258 Взрывные работы
Вертикальный клиновой вруб (рис. 94, б) состоит из двух
вертикальных рядов, наклоненных навстречу друг к другу. При
меняют такие врубы обычно при наличии |
вертикальных напла |
|
стований, преимущественно при проходке |
широких |
(двухпуте |
вых) горизонтальных выработок. |
|
|
|
Г*25” |
По В-В |
д б
Рис. 94. Клиновые врубы:
а — центральный; б — вертикальный; в — горизонтальный
Горизонтальный клиновой вруб (рис. 94, в) отличается от
вертикального тем, что ряды врубовых шпуров расположены горизонтально. Применяют горизонтальный вариант значитель но реже вертикального — почти исключительно при проведении горизонтальных выработок по породам, имеющим горизонталь ные напластования.
Применяемые способы механизации бурения шпуров и уборки породы, а также организации работ в забое оказывают влияние на выбор типа вруба. Так, шпуры вертикального вруба удобно бурить тяжелыми перфораторами, устанавливаемыми на верти кальных распорных колонках. Когда применяется совмещение основных операций — бурения шпуров и уборки породы — удоб нее бурить врубовые шпуры с горизонтальной распорной ко лонки, и горизонтальный клиновой вруб будет более удобен.
Вруб типа «ножницы» (рис. 95) состоит из двух встречных шпуров, 1 и 2, располагаемых в разных плоскостях так, чтобы проекции этих шпуров на одну параллельную плоскость Пересе
Метод шпуровых зарядов |
259 |
кали одна другую примерно на половине их длины. Такие врубы довольно широко применяют при проведении горизонтальных и наклонных выработок в породах ниже средней крепости, в ос
новном по углю.
Верхний, нижний, боковой и |
диагональный врубы являются |
||
односторонними врубами (рис. |
96). Применяют их при наличии |
||
в породах ярко выраженных границ напластований. |
|||
Верхний вруб (рис. 96, а) обычно применяют при прове |
|||
дении |
горизонтальных выработок по слоистым |
породам, когда |
|
слои |
имеют падение от забоя, т. е. в случаях |
|
|
проведения квершлагов в лежачем боку или |
|
||
ортов на висячий бок. |
|
/о |
|
Нижний вруб (рис. 96, б), в отличие |
|||
от верхнего, применяют при падении слоев к |
■о2 |
||
забою, т. е. в случаях проведения горных вы |
|||
работок на лежачий бок. |
|
|
|
Боковой вруб (рис. 96, в) целесообра |
|
||
зен в тех случаях, когда выработку проводят |
|
||
у ясно выраженного контакта залежи или |
|
||
вдоль |
мягкого прослойка, облегчающего от |
|
|
рыв породы врубовыми шпурами. |
|
||
Диагональный вруб (рис. 96, г) при |
|
||
меняют в тех случаях, когда ясно выраженный |
|
||
контакт залежи или мягкий прослоек пересе |
Рис. 95. Вруб типа |
||
кает горную выработку по диагонали. |
«ножницы» |
||
Все врубы первой группы (образуемые на клонными шпурами) обладают некоторыми общими недостатка
ми. Одним из них является то, что глубина врубовых шпуров ограничена углом наклона и шириной выработки.
Угол наклона врубовых шпуров к поверхности забоя зависит от крепости пород и обычно составляет 55— 75°. Глубина врубо вых шпуров в таких условиях не может превышать примерно 2/3
ширины забоя. Например, в забое шириной 1,5 м глубина врубо
вых шпуров будет равна 1 м\ при среднем угле наклона шпуров вруба 65° глубина отбойных шпуров составит всего лишь
1 X sin 65°=0,90 м.
Этот недостаток исключает возможность применения глубо ких шпуров. Другой существенный недостаток заключается в не равномерности л. н. с. по длине отбойных шпуров, что благопри
ятствует образованию стаканов. Обычно наклонные врубовые шпуры в связи с этим бурят на 10—20 см глубже всех остальных
шпуров. Неравномерность длины л. н. с. иллюстрирует схема,
приведенная на рис. 97, а; вследствие значительного сужения во ронки вруба к ее дну длина л. н. с. в донной части отбойного шпура (I^J значительно превышает длину л. н. с. той части за
ряда, которая расположена ближе к его устью (№а)-
260 Взрывные работы
Отмеченных недостатков лишены прямые врубы, широко при меняемые сейчас в практике проходчиков-скоростников в креп ких породах. Отличительной особенностью прямых врубов яв ляется строго параллельное расположение врубовых шпуров,
Рис. 96. Односторонние врубы:
а — верхний; б —нижний; в — боковой; г — диагональный
пробуриваемых на небольшом расстоянии один от другого. Об
разующаяся врубовая воронка имеет примерно равные размеры по всей ее глубине, и длина л. н. с. отбойных шпуров при мерно постоянна (рис. 97, б).
|
|
|
Это |
способствует достиже |
|||
|
|
|
нию высокого к. и. ш. |
||||
|
|
|
|
Призматический |
|||
|
|
|
вруб |
(рис. |
98) |
состоит из |
|
|
|
|
нескольких |
прямых шпуров |
|||
|
|
|
(4—7, редко больше); сред |
||||
|
|
|
ний |
шпур |
(иногда 2—3 |
||
Рис. |
97. Длина л. |
н. с. для |
различных ШПура) |
не заряжают И ИС- |
|||
участков заряда в, шпуре, |
расположенпользуют в |
качеСтве разрез- |
|||||
а— у |
суживающейся |
врубовой |
воронки; б — НОЙ |
СКВЭЖИНЫ, |
СОЗДЭЮЩеИ |
||
у воронки прямого вруба ДОПОЛНИТеЛЬНуЮ ПОВерХНОСТЬ
для соседних шпуров.
В схемах на рис. 98 черными обозначены заряжаемые шпуры, светлыми — незаряжаемые. В менее крепких породах применяют вариант типа а, а в более крепких — вариант типа б (с большим числом шпуров). Схемы виг отличаются от первых двух схем
только тем, что центральная скважина имеет увеличенный диа метр. Расстояние между контурами шпуров в зависимости от
Метод шпуровых зарядов |
261 |
крепости пород принимают равным от 5 до 20 см. Все |
шпуры |
взрывают одновремено. |
шпуры |
Иногда (чаще в особо крепких породах), врубовые |
располагают несимметрично, а по спирали (схема д), увеличивая расстояние для каждого последующего шпура. Такой вруб назы вается спиральным. Взрывание спирального вруба произво дится строго последовательно. Сначала взрывают шпур 2 (рис. 98, г), затем шпур 3 и т. д.
г
Рис. 98. Призматические врубы
Применение прямых врубов дало прекрасные результаты при проходке восстающих, когда разрезную скважину диаметром 100— 150 мм пробуривают по оси проектируемой выработки на
всю ее длину до начала проходки. За |
|
|
|||
меняя |
центральный |
разрезной шпур, |
|
|
|
скважина одновременно служит и для |
|
|
|||
целей вентиляции. Наличие скважины |
|
|
|||
позволяет сократить общее число шпу |
|
|
|||
ров |
в комплекте на |
35—50% и значи |
|
|
|
тельно повысить скорость проходки. |
|
|
|||
Щелевой вруб (рис. 99) полу |
|
|
|||
чается при взрывании шпуров, распо |
|
|
|||
ложенных в одну линию, и имеет вид |
|
|
|||
узкой щели. Применяют такие врубы |
|
|
|||
при |
проходке выработок небольшого |
|
|
||
сечения |
(главным |
образом восстаю |
|
|
|
щих) в крепких и весьма крепких по |
|
|
|||
родах. Впервые такой вруб был приме |
|
|
|||
нен за несколько лет до начала Вели |
|
|
|||
кой Отечественной войны проходчиком |
|
|
|||
Криворожского бассейна т. Шевчен |
Рис. 99. |
Щелевой вруб |
|||
ко. |
|
|
|
|
|
Котловой вруб изображен на |
рис. 100. |
В варианте а |
|||
в центре забоя на расстоянии 30—40 см друг от друга располо жены два врубовых шпура. Основной врубовый шпур имеет глу
бину 3—3,5 м; глубина же вспомогательного шпура составляет 2 м. Первый шпур простреливают, создавая у его дна котел (камуфлет) для размещения в нем сосредоточенного (котлового)
262 Взрывные работы
заряда. Вспомогательный шпур заряжают без прострелки и взры вают первым. Такой способ дает хорошие результаты в одно родных породах средней крепости, плотных и не трещиноватых.
Впервые данный вариант был применен в 1935 г. проходчиком
Криворожского бассейна т. Гушлевским.
Несколько иной вариант котлового вруба, предложенный инж. Татариновым, показан на рис. 100. б.
Рис. 100 Варианты котловых врубов:
а — предложенный проходчиком Кривбасса Гушлевским; б — предложенный инж.
Татариновым
Существенный недостаток котловых врубов заключается в том, что прострелка шпуров, в особенности в подземных усло виях, затруднительна и часто вызывает длительные простои.
В последние годы при проходке выработок по породам до средней крепости на отдельных зарубежных рудниках стали с успехом применять без врубовый способ отбойки с короткозамедленны'м взрыванием. Забой при этом способе обуривают серией прямых (перпендикулярных груди забоя) шпу ров.
Для составления паспорта буровзрывных работ после выбо ра типа вруба необходимо установить другие параметры взрыв ной отбойки: определить удельный расход ВВ на 1 м3 отбитой породы, количество и глубину шпуров и, исходя из этих величин, установить величину заряда для каждого шпура. Выбор этих параметров зависит не только от горногеологических условии, но в значительной степени определяется и принятой организацией труда при проходке выработки. Эти вопросы детально рассмат риваются в курсе «Проведение и крепление горных выработок».
Метод шпуровых зарядов |
263 |
Здесь же мы рассмотрим на двух конкретных примерах только технику составления паспортов буровзрывных работ.
Пример 1. Составить паспорт буровзрывных работ на проходку двухпу
тевого квершлага сечением 13,5 м2 (3x4,5 м) |
в |
породах с коэффициентом кре |
|||||||
пости 12 по шкале проф. Протодьяконова. |
и |
горногеологических |
условий, |
||||||
Решение. 1. |
Исходя |
из технических |
|||||||
принимаем: |
ВВ — динафталит № 1 в |
|
|
|
|
|
|||
а) |
в |
качестве |
стандартных патронах |
диамет |
|||||
ром 31—32 мм; |
|
(в среднем) 42 мм; |
|
|
|
|
|||
б) |
в |
диаметр |
шпура |
|
|
|
|
||
в) |
качестве |
бурильной машины — высокочастотный |
перфоратор |
||||||
ПРС-3, устанавливаемый на пневмоподдержке; |
|
|
|
|
|||||
г) |
в |
качестве бурового |
инструмента — буры со |
съемными |
головками, |
||||
армированными твердым сплавом; |
|
|
|
|
|
||||
д) |
|
давление сжатого воздуха в забое 5 ати. |
|
|
|
||||
2. |
Согласно данным табл. 3, скорость чистого бурения обычными руч |
||||||||
ными перфораторами среднего типа в породах данной |
крепости |
составляет |
|||||||
ВО мм/мин, а высокочастотными перфораторами — 160 mmImuh. |
Продолжи |
||||||||
тельность |
чистого времени |
бурения за 1 час принимаем равной |
42 мин. То |
||||||
гда часовая производительность одного перфоратора (см. главу |
III) |
будет |
|||||||
|
|
Рчас = 0,001 vtQ kyk^ks = 0,001 • 160-42-1 • 1 • 1 |
= 6,7 пог.м. |
|
|||||
3. |
Определяем удельный расход ВВ по формуле, предложенной доц. Иб- |
||||||||
раевым |
(см. главу XI): |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
VT-aV~S~ |
У"ТГ-0,31/ 13,5 |
|
|
|
|||
q =----------------------------=--------------------------------------- =2,35 кг/м3. |
|||||||||
|
|
|
b |
1 |
|
|
|
|
|
4.Определяем число шпуров по формуле доц. Ибраева:
N = 43 • S |
г |
-О.зУ 13,5 |
= 43 • 13,5 |
-------------------------------------- = |
|
|
bd |
1-32 |
=42 шпура.
5.Определяем среднюю глубину шпуров, приняв, что согласно графику
цикличности для бурения отведено /бур |
= 3,5 часа и количество одновремен |
||
но работающих перфораторов «пер = 5. Тогда среднюю глубину шпуров |
/ |
||
можно определить из выражения |
|
|
|
. |
^q.-ic‘/бУР‘ппер |
6,7-3,5-5 |
|
6. Исходя из |
глубины шпуров и |
горногеологических условий, прини |
|
маем призматический прямой вруб (центральный шпур не заряжается). |
По |
||
условиям расположения принимаем не 42, а 41 шпур (рис. 101). |
|
||
7.Способ взрывания принимаем огневой с групповым зажиганием при помощи патрончиков МакНИИ (2 патрончика диаметром 40 и 30 лл<).
8.Ожидаемые результаты. Коэффициент использования шпуров прини маем равным г; = 0,9. Уход забоя за 1 взрыв составит
/т) = 0,9-2,8 = 2,5 м.