Способы бурения шпуров в породах различной крепости

Шпуровой метод - суть его в том, что в забое выработки бурятся шпуры (не сквозное отверстие), в эти шпуры заряжают ВВ, вводят боевик, затем взрывают. Бурение шпуров производится ручными эл.-сверлами, перфораторами, буровыми установками и т.д. Диаметр шпура 32-45 мм, до75 мм. Длина шпура для ВР минимальная 60 см, от 1,5 м до 2,5 м. При шпуровом методе применяют патронированные ВВ.

Шпуры бурятся параллельно обнаженной поверхности, поэтому исключаются врубовые шпуры. Шпуровая отбойка применяется при мощности залежей до 6–10 м, при невозможности одновременного взрывания больших зарядов из-за опасности нарушения рудных целиков или крепления и при необходимости нахождения людей в очистном пространстве. Пологие залежи малой мощности отрабатываются без деления на слой по вертикали. В остальных случаях при шпуровой отбойке применяют выемку горизонтальными слоями или слабонаклонными. Порядок погашения слоев – восходящий или нисходящий (рис).

Различают следующие виды бурения шпуров: вращательное, ударно-поворотное, ударно-вращательное и вращательно-ударное.

Сущность вращательного способа состоит в том, что резец под действием усилия внедряется в породу и скалывает её. При увеличении крепости пород увеличивается усилие, прилагаемое к резцу. Поэтому область применения вращательного бурения ограничивается крепостью пород f = 6-8. Достоинства: непрерывность процесса, высокая производительность; разрушение породы крупным срезом, что уменьшает пылеобразование; относительно небольшая вибрация. Недостатки: ограниченная область применения по крепости. Бурильные машины вращательного бурения: ручные электросверла, в том числе и принудительной подачей – СЭР19М, ЭР14Д2М, ЭР18Д2М, ЭРП18Д2М; электрогидравлические буры ЭБГП1; бурильные установки типа БУЭ, БКГ.

Ударно-вращательное бурение можно рассматривать как ударное с непрерывным вращением инструмента. В основном применяется в буровых агрегатах рудной промышленности при бурении скважин в крепких абразивных породах.

Вращательно-ударное бурение представляет собой сочетание двух способов, при которых на бур действует большое осевое усилие, большой крутящий момент и ударная нагрузка. Применяется в длинноходовых бурильных машинах. Бурильные установки типа БУР, БУКС, БУ, СБУ2М.

Ударно-поворотное бурение: клиновидный инструмент внедряется в породу под действием кратковременной нагрузки (удара), направленной по оси инструмента. После каждого удара инструмент отскакивает от забоя и поворачивается на некоторый угол – 10-200. Разрушенную породу удаляют из шпура промывкой или продувкой. Достоинства: возможность бурить породы любой крепости. Недостатки: меньшая производительность, чем при вращательном способе, значительное пылеобразование, вибрация, шум.

Схемы отбойки руды шпурами: а – нисходящая слоевая выемка с отбойкой горизонтальными шпурами; б – то же, вертикальными шпурами; в – восходящая слоевая выемка с отбойкой горизонтальными шпурами; г – то же, вертикальными; д – потолкоуступная выемка; е – подэтажная отбойка

 

Крепление очистных забоев. Основные понятия. Требования, предъявляемые к крепи. Классификация крепи.

В результате очистной выемки породы кровли (непосредственной и (или) основной) под влиянием горного давления теряют устой­чивость. Для предотвращения их обрушения в призабойное простран­ство очистные выработки крепят.

В зависимости от способности отдельных слоев породы кровли к самообрушению, а также от расположения их по отношению к пласту ПИ различают ложную, непосредственную и основную кровлю. Ложная кровля -слой породы мощностью до 0,5—0,6 м, залегающий непосредственно над разрабатываемым пластом, который легко обрушается одновременно с выемкой угля или с некоторым отставанием от нее. Многие пласты не имеют ложной кровли. Непосредственная кровля -толща пород, залегающая над пластом (или над ложной кровлей), которая легко обрушается (причем на небольших площадях) после перестановки индивидуальной или передвижения механизированной крепи в очистном забое. Основная кровля -толща крепких, устойчивых пород, залегающих над непосредственной кровлей и обрушающихся при значительной площади обнажения (после нескольких обрушений непосредственной кровли). Основная кровля может залегать сразу над пластом угля. По аналогии с кровлей различают также и почву. Ложная почва – слабые, породы мощностью до 0,4м, залегающие непосредственно под пластом Непосредственная почва - толща пород, залегающая под ложной почвой или сразу под пластом. Со свойствами непосредственной почвы связаны явления пучения пород, вдавливания в нее крепи, а на крутом падении - сползание и обрушение почвы. Основная почва - толща пород ниже непосредственной почвы.

Крепью очистного забоя называют искусственное сооружение, возводимое в очистной выработке для предотвращения обрушения пород кровли (т.е. для ее «поддержания») с целью сохранения очистной выработки в рабочем и безопасном состоянии.

Крепь очистных забоев должна удовлетворять следующим требованиям.

· Технические требования: прочность, устойчивость, жесткость.

· Производственные требования: обеспечение в призабойном пространстве всех производственных процессов и пропуск через него необходимого количества воздуха; минимальная масса; возможность механизации ее установки и передвижки.

· Экономические требования: минимальная стоимость; небольшие трудовые затраты на ее возведение, удаление, переноску, передвижку; надежность и долговечность.

Основные понятия.

Прочность крепи – способность ее сопротивляться горному давлению, не разрушаясь и не получая остаточных деформаций.

Устойчивость крепи – способность ее сохранять свое первоначальное положение под влиянием горного давления.

Начальное сопротивление – сопротивление, развиваемое крепью при ее установке или распоре (для гидравлических крепей (см. ниже)).

Рабочее сопротивление – сопротивление нагрузке, являющейся безопасной в отношении деформации крепи (составляет до 70% разрушающей нагрузки).

Жесткость крепи – ее способность сопротивляться давлению кровли без образования деформаций.

 

Различают крепи:

· жесткие – под действием горного давления испытывают упругие деформации (это стойки постоянной длины)

· податливые - под действием нагрузки способны изменять свои линейные размеры по высоте (т.е. длину), не меняя несущей способности.