6.6. Взрывание скважин на неубранную породу

Сущность взрывания при производстве работ в нижнем уступе заключается в следующем. Уступ взрывают отдельными блоками по длине тоннеля, обычно принимается три блока. Длина блока зависит от свойств пород.

Взрывание происходит на неубранную породу от взрыва предыдущего блока.

При этом улучшаются показатели БВР: размеры среднего куска и выход негабарита породы уменьшаются соответственно на 10-15 и 20-25%.

Основная масса взорванной породы при взрыве трех блоков концентрируется у забоя. Величина развала изменялась от 40 до 60 м. Снижение выхода негабарита и уменьшение развала породы позволяют увеличить производительность погрузки до 30%.

Предварительное контурное щелеобразование. При разработке нижнего уступа тоннеля с одновременным взрыванием большого количества ВВ необходимо надежное обеспечение сейсмобезопасного режима взрывных работ. Надежным способом снижения сейсмического воздействия на обделку сводчатой части тоннеля является контурное щелеобразование. Сущность этого мероприятия заключается в бурении с минимальным приближением к контуру тоннеля комплекта скважин, располагаемых в одной плоскости, «в строчку».

Скважины диаметром 75-105 мм располагаются на расстоянии 0,35-0,4 м от контура тоннеля, расстояние между скважинами 0,45-0,6 м. Конструкция заряда ВВ обычно принимается такой же, как при контурном взрывании. Взрывание скважин производится в первую очередь. Заряд обычно состоит из 2-4 патронов ВВ в нижней части скважины и патронов ВВ, располагаемых по длине скважины через промежутки, равные длине патрона. Устье скважины на длину 15-20% по ее длине не заряжается. Взрывание заряда осуществляется с помощью детонирующего шнура. Весовое количество ВВ на 1 м скважины (аммонит № 6ЖВ) изменяется в пределах 0,4-0,6 кг/м³.

6.7. Буровое оборудование и приспособления при бвр

В зависимости от схемы производства работ при сооружении тоннелей сплошным или уступным забоем применяются различные виды бурового оборудования – буровые рамы, оснащенные бурильными машинами ударно-поворотного или вращательно-ударного действия и бурильные установки.

Бурильные установки. Бурильные установки находят в настоящее время широкое применение, как при сооружении тоннелей и комплекса выработок ограниченной длины, так и различных площадей сечений, например при строительстве ГЭС и других подобных объектов, когда бурильная установка (чаще самоходная) может быть легко перемещена из одного забоя в другой и приспособлена к различным площадям сечения выработок. Выбор варианта механизации бурения шпуров зависит в основном от размеров сечения тоннеля.

Учитывая высокую производительность бурильных машин вращательно-ударного действия, число бурильных установок принимается из расчета: одна установка на 12 м² площади забоя

Буровое оборудование, применяемое при разработке нижнего уступа. Для обеспечения параллельного ведения работ по бурению скважин и погрузке породы при разработке нижнего уступа применяются бурильные машины, приспособленные для бурения вертикальных скважин. К ним откосятся станки с пневмоударниками и самоходные малогабаритные бурильные машины вращательно-ударного действия.

Число бурильных установок в забое принимается в зависимости от ширины уступа из расчета 4-5 м.

Современное буровое оборудование обеспечивает надежную глубину бурения (до 6 м).

В тоже время, при глубине шпуров более 4 м значительно снижается КИШ, а также, с увеличением общего количества взрываемого мощного ВВ, усиливается сейсмическое действие взрыва на массив, временную или постоянную крепь.

Буровые рамы. Буровые рамы представляют собой жесткую пространственную конструкцию, имеющую 2-3 и более яруса платформ, на которых монтируются манипуляторы с бурильными машинами. Бурильные машины размещаются на ярусах так, чтобы обеспечить возможность бурения любого шпура в забое минимум двумя бурильными машинами. На буровой раме также монтируются воздушные ресиверы, устройства для централизованной смазки бурильных машин, иногда станок для заточки буровых коронок и кран-укосина для подъема оборудования на ярусы буровой рамы. Буровая рама оборудуется светильниками. Для предотвращения образования тумана в призабойной зоне во время бурения на раме устанавливается воздухонагреватель. Буровая рама кроме обуривания забоя также используется для разметки шпуров и их заряжания, для оборки породы и установки временной крепи.

Разнообразие условий сооружения тоннелей различного назначения, условий подходов к забою тоннелей (с портала или через ствол и др.) вызывает необходимость иметь различные решения в части выбора конструкций буровых рам, которые можно разделить на две основные группы – буровые рамы, монтируемые на рельсовом пути и бур. рамы на пневмоколесном ходу.

Буровая рама, монтируемая на рельсовом пути оборудуется бурильными машинами ударно-поворотного действия. Рама перемещается по рельсовому пути широкой колеи с центральным порталом для пропуска транспортных средств и погрузочных машин. Для обеспечения точного бурения шпуров (особенно контурных) бурильные машины устанавливаются на лестничных направляющих, представляющих собой узкую металлическую раму, состоящую из двух прогонов с поперечными связями. Поперечные связи размещаются через 200 мм. В средней части рамы приварены трубчатые направляющие, по которым передвигается каретка бурильной машины. Опора пневмоподдержки или автоподатчика, опираясь на поперечные связи, передвигается по направляющим по мере заглубления бура в шпур и выдвигания штока автоподатчика. Рама приваривается к консольным кронштейнам, которые входят во втулки хомутов, укрепленных на вертикальных стойках буровой рамы.

Для удобства обслуживания бурильных машин на всех ярусах буровой рамы имеются рабочие подмости, на которых размещаются комплекты буров, распределители сжатого воздуха, бачки со смазочными материалами, водой и др. Платформы буровой рамы соединяются между собой лестницами.

Буровые рамы, смонтированные на рельсовом пути, применяют главным образом при сооружении ж/д тоннелей, когда площадь сечения их остается на все время строительства постоянной и протяженность тоннеля значительна.

Буровые рамы на пневмоколесном ходу обычно монтируют на автомашине большой грузоподъемности или трайлере, буксируемом трактором или автомашиной. Число ярусов рамы для размещения буровой техники зависит от площади сечения тоннеля. Рамы оборудуются гидравлическими домкратами, которыми они раскрепляются в забое при бурении. В зависимости от ширины тоннеля в забое размещается 1-2 буровые рамы. При использовании двух рам проемы между ними во время работы перекрываются щитами. По окончании бурения шпуров рамы отводят от забоя и устанавливают одна за другой. Иногда в конструкции рамы предусматривается центральный проем для подачи к забою бурильной установки.

Поскольку при применении буровых рам, монтируемых на автомашинах, пропуск погрузочно-транспортного оборудования под их нижним ярусом исключается, то во время погрузки породы раму необходимо убирать за пределы тоннеля. Это обстоятельство является существенным недостатком, особенно при сооружении тоннелей значительной протяженности. В этих условиях при сооружении тоннелей больших сечений целесообразно применять в забое две буровые рамы, что обеспечивает большую их маневренность и исключает необходимость выведения рам полностью из тоннеля. Во время погрузки породы рамы размещаются одна за другой. Преимуществом буровых рам на пневмоколесном ходу по сравнению с рамами на рельсовом пути – их большая конструктивная легкость и маневренность. Кроме того, применение таких рам исключает необходимость устройства специальных рельсовых путей.

При выборе типа буровой рамы в основном необходимо принимать во внимание площадь сечения тоннеля, длину и назначение. Буровые рамы на рельсовом пути применяются в основном при сооружении тоннелей с площадью сечения до 100 м². Это положение может быть объяснено тем, что с ростом сечения тоннелей буровая рама на рельсовом пути становится весьма громоздкой, тогда как рамы на пневмоколесном ходу в этих условиях сохраняют мобильность.

Буровые рамы на пневмоколесном ходу применяются при длине тоннеля до 1 км.

В конкретных условиях сооружения тоннелей, необходимо также учитывать ряд других специфических условий, например способ подхода к забою тоннеля (через портал, строительный тоннель или ствол), тип принятого бурового оборудования, объем работ и др.

Число бурильных машин изменяется в зависимости от их типа и площади сечения тоннеля.