машинами и скреперными установками,
транспортирование грузов высокопроизводительными
электровозами, применение при креплении выработок
анкерной крепи.
В качестве бурильных машин применяют в основном машины
ударно-поворотного действия, называемые перфораторами. Это переносные
(ручные) (ПП36В, ПП50В, ПП54В, ПП63В и др.), телескопные (ПТ29М и ПТ36М)
и колонковые (ПК60 и ПК75) перфораторы. Переносные перфораторы при
бурении горизонтальных или наклонных шпуров устанавливают на
пневмоподдержке. Использование перфораторов без пневмоподдержек или без
виброгасящих устройств Правилами безопасности запрещено. Телескопными и
колонковыми перфораторами оснащаются самоходные бурильные установки. В
ряде геологоразведочных организаций хорошо зарекомендовала себя
бурильная установка СБКНС-2 с перфоратором ПТ36М. Но эта бурильная
установка имеет глубину бурения только 2 м. В настоящее время на
горноразведочных работах осваивается бурильная установка СБКН-2М с
мощной бурильной машиной ПК-60, имеющей независимое от работы ударного
механизма вращение бура. Установка СБКН-2М позволяет бурить шпуры
глубиной до 2,5 м. В целом применение самоходных бурильных установок
позволяет увеличить производительность труда бурильщика и в значительной
степени снизить вредное воздействие вибрации.
Успешно применяются для бурения шпуров, особенно в забоях небольшой
ширины, переносные бурильные установки типа УПБ-1, имеющие глубину
бурения (без замены бура) 2,25 м. Установка УПБ-1 после забуривания
шпура работает в автоматическом режиме, и бурильщик избавляется, таким
образом, от необходимости постоянно в процессе бурения контактировать с
вибрирующей машиной. Бурение шпуров переносными перфораторами,
установленными на пневмоподдержки, при использовании комплекта буров
возможно до глубины 4—5 м.
Шпуры бурятся составными бурами со съемными коронками, армированными
твердым сплавом ВК8В, ВК11В, ВК15 в виде пластинок или цилиндрических
штырей. Наиболее широко распространены коронки долотчатые с
пластинчатыми или штыревыми твердосплавными вставками (коронки КДП и КДШ),
а также трехперые (КТП и КТШ) и крестовые (ККП и ККШ). В монолитных
породах применяют долотчатые коронки, а в трещиноватых — трехперые и
крестовые.
В крепких породах шпуры бурят коронками, армированными твердым сплавом
ВК15, в породах средней крепости применяется сплав ВКНВ, в породах ниже
средней крепости — ВК8В.
Диаметр коронок устанавливается в зависимости от диаметра патронов
применяемого ВВ. При бурении шпуров бурильными установками применяют
коронки одного диаметра, который должен быть на 4—6 мм больше диаметра
патронов ВВ. Например, при использовании патронов диаметром 32 мм
можно применять коронки диаметром 36 или 40 мм.
Указанный зазор между патроном и стенкой шпура необходим для облегчения
доставки ВВ в шпур. При бурении шпуров переносными (ручными)
перфораторами с использованием комплекта буров (забурник, первый бур,
второй бур и т. д.) наименьший диаметр коронки (например, 36 мм) имеет
последний бур, а наибольший— забурник. Уменьшение диаметра коронки при
переходе с одного бура на другой необходимо для исключения заклинивания
бура в шпуре.
Число шпуров в забое выработки зависит от свойств горной породы и
применяемого ВВ, а также от размеров площади поперечного сечения
выработки.
Глубина шпуров является важнейшим параметром буровзрывных работ,
поскольку ей предопределяются объемы работ в проходческом цикле и его
продолжительность. Глубина шпуров устанавливается в зависимости от
величины требуемого подвигания забоя за сутки, числа смен и циклов в
смену. Обычно глубина шпуров лежит в пределах 1,5—2,5 м.
Увеличение глубины шпуров при сохранении высоких значений коэффициента
их использования позволяет сократить непроизводительные затраты времени,
улучшить использование проходческого оборудования, способствует
увеличению производительности труда и скорости проведения выработок.
Расчет числа шпуров и их глубины производят по различным методикам с
использованием формул, приведенных, в частности, в разд. 3.