Виды бурения шпуров при проведении горно-разведочных выработок.

В горном деле заряды размещаются в специальных горных выработках, чаще всего в специальных скважинах. При диаметре скважин до 75 мм и глубине до 5 м их называют шпурами, при более значительных размерах — взрывными скважинами; относительно редко ВВ размещают непосредственно в специальных горных выработках, называемых минными.

Определенное количество ВВ, подготовленное к взрыву, называют зарядом. В зависимости от типа пространства различают следующие их типы

1) в шпурах (шпуровые заряды);

2) во взрывных скважинах (скважинные заряды);

3) в минных выработках (камерные заряды).

При проведении геологоразведочных выработок взрывная отбойка горных пород почти во всех случаях осуществляется с использованием шпуровых зарядов.

При горно-разведочных работах производству взрывной отбойки предшествует в основном бурение шпуров.

По мере увеличения крепости пород процесс БВР усложняется — возрастают энергоемкость и время, затрачиваемое на бурение, увеличивается объем буровых работ вследствие того, что появляется необходимость размещения в зарядных камерах все большего количества ВВ. Естественно, что в этих условиях растет и стоимость производства буровзрывных работ. Время бурения шпуров составляет от 40 до 60% общего времени проходческого цикла. Поэтому выбор бурового оборудования существенно влияет на скорость проведения горных выработок.

 

Процесс бурения, осуществляемый различными способами, включает две, как правило, совмещаемые во времени операции: отделение от забоя, сопровождаемое разрушением породы, и удаление из шпура или скважины горной мелочи (буровой шлам).

В условиях геологоразведочных работ породу при бурении разрушают с помощью передачи на забой шпура (скважины) через буровой инструмент механических нагрузок. Этот вид бурения называют механическим. При механических способах бурения на забой передаются сжимающие нагрузки, вызывающие в породе напряжения сжатия, которые трансформируются в напряжения сдвига, среза, растяжения. Когда величина этих напряжений превышает предел прочности, порода на забое разрушается.

Вторая операция — удаление шлама из шпура (скважины) — осуществляется водой, воздушной струей или механически.

На горноразведочных работах применяют механические способы бурения шпуров и скважин.

При механических способах бурения порода разрушается твердым породоразрушающим инструментом. Механические способы бурения подразделяют на ударно-поворотный, ударно-вращательный, вращательно-ударный и вращательный.

Ударно-вращательный способ бурения характеризуется тем, что удары наносят по непрерывно вращающемуся буровому инструменту, разрушающему забой шпура. Данный способ может применяться при крепости пород f = 6-20.

Вращательно-ударный способ бурения с очетает вращательный и ударный способы. Коронке, находящейся под давлением, придается независимое вращение и одновременно по ней наносятся удары. Разрушение породы происходит за счет ее скалывания при вращении коронки. Этот способ бурения целесообразно использовать в породах крепостью f = 4-14.

При вращательном бурении разрушение забоя шпура производится за счет сжатия, раздавливания и скалывания лезвиями инструмента (резца), вращающегося при одновременном действии осевого давления. Вращательное бурение может применяться в породах крепостью f =12 в зависимости от типа бурильной машины вращательного действия.

Ударно-поворотный способ бурения характеризуется тем, что порода разрушается в результате последовательных ударов по забою шпура бурового инструмента (штанги и буровой коронки), совершающего возвратно-поступательные движения. Перед каждым следующим ударом инструмент поворачивается на некоторый угол, чем обеспечивается разрушение породы по всей площади шпура. Этот способ бурения может использоваться для пород крепостью f=4~20.

В некоторых случаях в труднодоступных районах, куда трудно доставить технику и при малом объеме работ в породах V - XIII категорий применяется ручное бурение шпуров. Ручное бурение бывает только ударно-поворотным.

3.Основные виды крепи разведочных канав

 

Билет

1. Технологический буровой инструмент. Породоразрушающий инструмент (ПРИ) предназначен для разрушения горной породы на забое при бурениискважины. По принципу разрушения породы ПРИ подразделяется на 3 группы: 1)ПРИ режуще-скалывающего действия – применяется для разбуривания вязких, пластичных и малоабразивных пород небольшой твердости; 2)ПРИ дробяще-скалывающего действия – применяется для разбуривания неабразивных и абразивных пород средней твердости, твердых, крепких и очень крепких; 3)ПРИ истирающе-режущего действия – применяется для бурения в породах средней твердости, а также при чередовании высокопластичных маловязких пород с породами средней твердости и даже твердыми.

По назначению ПРИ подразделяется: 1)Для бурения сплошным забоем (без отбора керна) – буровые долота; 2)Для бурения по кольцевому забою (с отбором керна) – коронки; 3)Для специальных работ в пробуренной скважине (выравнивание и расширение ствола) и в обсадной колонне (разбуривание цементного камня и т.д.)

По конструктивному исполнению ПРИ делится на три группы: 1)Лопастной; 2)Шарошечный; 3) Секторный

2. Применение механизированных комплексов позволяет совмещать во времени все основные операции в очистном забое: выемку угля, его доставку, крепление призабойного пространства и управление кровлей.

По типу применяемой выемочной машины различают комплексы комбайновые и струговые, а при использовании в качестве выемочной и транспортирующей машины конвейеростругов комплекс оборудования принято называть выемочным агрегатом. Струговые ОМК имеют преимущество перед комбайновыми комплексами при отработке тонких пластов без прослоев породы и консолидированных твердых включений. Комбайновые комплексы применяются для механизации очистных работ при добыче угля из пластов средней мощности и мощных, а также из тонких пластов со сложной структурой и гипсометрией залегания, где использование стругов нецелесообразно. Конвейероструговые щитовые агрегаты получили преимущественное распространение при отработке пластов с углом наклона более 35° по падению лавами, нарезанными по простиранию. Агрегаты с оградительноподдерживающими крепями используются для добычи угля из пологих и наклонных пластов. Очистной механизированный комплекс состоит из основного (выемочная машина, комплект секций гидрофицированной передвижной забойной крепи, забойный передвижной конвейер) и вспомогательного оборудования (кабелеукладчик, фронтальный лемех, направляющие балки, секции крепи сопряжений лавы с пластовыми выработками, перегружатель, дробилка, комплект насосных станций, пусковая и защитная аппаратура). Некоторые из перечисленных

вспомогательных механизмов и оборудования могут отсутствовать или замещаться другими механизмами.

Классификация ОМК: • по углу залегания пласта – для пологих и наклонных пластов с углом падения до 35°, и для крутых и крутонаклонных пластов с углом падения более 35°; • по мощности пласта – для весьма тонких (2,5 м) пластов; • по виду добываемого полезного ископаемого – для шахт (добыча угля), для рудников (например, добыча калийной соли); • по типу выемочной машины - комбайновые или струговые; • по типу механизированных крепей - с агрегатированными (на основе секций) или комплектными (на базе комплектов) крепями; • по назначению – общего назначения (для использования в шахтах и рудниках в комбайновом или струговом вариантах), и специального назначения (при использовании нестандартных методов ведения очистных работ: с пневмо- или гидрозакладкой выработанного пространства, с выпуском угля при отработке мощных пластов в призабойное пространство на конвейер через люки в оградительном щите секций крепи или позади крепи);

3. Как и все карьерные экскаваторы этой серии, Экскаватор ЭКГ 10 состоит из таких основных частей, как ходовая тележка, поворотная платформа с механизмами и рабочее оборудование.

Ходовая тележка (основные части): рама, электродвигатель, роликовый круг, гусеничный ход.

Рабочее оборудование: ковш с подвеской, рукоять, стрела, механизм открывания днища ковша, подвеска стрелы.

Поворотная платформа: кузов, кабина, комплексное устройство управления приводами, подъемная лебедка, платформа, преобразовательный агрегат. Почти все механизмы на поворотной платформе закрыты металлическим кузовом с принудительной вентиляцией и внутренним освещением, что имеет большое значение при осмотрах и ремонтных работах.

Объем ковша — 8 метров куб. Характеризуется увеличенным подъемным усилием (не 100 т., а 110 т.) и подкопной рядной лебедкой с увеличенным центровым расстоянием редуктора. Имеются на поворотной платформе отверстия для крепления планетарного и рядного редуктора подъема, а также платики. Для недопущения продавливания и износа нижней части картера бортового редуктора, его нижняя часть обработана износостойким листом с твердостью до 450 НВ и маркой картэкс — 400.

 

Билет

1.

2. Все способы проходки открытых геологоразведочных выработок, которые нашли применение на практике, можно разделить на следующие группы: проходка землеройными машинами без предварительного рыхления пород взрывом (экскаваторами, бульдозерами, канавокопателями, скреперными установками); проходка с использованием энергии взрыва для рыхления пород и землеройных машин для уборки (комбинированный способ); проходка с использованием энергии взрыва (взрывание на выброс породы; взрывание на рыхление и ручная уборка); прочие способы проходки (ручной, селевыми потоками, с применением гидромеханизации).

Выбор способов проходки открытых горно-разведочных выработок основывается на учете многих факторов, отражающих специфику разведочных работ. К этим факторам относятся: географические, определяющие местоположение объекта работ, рельеф местности, сезонность работ, доступность (категория дороги, расстояние от базы и др.); горно-геологические - категорию разрабатываемых пород, их свойства, вид полезного ископаемого, глубину наносных отложений и др.; технико-экономические - сроки проведения и объемы проходки, наличие трудовых и материальных ресурсов, наличие и состояние техники и др.

Основными факторами можно считать доступность объекта работ для различных видов транспорта и категорию пород, характеризующую трудность их разработки тем или иным способом.

В настоящее время ручная проходка канав применяется лишь на тех геологических объектах, где по тем или иным причинам невозможно использование других, более прогрессивных способов.

Самым распространенным в настоящее время является буровзрывной способ проходки, на долю которого приходится около 60% общего объема работ. Это объясняется тем, что он пригоден практически в любых горно-геологических условиях и не требует больших затрат.

Проведение канав взрывом на выброс иногда оказывается экономически целесообразнее в сравнении с использованием землеройной техники на участках с небольшими годовыми объемами проходки. Однако необходимость ручной доработки канавы после взрыва с целью удаления слоя пород, деформированного взрывом, а также существенные затруднения, связанные с засыпкой выработки и рекультивацией почвенного слоя, делают этот способ в некоторых случаях нецелесообразным.

Имеющийся опыт комплексного использования существующих средств бурения, взрывания и уборки породы свидетельствует о целесообразности его широкого внедрения в практику проходки канав и траншей. При этом обеспечивается проходка более глубоких выработок, высокая производительность при относительно невысокой стоимости, возможность использования техники при ликвидации выработок и рекультивации плодородного слоя.

3. К установочным и подающим устройствам перфораторов относятся пневматические поддержки, распорные колонки и автоподатчики. Пневматические поддержки применяют в сочетании с переносными перфораторами при бурении шпуров в горизонтальных и наклонных выработках. Пневмоподдержка обеспечивает установку перфоратора в необходимом положении и подачу его на забой с определенным усилием.

Винтовые распорные колонки предусмотрены для установки колонковых перфораторов. Они раскрепляются между кровлей и почвой выработки. На практике колонковые перфораторы на распорных колонках применяют редко в связи с необходимостью значительных затрат физических усилий бурильщиков и времени на выполнение вспомогательных операций.

Податчики используют на бурильных установках для подачи ударно-поворотных, вращательно-ударных машин, машин других типов и создания осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент. Основные элементы податчика — это направляющая рама, механизм подачи, неподвижный и подвижный люнеты, служащие для поддержания бура, а также устройство, предназначенное для фиксации направляющей рамы податчика на забое выработки. По конструктивным признакам выделяют три основных типа податчиков: цепные, винтовые и поршневые. Привод податчика осуществляется от двигателя или гидроцилиндра. В податчиках с гидроцилиндрами для уменьшения их длины применяют цепные или реечно-цепные умножители хода.