Обучение

06.04.2009

ТПГВ 4.Технология проведения выработок буровзрывным способом

Буровзрывная технология проведения горных выработок включает в себя: бурение шпуров, заряжание, взрывание зарядов, выгрузку отбитой горной массы, крепление выработки и вспомогательные работы. Взрывные работы могут применяться в породах различной крепости, но они наиболее экономичны в породах средней крепости и в крепких, когда другие виды работ недостаточно эффективны

Шпур, скважина, врубовые, отбойные, оконтуривающие шпуры ( См. ТОР 4.Технология работ с буровзрывной выемкой угля)

Взрывчатые вещества и средства инициирования.

• Взрыв
• Детонация
• Взрывное горение
• Выгорание
• Взрывчатые вещества
• Работоспособность ВВ

(См. ТОР 4.Технология работ с буровзрывной выемкой угля - Основные понятия)

Все взрывчатые вещества делятся на 7 классов, первые два класса – это непредохранительные ВВ, а с третьего по седьмой – предохранительные, допущенные к применению в подземных выработках. Они различаются по цвету оболочки: не предохранительные и предохранительные

(См. ТОР 4.Технология работ с буровзрывной выемкой угля - Основные понятия)

Условия применения предохранительных ВВ

Класс ВВ	Вид ВВ и условия применения	Группа,подгруппа	ВВ
II	Не предохранительные ВВ для взрывания только на земной поверхности и в забоях подземных выработок, в которых либо отсутствует выделение горючих газов или пыли, либо применяется инертизация призабойного пространства, исключающая воспламенение взрывоопасной среды при взрывных работах, при условии выполнения требований § 223.1 «ЕП Б при взрывных работах»	Порошкообразные водоустойчивые ВВ
		а) повышенной мощности в патронах для крепких,сухих и обводненных пород;	Аммонал водоустойчивый Аммонал скальный N.1
		б) средней мощности в патронах и россыпью для сухих и обводненных пород средней крепости;	Аммонит 6ЖВ
		в) нитроэфиросодержащие мощные ВВ в патронах для крепких сухих и обводненных пород	Детонит М
III	Предохранительные ВВ для взрыва¬ния только по породе в забоях подземных выработок, в которых имеется выделение метана и отсутствует взрывчатая пыль, при условии выпол¬нения требований § 223.2 «ЕПБ при взрывных работах»	Водоустойчивые ВВ для чистопородных забоев	Аммонит АП-5ЖВ
IV	Предохранительные ВВдля взрывания по углю и (или) породе в забоях подземных выработок, опасных по взрыву угольной пыли при отсутствии выделения метана; по углю и (или) породе в забоях подземных выработок, проводимых по угольным пластам, в которых имеется выделение метана, кроме забоев с повышенным выделением метана при взрывных работах; для сотрясательного взрывания в забоях подземных выработок, при условии выполнения требований § 223.3 «ЕПБ при взрывных работах»	Водоустойчивые ВВ типа аммонитов	Аммонит ПЖВ-20 Аммонит Т-19
V	Предохранительные ВВдля взрывания по углю и (или) породе в забоях с повышенным выделением метана при взрывных работах, в забоях подземных выработок, проводимых по угольному пласту, когда исключен контакт боковой поверхности шпурового заряда с метановоздушной смесью, находящейся либо в пересекающих шпур трещинах горного массива, либо в горной выработке при условии выполнения требований § 223.4 «ЕПБ при взрывных работах»	Нитроэфиросодержащие ВВ	Угленит Э-6 Угленит 13-П
VI	Предохранительные ВВдля взрывания по углю и (или) породе в забоях с повышенным выделением метана при взрывных работах, в забоях подземных выработок, проводимых в условиях, когда возможен контакт боковой поверхности шпурового заряда с метановоздушной смесью, находящейся либо в пересекающих шпур трещинах, либо в выработке; в угольных и смешанных забоях восстающих (с углом наклона 10 град и более) выработок, в которых выделяется метан, при проведении их без предварительно пробуренных скважин, обеспечивающих проветривание за счет общешахтной депрессии, при условии выполнения требований § 223.5 «ЕПБ при взрывных работах»	Нитроэфиросодержащие ВВ	Угленит П12ЦБ-2М
VII	Предохранительные ВВ и изделия из предохранительных ВВ IV—VII классов для ведения специальных взрывных работ (для водораспыления и распыления порошкообразных ингибиторов, для взрывного перебивания деревянных стоек при ликвидации зависаний горной массы в угле-спускных выработках, для дробления негабаритов наружными зарядами) в забоях подземных выработок, в которых возможно образование взрывоопасной концентрации метана и угольной пыли	Нитроэфиросодержащие ВВ	Ионит, ЗПН-1 (ионит в пластмассовых оболочках)

Средства инициирования. Электродетонаторы. (См. ТОР 4.Технология работ с буровзрывной выемкой угля)

Паспорт буровзрывных работ, назначение, содержание.

Взрывные работы разрешается выполнять только в соответствии с утвержденным паспортом взрывных работ. Паспорт составляет начальник участка, подписывают начальник участка БВР, вентиляции и техники безопасности, утверждает главный инженер или директор шахты.
Паспорт БВР – технический документ, являющийся технологической схемой производства бурения и заряжания шпуров, а также инициирования зарядов. Разрабатывается в соответствии с требованиями ПБ и ЕПБ при ВР.
При составлении паспорта необходимо знать опасность шахты и выработки по газу и пыли, характеристики забоя - площадь забоя, мощность пласта, угол падения пласта, коэффициент крепости пород, время на заряжание, взрывание, проветривание и осмотр забоя. В паспорте указывают количество шпуров, подвигание забоя за цикл и объем взорванной горной массы, тип взрывчатых веществ и тип ЭД, длину шпура и очередность взрывания, схему расположения шпуров в забое, конструкцию заряда в шпуре, схемы водозавесы, схему проветривания, расположения постов охраны, предупреждающих знаков и места укрытия людей и мастера – взрывника. Далее указывают мероприятия по безопасности.
При изменении горно-геологических или технических условий паспорт должен быть пересмотрен и переутвержден в течение суток. Рабочие и ИТР, занятые при производстве БВР должны ознакомиться с паспортом по роспись, взрывание при помощи электродетонаторов (ЭД).

Способы бурения шпуров. Оборудование и инструменты.

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 – 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 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.
Переносные и колонковые перфораторы,

Буровой инструмент

а – бур, состоит из штанги 2, резца 1. Штанга имеет хвостовик 3, которым она вставляется в патрон бурильной машины.

Штаги для вращательного бурения с ромбической (а), прямоугольной (б) и круглой (в) формой поперечного сечения.

Резцы: а – угольный, б – породный. 1-корпус, 2- хвостовик, 3- перья.

Передняя грань резца 4 обращена в сторону вращения, она армируется пластинкой твердого сплава 5. Задняя грань обращена в сторону забоя шпура. Пересечение передней и задней граней образует главную режущую кромку.

Меры безопасности при бурении шпуров.

Бурильные машины, установочные приспособления, буровой инструмент выбирается в зависимости от свойств пород, размеров поперечного сечения выработки, газоносности, абразивности, диаметра патрона ВВ и пр.

Необходимо:

1. перед началом бурения произвести оборку забоя с последующей разметкой шпуров в соответствии с паспортом БВР;
2. при забуривании поддерживать штангу спец. приспособлением;
3. не допускать присутствия людей в зоне работы манипулятора;
4. применять рациональные способы бурения с учетом свойств горных пород и способов бурения;
5. не допускать отклонения оси бурмашины от оси шпура и трение штанги о его стенки;
6. следить за надежным креплением установочных приспособлений и бурильных машин на ней;
7. во время бурения проходчик должен следить за тем, чтобы кабель, шланг или одежда не попали на вращающуюся штангу;
8. запрещается бурение перфоратами, колонковыми электросверлами без промывки шпуров водой;
9. запрещается при бурении использовать тупые резцы, работать в незастегнутой одежде, нажимать на ручное сверло стойками, затяжками и другими предметами;
10. запрещается переносить эл. сверло и аппаратуру, находящуюся под напряжением или переносить, удерживая их за кабель.

Подготовка выработки к взрывным работам.
Взрывные работы запрещаются:
Сигналы при взрывных работах.
Конструкция шпурового заряда.
Назначение и величина внутренней забойки при ВР.
Правильное расположение патрона-боевика в заряде!
Заряд. Минимальная глубина шпура и величина забойки
Ликвидация отказавшего заряда.
Взрывные работы во встречных забоях и при сбойке выработок.
(См. ТОР 4.Технология работ с буровзрывной выемкой угля).

Производство взрывных работ при проведении выработок встреч¬ными забоями и при сбойке выработок с момента сближения забоев на расстояние 15 м должно вестись в присутствии лица технадзора (горного мастера) при соблюдении требований параграфа 90 «Единых правил безопасности при взрывных работах» (ЕПБ при ВР):
взрывание шпуровых зарядов в каждом забое должно вестись разновременно с обязательным определением величины целика между встречными забоями маркшейдерской службой предприятия. При этом на каждое взрывание мастеру-взрывнику должно быть выдано письменное разрешение главного инженера шахты или лица, назна¬ченного приказом руководителя предприятия.
Перед началом заряжения шпуров все люди из забоя, где производится взрывание, должны быть выведены в безопасное место, указанное в паспорте БВР. У входа в забой должен быть выставлен пост охраны;
взрывание может быть произведено лишь после того, как будет получено сообщение о выводе людей из противоположного забоя и выставлении поста охраны. Посты могут быть сняты только лицом технадзора (горным мастером) с ведома мастера-взрывника или последним;
с момента, когда величина целика между встречными забоями составляет 7 м, работы должны вестись только в одном забое, а у входа в другой после проверки отсутствия людей должен выставляться пост охраны, при этом обязательно должны буриться разведочные шпуры глубиной на 1 м больше, чем глубина заряжаемых шпуров;
производство взрывных работ в сбойках должно вестись с со¬блюдением всех вышеперечисленных требований, а в шахтах, опасных по газу или разрабатывающих пласты, опасные по пыли, в выработках, на которые ведется сбойка, при величине целика между ними 5 м необходимо проводить замер газа и принять меры по их проветриванию и пылевзрывозашите. В паспортах БВР на сбойку выработок или на погашение целиков между выработками необходимо особое внимание обращать на оставшиеся расстояния до открытых поверхностей. Они должны быть величиной не менее 1,5—2,0 м
При ведении взрывных работ в параллельно проводимых выработках при расстоянии между ними 15 м и менее, взрывание зарядов в каждом забое может быть произведено лишь после вывода людей из обоих забоев в безопасное место и выставлении постов охраны в ме¬стах, указанных в паспорте БВР (§ 191 «ЕПБ при ВР»).

Погрузка отбитой горной массы.

После производства взрывных работ и осмотра места взрыва мастером – взрывником начинается выгрузка отбитой горной массы из забоя. Выгрузка производится механизированным способом или вручную. Для механизированного способа погрузки применяются различные погрузочные машины. Средства для транспортировки горной массы: конвейеры ленточные и скребковые, рельсовый транспорт, самоходные вагоны.

Погрузочные машины.

По способу передвижения погрузочные машины разделяются на машины на рельсовом, гусеничном или пневматическом ходу.
По способу погрузки подразделяются на: машины периодического или непрерывного действия. Машины периодического действия – это машины ковшового типа.

Такие машины, двигаясь вперед на забой, внедряют ковш в породу, затем ковш поднимается и разгружается назад (через машину) в вагонетку - машина прямой разгрузки. Другой тип машин разгружает ковш с породой в бункер, а из бункера при помощи ленточного перегружателя – в транспортное средство – это машины ступенчатой погрузки (1ППН-5).

Еще один тип ковшовых погрузочных машин – это машины с боковой разгрузкой ковша. Такие машины могут осуществлять погрузку породы как на скребковый конвейер, так и в шахтные вагонетки.

Погрузочные машины непрерывного действия – это машины с нагребающими лапами.

Машины непрерывного действия – более производительны, по сравнению с машинами ковшового типа, но они предназначены для погрузки угля или угля с породой с размерами кусков не более 200-300мм. Тогда как ковшовые погрузочные машины предназначены для погрузки породы.

На рисунке приведено размещение оборудования в забое с погрузочной машиной непрерывного действия.

Зачастую погрузка горной массы задерживается из-за отсутствия порожних вагонов и, чтобы сократить простои оборудования, применяются такие средства механизации, как бункер – перегружатели и самоходные вагоны.

Бункер перегружатель – это бункер на пневматическом ходу, обычно емкостью 25м3 и более. В днище бункера установлен скребковый конвейер. При отсутствии порожних вагонов в него складируется горная масса от проходческого комбайна или погрузочной машины. Емкости бункера хватает для проведения штрека на 1-2 м. Бункер- перегружатель разгружается на любой конвейер или в самоходный вагон. Бункер – перегружатель может стыковаться с ленточным конвейером, концевой барабан которого устанавливается на бункере- перегружателе.

Самоходный вагон может применяться как самостоятельное транспортное средство при проведении выработок небольшой длины (до 200м) или в составе проходческих комплексов.
Вагон забирает отбитый уголь от проходческого комбайна или погрузочной машины и транспортирует его до следующего транспортного средства (обычно до конвейера, установленного на транспортной выработке). Обратным ходом самоходным вагоном доставляются крепежные материалы и различное оборудование.

Существующие технологии проведения выработок буровзрывным способом предусматривают использование погрузочных машин, различного бурильного оборудования, самоходных вагонов. Но это оборудование механизирует только отбойку и погрузку горной массы. А остальные процессы в основном выполняются вручную. Это крепление выработок, вспомогательные процессы.
Более производительными являются комплексы для проведения выработок буровзрывным способом. Комплексы позволяют механизировать все основные и вспомогательные процессы и операции. Это повышает темпы проходки выработок, снижает трудоемкость рабочих процессов и увеличивает безопасность труда проходчиков.
Состав комплекса оборудования для проведения выработки буровзрывным способом может быть разнообразным. Или это набор машин и механизмов, которые выполняют одну операцию: буровая установка, погрузочная машина, механизированный полок или машина для крепления выработки и т.д. Или это агрегат (комбайн), выполняющий сразу несколько операций.

К примеру, комплекс оборудования «Сибирь 2м» - это одна машина на рельсовом ходу для проведения двухпутевой выработки, состоит из одного агрегата, расположенного на ходовой платформе. Имеет две буровых установки УБШ-215 для бурения шпуров по углю и породе, две погрузочные машины с боковой разгрузкой ковша ППН-ТБ для погрузки в скип, вагонетку или конвейер. Также оборудован крепеустановщиком и оборудованием для откачки воды.

Технология проведения выработки комплексом «Сибирь 2М»

Для примера рассмотрим работу комплекса при проходке наклонного ствола по породам крепостью до 10 по шкале проф. Протодьяконова на шахте «Бутовская» АООТ «Северокухьассуголь» в 1997г. Угол наклона – 120,
Породы – аргиллит и алевролиты.
Длина ствола 820м.
Приток воды – до 105м3\ч.
Постоянная крепь – СВП-27.
Шаг установки – 0,4-0,8м.
ВМП – ВМЦ-8.
Транспортировка породы – конвейер СР-70.
Предварительно при помощи драглайна с поверхности открытым способом было пройдено 30 м. ствола по наносам.
Устье было закреплено двойными замкнутыми арками (с обратным сводом) из СВП-27 и СВП-22 и затем обетонировано слоем бетона в 500мм. Затем первые 120 м. по слабым породам были пройдены при помощи комбайна ГПК. Затем был опущен комплекс. Для чего была применена лебедка ЛПМ – 10\800, которая в дальнейшем применялась для поддержки комплекса. Для спуска материалов и оборудования в вагонетках была установлена лебедка ЛВ-25.
Работы по проходке выполнялись бригадой из 35 человек при непрерывной рабочей неделе.
Сменное звено – 4-5 проходчиков. Режим работы 4х6час. Одна смена ремонтно – подготовительная и три – по проходке.
Проходческий цикл начинался с бурения шпуров после того, как:

• порода выгружена из забоя;
• установлена постоянная крепь;
• рельсовые пути настелены до забоя;
• нарощены: трубопроводы; вентиляционный став; скребковый конвейер;
• доставлен и складирован запас крепежных и других материалов;
• комплекс находится у груди забоя;
• стрелы погрузочных ковшей задвинуты.

Все вышеперечисленные работы выполнялись в ремонтную смену.
Порядок выполнения операций и расстановка рабочих приведена на рисунке:

Схема размещения и расстановка рабочих по процессам проходческого цикла. 1-комплекс «Сибирь- 2м»; 2- скребковый конвейер; 3- предохранительный барьер;4- ленточный конвейер; П- проходчик; В – взрывник.

При бурении шпуров два проходчика обслуживали две буровые установки, один проходчик находился в забое- следил за разметкой и бурением шпуров. Четвертый проходчик с мастером- взрывником готовили взрывчатые и забоечные материалы.
Перед заряжанием забоя, производились расстановка постов и знаков, люди удалялись из забоя, в забое оставался только мастер – взрывник и проходчики, принимающие участие в заряжании. Забой приводился в безопасное состояние: осланцовка, обмывка, оборка отслоившихся кусков породы. В забое должен быть не снижаемый суточный запас забоечного материала - пыжи из песчано- глинистой смеси, гидроампулы, устройство для заливки ампул, точеная круглая трамбовка, чищалка для очистки шпуров.
На период взрывания комплекс при помощи лебедки поднимался на безопасное расстояние, определенное паспортом проведения и крепления выработки. После взрывания и полного проветривания забоя мастер – взрывник осматривал забой и разрешал доступ.
При погрузке породы два проходчика обслуживали погрузочные машины, один проходчик следил за погрузкой на скребковый конвейер, а один проходчик занимался подготовкой крепежных материалов.
После выгрузки один проходчик обслуживал крепеустановщик, а три проходчика занимались непосредственно установкой крепи. Так как наблюдался большой приток воды, на комплексе была установлена водоотливная установка, состоящая их 4-х насосов 1В 20х16, которая постоянно находилась в работе. На весь цикл уходило 14 часов.

Зарубежный комплекс оборудования для проведения выработок большого сечения по породе

Состав комплекса: 1- буровая установка для бурения шпуров и установки анкеров; 2- механизированный подвесной монорельсовый полок; 3- погрузочная машина; 4- машина для установки рамной металлической крепи.

Другие отечественные комплексы.

Комплекс ПКС-5

Для проведения выработок сечением 14-22м2 по породам с коэффициентом крепости до 14, с углом наклона до 300.
Обеспечивает механизацию бурения, погрузки, возведения крепи, откачку воды.
Оборудование расположено на ходовой платформе на колесно- рельсовом ходу.
Два бурильных агрегата, две погрузочных машины.

В последнее время увеличился выпуск и применение для проведения выработок проходческих комбайнов среднего и тяжелых типов. Эти комбайны способны проводить выработки по породам крепостью до 12 и более по шкале проф. Протодьяконова. Поэтому количество выработок, проведенных буровзрывным способом, снижается. Сейчас практически все выработки (по крайней мере в Беловском районе Кузбасса) проводятся комбайновым способом.

Страница 1 - 3 из 3
Начало | Пред. | 1 | След. | Конец | По стр.
Количество показов: 56292
rating:  2.66
Автор:  Смолин А.В.