книги из ГПНТБ / Мельников Л.Л. Сооружение выработок большого сечения в крепких породах

в Швеции составляет 32—40 мм, в США и Канаде — 56—65 мм. В табл. 13 приведены основные данные тя­ желых бурильных машин, применяемых при сооружении тоннелей в Швеции, обеспечивающие скорость бурения до 10 м/ч при глубине бурения до 30 м.

Прогрессивным решением для обуривания нижних уступов является применение установки многоперфора-

торного бурения, представляющей собой раму, на кото­ рой монтируются колонковые перфораторы. Раму уста­ навливают на полозьях или колесах и перемещают с помощью лебедок.

Весьма удобной оказалась конструкция установки, применяемой при разработке уступа тоннеля ГЭС Сторнорфорс (рис. 25). Бурильные машины с цепной подачей смонтированы на общем каркасе, передвигающемся на балочных полозьях. Перемещение от одного ряда шпу­ ров к другому производилось при помощи двух пневма­ тических кривошипов, смонтированных на общем кар­ касе. Поскольку при бурении имелась опасность встречи бура с несдетонировавшим ВВ, после одновременного включения всех машин бурильщики удалялись под за­ щиту специального предохранительного щита. Установка оборудована приспособлениями для автоматической остановки бурильных машин при достижении определен­ ного уровня бурения. Производительность бурения этой установкой достигала 230 м/смену на одного человека при обслуживании им одновременно четырех машин. Аналогичные установки применяют при сооружении тон-

60

61

нелей ГЭС Тренсглет и Гулселе. Краткая сравнительная характеристика их приведена в табл. 14.

М а ш и н ы у д а р н о-в р а щ а т е л ь н о г о б у р е н и я с к в а ж и н. За последние годы для бурения скважин при разработке нижнего уступа все большее распрост­ ранение получают буровые станки с пневмоударниками, разрушающие забой скважины ударно-вращательным способом.

Характерная особенность бурильных машин с пнев­ моударниками состоит в том, что пневмоударник во вре­ мя бурения находится у забоя скважины и наносит уда­ ры по хвостовику буровой коронки.

Сравнительные исследования машин ударно-поворот­ ного и ударно-вращательного действия в породах типа гнейсов показали, что при одинаковом давлении возду­ ха 5 кгс/см2 машины ударно-вращательного действия обеспечивают в 3—4 раза большую скорость бурения по сравнению с машиной КЦМ-4.

Ввиду того, что масса коронки с изменением глубины бурения остается постоянной, механическая скорость бурения с увеличением глубины скважины почти не из­ меняется.

В зависимости от диаметра скважины пневмоудар­ ники для бурения скважин бывают малых диаметров (50—80 мм); средних диаметров (80—105 мм) и боль­ ших диаметров (с?>105 мм).

62

Для бурения скважин при разработке нижнего усту­ па наибольший интерес представляют пневмоударники малых диаметров, техническая характеристика которых приведена в табл. 15.

основных станков вращательно-ударного действия, при­ меняемых для бурения нисходящих скважин при раз­ работке уступов. Из приведенных в табл. 16 станков следует выделить станок П-31, созданный ВНИИБТ. Легкий станок ударно-вращательного действия весьма успешно был применен при разработке нижних уступов тоннелей Асуанского гидроузла. Средняя производитель­ ность одного станка П-31 составила 12 м/смену, макси­ мальная— 22 м/смену.

Перспективной' машиной для обуривания нижних уступов в подземных условиях является самоходная ма­ логабаритная буровая машина ударно-вращательного действия СБМК-5. В результате применения этой маши­ ны при сооружении строительного тоннеля Токтогульской ГЭС были получены высокие показатели работы. По данным наблюдений [20] в породах с коэффициентом крепости f= 9 -M l (крепкие известняки) механическая скорость бурения составила 4,0—5,2 м/ч, сменная произ­ водительность—19—21 м скважины диаметром 105 мм.

Анализ практики разработки нижних уступов пока­ зывает, что применение машин ударно-вращательного действия имеет следующие преимущества: высокую про-

63

66

3* 67

других частей машины. Поэтому особое внимание уде­ ляется форме ковша. Наименьшие усилия при черпании скальных пород имеют ковши, имеющие полукруглую форму, армированные зубьями трапециевидного сече­ ния, и боковые стенки с вырезом в нижней части. Сте­ пень заполнения таких ковшей значительна, в резуль­ тате чего увеличивается производительность погрузоч­ ной машины. Применение вибраторов для ковшей по­ грузочных машин позволяет ускорить процесс загрузки ковша породой и увеличить наполнение его.

Использование ковшовых погрузочных машин, снаб­ женных конвейером, дает, дополнительно то преимуще­ ство, что можно применять транспортный сосуд теоре­ тически неограниченной длины.

Из машин ковшового типа большое распростране­ ние при сооружении выработок большого сечения полу­ чила машина МПР-6. Она обладает большим сцепным весом (8,8 тс), позволяющим обеспечивать достаточный напор при внедрении ковша в породу, и, как следствие, высокий коэффициент его наполнения. Максимальная крупность кусков породы, при которой машина может удовлетворительно работать, составляет 400—450 мм. С увеличением кусковатости породы затрудняется внед­ рение рабочего органа в массив пород, уменьшается степень заполнения ковша породы, что снижает произ­ водительность погрузки породы. Добиться в таких усло­ виях полного заполнения ковша породой можно только в несколько приемов, что увеличивает время цикла чер­ пания. Значительным недостатком машины МПР-6 яв­ ляется ограниченный фронт погрузки, находящийся в пределах 3,75-^1,0 м. Учитывая, что ширина забоя в проходке однопутных железнодорожных тоннелей сос­

МПР-6 не может обеспечить захвата и погрузки породы по всей ширине забоя. В этом случае избежать ручной подкидки породы и обеспечить полную механизацию погрузки можно лишь одновременным применением двух породопогрузочных машин. Однако при этом производи­ тельность каждой машины снижается вследствие тесноты в забое.'

Институтом Гипрррудмаш сконструирована ков­ шовая погрузочная машина ППН-4 для выработок боль-

68

шого сечения. Машина выполнена на гусеничном ходу, позволяющем избегать ручной подкидки породы при лю­ бой ширине выработки. Большой сцепной вес (12 тс), высокая мощность машины (40 л. с.) обеспечивают вы­ сокий коэффициент наполнения ковша, имеющего ем­ кость 1 м3.

В настоящее время сконструированы и применяют породопогрузочные машины с загребающими лапами на гусеничном ходу. К их числу относятся «Кривбасс-250» конструкции Гнпрорудмаша, ПНБ-3 , и ПНБ-Зк (см. табл. 17). Эти машины обладают сравнительно не­ большой рабочей высотой, высокой теоретической про­ изводительностью, но вследствие особенностей своей конструкции требуют значительной свободной площади; машины довольно дороги и сложны по конструкции. Из машин с загребающими лапами наибольшее распрост­ ранение получила машина ПНБ-Зк. Применение ее при строительстве напорного тоннеля Ингурской ГЭС харак­ теризовалось довольно высокими показателями — сред­ няя производительность погрузки породы нередко до­ стигала 20—22 м3/ч.

За рубежом породопогрузочные машины получили весьма широкое распространение (табл. 18). Ковш неко­ торых породопогрузочных машин выполнен с боковой разгрузкой, что дает возможность избежать разворота машин во время погрузки породы в транспортный со­ суд. Наибольшее применение получили машины

«Конвей-100» и «Эймко-105».

Следует отметить, что в 1958—1961 гг. на стройках Главтоннельметростроя испытывали зарубежные поро­ допогрузочные машины — «Конвей-100» с емкостью ков­ ша 0,76 м3 и шведскую машину LM-500 Н, выпускаемую фирмой «Атлас-Копко». Испытания этих ...машин при строительстве отечественных железнодорожных тонне­ лей показали, что их параметры удовлетворяют усло­ виям сооружения выработок большого сечения. Большая мощность породопогрузочной машины «Конвей-100», достаточная масса и емкость ковша обеспечивали устой­ чивую высокую производительность ее даже при значи­ тельной крупности кусков ' взорванной породы (до 600—700 мм). Сравнительные испытания показали,' что объем породы, погружаемый , двумя параллельно рабо­ тающими машинами МПР-6 за 4—5 ч, в совершенно

69

пами