3. Расчет комплекса буровзрывных работ

3. 1. Определение глубины шпуров

Глубина шпуров определяет трудоемкость и длительность всех процессов в проходческом цикле. В производственных условиях глубина шпуров в комплекте обычно рассчитывается из планируемого объема проведения выработок, механовооруженности забоя и принятой организации работ. Практика проведения выработок забоем с одной обнаженной поверхностью показывает, что глубина шпуров в комплекте находится в пределах от 1,0 до 2,5-3,0 м и в среднем составляет 1,5-2,0 м. При этом необходимо иметь в виду, что чем больше крепость породы, меньше площадь поперечного сечения забоя и работоспособность ВВ, тем меньше глубина шпуров. Для самоходных бурильных установок наименьшая трудоемкость проведения выработок достигается при глубине шпуров 2,1-3,6 м.

Глубину шпуров в комплекте можно определить, исходя их заданных темпов проходки:

, (3.1)

где L – месячный план проходки выработки, м/мес.; n_рд – число рабочих дней в месяце (26 или 30); n_см – число рабочих смен в сутки (от 1 до 4 смен); n_ц – число циклов, выполняемых в смену (1 цикл, реже 2);  - КИШ – коэффициент использования шпуров (0,85-0,9.)

Глубина врубовых шпуров принимается на 10-20% (примерно на 250 мм) длиннее отбойных (оконтуривающих и вспомогательных).

В забоях горизонтальных и наклонных выработок с неустойчивыми породами глубина шпуров не должна превышать величины допустимого обнажения пород:

l_шп = (0,50,9)В, (3.2)

где В – ширина выработки.

На практике средняя глубина шпуров в комплекте при бурении их переносными перфораторами чаще всего находится в пределах 1, 3÷1,6 м.

3. 2. Буровые машины, установки и инструмент для бурения шпуров

При проведении горно-разведочных выработок оборудование для бурения шпуров, инструмент и установочные приспособления выбирают в зависимости от свойств пород (крепости, трещиноватости, буримости) и размеров поперечного сечения горных выработок.

В настоящее время на горно-разведочных работах наиболее универсальным способом бурения шпуров по породам с f > 4 является ударно-поворотный с помощью перфораторов. Переносные (бывшие ручные) перфораторы (рис. 3.1, табл. 3.1) применяют при проведении канав, траншей, шурфов, стволов шахт, а также при проходке горизонтальных и наклонных выработок.

Рис.3.1. Переносной пневматический перфоратор ПП-63

Таблица 3.1 Характеристика пневматических переносных перфораторов
Наименование параметра	Норма для типоразмера (бывшие обозначения)
	ПП-36	ПП-50	ПП-54	ПП-63
Энергия удара, Дж	36	50	54	63
Частота ударов, с-1	38,33	34,0	38,33	30,0
Крутящий момент, Н·м	18	20	26,5	26,5
Удельный расход воздуха, м3с-1/кВт	0,029
Масса, кг	24	30	32	35
Коэффициент крепости пород, f	10	12	14	20

При бурении шпуров в горизонтальных выработках переносные перфораторы устанавливают на пневматические поддержки (табл. 3.2), которые служат для поддержания перфораторов во время бурения и создания осевого усилия подачи в направлении оси буровой штанги.

Рис.3.2. Бурение горизонтальных и наклонных шпуров переносным пневматическим перфоратором с пневмоподдержкой

Таблица 3.2 Характеристика пневмоподдержек
Тип	Параметры
	Ход поршня, мм	Длина в сжатом состоянии, мм	Раздвижное усилие, Н	Номинальное давление воздуха, МПа	Масса, кг
П1 (П-8)	80030	120020	1500100	0,5(5,0)	17,0
П2 (П-11)	110040	150020			20,0
П-3 (П-13)	130050	150020			22,0

При ударно-поворотном бурении в качестве инструмента применяют комплекты полых буровых штанг (табл. 3.3) со съемными буровыми коронками (табл. 3.4), армированными твердым сплавом. Коронки долотчатой формы применяют для бурения в крепких вязких монолитных породах; крестообразной – в трещиноватых и нарушенных породах.

	Таблица 3.3 Диаметры буровой стали для штанг
	Диаметр стали, мм	Марка перфоратора
	190,4	ПП-36
	220,4	ПП-36,ПП-50,ПП-54
	250,4	ПП-54,ПП-63,ПТ-38,ПТ-48
	320,4	ПК-50,ПК-60,ПК-75

	Таблица 3.4 Характеристика коронок, выпускаемых Кузнецким машиностроительным заводом
	Марка коронки	Диаметр коронки, мм	Начальный диаметр посадочного конуса, мм	Марка твердого сплава
	Коронки долотчатые с конусным соединением
	КДП-32-19	32	19	ВК15 или ВК11В или ВК-8В
	КДП-36-22	36	22	-«-
	КДП-40-25	40	25	-«-
	КДП-43-25	43	25	-«-
	КДП-46-25	46	25	-«-
	Коронки крестообразные с конусным соединением
	ККП-32-19	32	19	ВК15 или ВК11В или ВК-8В
	ККП-36-22	36	22	-«-
	ККП-40-25	40	25	-«-
	ККП-43-25	43	25	-«-
	ККП-46-25	46	25	-«-
	ККШ-36-22	36	22	-«-
	ККШ-40-25	40	25	-«-
	ККШ-43-25	43	25	-«-
	Коронки трехперые штырьевые с конусным и резьбовым соединением
	КТШ-36-22	36	22	ВК-11В
	КТШ-40-25	40	25	ВК-11В
	КТШ-43-25	43	25	ВК-11В

Буровые штанги под съемные коронки изготавливают из стали 55С2. Для изготовления съемных коронок применяют следующие марки стали: 35ХГСА, 20Х2Н4А, 18Х2Н4МА, 38ХН3МФА. Для армирования коронок применяют твердые сплавы ВК8В, ВК11В, ВК15, где номер сплава показывает процентное содержание в нем кобальта, повышающего вязкость, но уменьшающего твердость.

Диаметр буровой стали должен соответствовать выбранному перфоратору, а начальный диаметр посадочного конуса коронки – диаметру буровой штанги. Диаметр коронок в комплекте имеет разницу (шаг по диаметру) в 1-2 мм, а диаметр коронки самой длинной буровой штанги на 2-4 мм больше диаметра применяемого патрона ВВ.

Для переносных перфораторов разница между буровыми штангами в комплекте по длине (шаг по длине) принимается равной 0,8-1,0 м; длина самой короткой (забурника) – 0,4-0,7 м. Длина буровых штанг в комплекте для телескопных и колонковых перфораторов по шагу равна длине хода подачи.