Диаметр шпуров

Определение диаметра и глубины шпуров

Выбор типа бурового оборудования

Типоразмеры и конструкции самоходной бурильной установки, а также метод бурения шпуров (вращательного, ударно-поворотного, вращательно-ударного) следует выбирать в зависимости от горнотехнических условий иобосновывать расчетом. В выборе установки следует учитывать возможность обуривания не только фронтального забоя, но и бортов выработки при просечке целиков, а также кровли восходящими шпурами для штангового крепления.

Выбор производится в два этапа. Сначала выбирается тип бурильной головки в зависимости от крепости пород:

I вращательный

а) электро- и пневмосверла – ручные f до 4

с принудительной подачей f до 6

колонковые f до 12

б) шарошечные станки – 6 < f < 20

II ударный - 6 < f < 20

III вращательно-ударный - 6 < f < 12

IV ударно-вращательный – 13 < f < 20

Затем выбирается бурильная установка по параметрам обуривания, которые должны превышать размеры выработки. С другой стороны, бурильная установка в транспортном положении должна размещаться в выработке.

Диаметр буровой коронки должен быть на 4-6 мм больше диаметра патрона ВВ.

При бурении крепких и средней крепости пород (8-16 по шкале проф. М.М.Протодьяконова), как правило, применяют бурильные установки со следующим числом перфораторов в зависимости от площади сечения забоя (табл.2.1).

Таблица 2.1

Площадь сечения забоя, м^2	Число перфораторов, шт.
6-12
12-16	2-3
Более 16

Одним из условий успешного проведения взрывных работ является расчет рационального шпурового комплекта. В понятие рационального шпурового комплекта входит: глубина, диаметр, число шпуров и схема их расположения, обеспечивающие для данных горно-геологических условий лучшую эффективность, взрывных работ.

Большое разнообразие физико-механических свойств горных пород и их сочетаний обусловливают сложную взаимозависимость между перечисленными параметрами шпурового комплекта; поэтому расчетное определение этих параметров должно уточняться опытными взрывами комплектов шпуров.

Диаметр шпуров определяется диаметром стандартных патронов взрывчатого вещества. Учитывая, что наименьший диаметр патронов аммонита 32 мм, конечный диаметр шпура должен быть не менее 34 мм. Практика проведения горных выработок указывает на то, что увеличение диаметра шпура повышает эффективность взрывных работ, несмотря на то, что при этом снижается скорость бурения.

При увеличении диаметра шпура скорость бурения уменьшается, но применение шпуров больших диаметров позволяет сократить их число в комплекте в 1,5-2 раза, что ведет к сокращению общего времени бурения шпуров на 20-30%. Кроме того, при взрывных работах в крепких породах применение зарядов ВВ увеличенных диаметров способствует повышению эффективности взрывных работ. Эти обстоятельства и явились причиной применения шпуров больших диаметров.

Наряду с этим необходимо отметить, что в некоторых случаях применение шпуров малого диаметра до 30 и даже 25 мм обеспечивает весьма высокую эффективность буровзрывных работ, особенно при использовании ВВ повышенной мощности.

Увеличение диаметра шпуров и размещаемых в них зарядов увеличивает неравномерность дробления породы и ухудшает точность оконтуривания выработки.

С увеличением диаметра заряда оконтуривающих шпуров возрастает зона разрушения массива и, следовательно, снижается устойчивость пород. Поэтому с уменьшением поперечного сечения выработки целесообразнее применение шпуров малого диаметра. С уменьшением сечения выработки и повышением крепости пород диаметр шпуров и зарядов при прочих равных условиях должен уменьшаться. Поскольку выпускаемые в настоящее время ВВ (детониты) способны с высокой скоростью детонировать в патронах малого диаметра (20— 22 мм), то очевидна целесообразность применения шпуров уменьшенного диаметра. А при использовании ВВ с невысокой скоростью детонации (типа аммонитов) в шпурах целесообразно размещать патроны диаметром 36—40 мм.

В настоящее время при проведении горизонтальных выработок в большинстве случаев применяют шпуры диаметром 40—42 мм.

Диаметр шпура должен быть больше диаметра патрона ВВ:

• на 4 - 6 мм при электрическом и электроогневом способах взрывания и расположении патрона боевика первым от устья шпура;

• на 7 - 8 мм при электроогневом взрываний и расположении патрона боевика не первым от устья.

Выбор диаметра патрона ВВ можно производить по табл. 2.2.

Таблица 2.2

Рекомендуемые диаметры патрона

Площадь поперечного сечения выработки, м^2	Рекомендуемый диаметр патрона ВВ, мм
Менее 6	32-36
Более 6	36-40

Патронированные ВВ выпускают в патронах диаметром от 27 до 45 мм, длиной от 220 до 320 мм и массой от 150 до 500 г (табл. 2,3).

Таблица 2.3

Параметры патронированного ВВ

Диаметр патрона, мм	27 - 28	31 - 32	36 - 37	39 - 40	44 - 45
Масса патрона, г
Длина патрона, мм	220-250	220-265	275-330	210-255	240-300	270-320	270-320

Диаметр холостых шпуров должен быть 42-105 мм.

2.3.2Установление длины заходки l зах, планируемого коэффициента использования шпуров η, определение глубины шпуров l ш.

Длину заходки и глубину шпуров устанавливают такими, чтобы затраты на БВР были минимальными. Принятая величина l зах должна обеспечивать получение месячной скорости проведения выработки (если скорость задается), в этом случае:

(1)

где где V _мес – месячная скорость проведения выработки, м/мес; Т _ц – продолжительность проходческого цикла при проведении выработки буровзрывным способом; как правило принимается кратной продолжительности смены (6 ч); n _дн – количество рабочих дней для проходческой бригады в месяц (25 дн); Т _сут – количество часов работы проходческой бригады в сутках по проходке горной выработки, как правило, при буровзрывной технологии принимают Тсут =24 ч.

Принятая глубина шпуров должна обеспечиваться возможностями бурового оборудования, этот момент нужно учитывать при использовании для бурения шпуров буровых установок, у которых ограничен шаг подачи бурового агрегата.

Принятая величина l _зах должна быть кратной (по возможности) шагу крепи.

Значения коэффициента использования шпуров η принимаются в зависимости от коэффициента крепости породы и площади поперечного сечения выработки. В забоях с одной открытой поверхностью обычно принимают η=0,8-0,85.

Глубину шпуров, кроме врубовых, определяют по формуле:

(2)

В зависимости от площади сечения выработки S вч и крепости f величину глубины шпуров l _ш при использовании ручных перфораторов можно принять по таблице 2.4.

Таблица 2.4

Рекомендуемая глубина бурения шпуров

Площадь поперечного сечения выработки в проходке, Sпр, м^2	Коэффициент крепости пород
2-4	5-7	8-10	11 -14	15-20
до 4	1,6-2,0	1,5-1,8	1,4-1,6	1,3-1,5	1,2-1,5
4,0-8,0	2,1-2,2	1,9-2,6	1,7-1,8	1,6-1,7	1,5-1,6
8,1 -12,0	2,3-2,4	2,1-2,2	1,9-2,0	1,8-1,9	1,7-1,8
12,1 -16,0	2,5-2,6	2,3-2,4	2,1-2,2	2,0-2,1	1,9-2,0
16,1 -22,0	2,7-2,8	2,5-2,6	2,3-2,4	2,2-2,3	2,1-2,3

При применении высокопроизводительной самоходной техники глубину шпуров следует определять техническими возможностями применяемого бурового оборудования, продолжительностью проходческого цикла и свойствами и устойчивостью пород.

Глубина врубовых шпуров должна быть на 10-20% больше глубины всех прочих шпуров [10, стр.177].

Глубина шпуров при проведении выработок по пластам угля не превышает 2,5м, т.к. при этом затрудняется крепление выработок.

Дата добавления: 2015-08-31