Расположение шпуров в забое ствола

Расположение шпуров по площади забоя имеет важное значение и вместе с другими параметрами БВР обусловливает качество взры­ва.

В стволах круглой формы шпуры располагают по концентричес­ким окружностям и делят их на врубовые, отбойные (вспомогатель­ные) и оконтуривающие (периферийные).

Врубовые шпуры располагаются в центральной части забоя и предназначены для образования второй плоскости обнажения, на которую взрываются отбойные шпуры. По форме воронки, образую­щейся после взрыва врубовых шпуров, различают врубы: коничес­кие, клиновые и призматические. Конический вруб образуется шпу­рами (5-8 шт.), располагаемыми по окружности диаметром 1,5-2,0 м и наклонно под углом 60-80° к плоскости забоя. В центре забоя ствола бурят шпур длиной 0,7-1,0 м. Взрывание заряда этого шпу­ра способствует дроблению породы в верхней части воронки и уме­ньшает высоту выброса породы при взрыве зарядов врубовых шпуров. В крепких породах применяют двойной вруб - врубовые шпуры рас­полагают по двум окружностям. Глубина шпуров первой окружности равна половине глубины шпуров второй окружности. При коническом врубе облегчаются условия разрушения породы, так как заряды работают на выброс из воронки, но осложняется бурение шпуров и увеличивается разброс породы. Конические врубы применяются в основном для крепких пород. Клиновые врубы применяют при кру­том падении слоев породы, они образуются шпурами, наклоненными друг к другу, от трёх до шести пар шпуров. Располагаются по двум линиям на расстоянии 1,5-2,0 м.

Призматический вруб применяют в породах слабой и средней крепости. Он образуется вертикальными шпурами, пробуренными по окружности диаметром 1,5-2,0 м. Для облегчения работы зарядов в центре бурят укороченный шпур, который не заряжается. В стволах прямоугольной формы применяют клиновые врубы, состоящие из четырех шпуров, расположенных по углам четырех­угольника размером 2×2 м.

Отбойные (вспомогательные) шпуры предназначены для разру­шения основной массы породы. Они располагается по концентри­ческим окружностям и могут быть наклонными или вертикальными.

Расстояние между окружностями W, ми между шпурами в окружноcти a, м принимают

 

.                                    (2.34)                                                

 

Число окружностей отбойных шпуров

 

                           (2.35)                                    

 

где D _вч - диаметр окружности врубовых шпуров, м;

с - рас­стояние оконтуривающих шпуров от породной стенки ствола, м.

 

Оконтуривающие шпуры предназначены для оконтуривания попе­речного сечения ствола в проектных размерах. Они располагаются по окружности, отстоящей от стенки ствола на расстоянии с, равном 15-20 см. Наклон оконтуривающих шпуров к внешнему кон­туру, величина наклона, устанавливаются экспериментально с рас­чётом минимального перебора породы. В породах с коэффициентом крепости f ≤ 10 забой периферийных шпуров располагается на проектном контуре ствола, в породах f ≥ 10 - заходит за проектный контур на 10-25 см. 

                                   

Бурение шпуров

 

Бурение шпуров может быть произведено ручными перфоратора­ми особенно тяжелого типа, так как шпуры бурят сверху вниз и вес перфоратора способствует увеличению подачи. Число перфора­торов n, шт.   в одновременной работе

 

                                       (2.36)

 

где S _уд  - площадь забоя на один перфоратор, равная 4-5 м².

 

Кроме того, в забое должны находиться 2-3 исправных резерв­ных перфоратора. Бурильные штанги и коронки применяются такие

 же, как для горизонтальных выработок. Диаметр коронок - 40-43, 46, 52 и 56 мм.                                 

Для разметки шпуров с помощью центрального отвеса опреде­ляют центр ствола, где бурят шпур глубиной 0,5-0,7 м и с по­мощью шаблона размечают окружности и расположение врубовых, отбойных и оконтуривающих шпуров. Глубина и наклон шпуров кон­тролируются специальным приспособлением. За каждым бурильщиком закрепляется определенное число шпуров и сектор забоя, что по­вышает ответственность бурильщиков за качество бурения шпуров. Шпуры бурят комплектом штанг длиной 0,7; 1,3; 1,8-2,5; 3,0-3,7; 4,3 м. По окончании бурения каждый шпур очищается от буровой мелочи продувкой сжатым воздухом и в устье шпура забивается де­ревянный колышек.

Производительность бурения , м/смену  ручными перфораторами с учетом подготовительно-заключительных операций определяется по формуле

 

                         (2.37)

 

где - коэффициент одновременности работы бурильных перфораторов, равный 0,8-0,9;

п_б - число перфораторов в работе;

 - коэффициент, учитывающий диаметр шпура ( =36/ d _ш,   d _ш - диаметр шпура, мм);

К _n - коэффициент, учитывающий тип перфоратора (К _n =1,2 для ПР-24 ЛУБ; К _n =1,0 для ПР-ЗО ЛУС, ПР-30 ЛУБ);

К_в - коэффициент, учитывающий приток воды в ствол (К_в =1,0 при притоке воды 6,0 м³/ч; К_в =0,9 при притоке 6,0-13,0 м³/ч; К_в =0,8 при притоке 16-20 м³/ч).

f - коэффициент крепости.

 

К достоинствам бурения шпуров ручными перфораторами отно­сятся: надёжность процесса бурения; маневренность способа - время и производительность бурения регулируются количеством перфораторов; время подготовительно-заключительных операций в 1,5-2,0 раза меньше, чем при использовании бурильных установок.                                         

Недостатки: тяжелый ручной труд бурильщика; низкая произво­дительность; отрицательное влияние вибрации и шума на бурильщиков.

При проходке ствола для бурения шпуров применяются также бурильные установки БУКС и СМБУ. Бурильная установка БУКС предназначена для бурения шпуров диаметром 43-52 мм, глубиной 4,25-5,5-5,6 м в стволах диаметром от 4 до 9 м в породах раз­личной крепости. Установка имеет несколько разновидностей (БУКС-1М; БУКС-1МЦ; БУКС-2М и др.) Бурильная установка СМБУ-4М имеет четыре бурильные машины типа БУ-1 или БГА-1. Установ­ка СМБУ-4М обеспечивает бурение шпуров глубиной до 4 м.

Производительность бурильных установок БУКС и СМБУ опреде­ляется по формуле

 

,                          (2.38)      

 

где - коэффициент одновременности работы бурильных машин, равный 0,7-0,8;

  n - число бурильных машин в установке;

К_г - коэффициент готовности установки, равный 0,8-0,9;  - время вспомогательных работ на бурение 1 м шпура - замена коронок, обратный ход штанги, перестановка установки в забое и др. ( =1,0-1,5 мин при l _ш =3-4 м и f <10; =1,5-2,0 мин при f = 10);

  - механическая скорость бурения, м³/мин ( =0,8-1,4 м³/мин при коэффициенте крепости f = 6; =0,7-0,8 м³/мин при f = 7- 9; =0,5-0,7 м³/мин при f = 10-14; =0,15-0,35 м³/мин при f = 14).

 

При бурении шпуров диаметром 40-43 мм скорость бурения уве­личивается на 20-25 %. Общая продолжительность бурения шпуров с подготовительно-заключительными операциями , час.

 

,                              (2.39)

 

где N - число шпуров;

  - глубина шпуров, м;

- производительность бурения, м/час.;

 - продолжительность подгото­вительно-заключительных работ, равная 40-60 мин.