Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Кравченко Г.И. Облегченные крепи вертикальных выработок

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.7 Mб
Скачать

лепия расстрелов, сокращения расхода набрызгбетоиа п затрат на проветривание. В последние годы многими исследованиями и практикой показана возможность по­ лучения указанных результатов, применяя контурное взрывание.

По данным работ [6, 32, 49] качество оконтурнвания выработок определяется параметрами циклов: бурового [расстояние между оконтуривающпми шпурами Е\, ли­

ния наименьшего сопротивления (л. н. с.)

зарядов

W\\

коэффициент сближения Е\ : Wц диаметр,

глубина,

на­

правление оконтуривающих шпуров]; взрывного

(тип

ВВ, удельный заряд q0, диаметр, конструкция и очеред­ ность взрывания зарядов в оконтуривающих шпурах). Многими авторами отмечается, что при наличии уста­ новленных общих закономерностей контурного взрыва­ ния для уточнения его параметров в конкретных условиях необходимы специальные исследования. Вызы­ вается это недостаточной разработкой теории взаимо­ действия взрыва зарядов оконтуривающих шпуров, влиянием на результат взрыва многих малоизученных природных н технических факторов.

В связи с этим при опытно-промышленном приме­ нении облегченных крепей на рудниках Горной Шорни, Урала, Кизеловского бассейна вели работы по улучше­ нию качества оконтурнвания и изучению эффективности отдельных параметров контурного взрывания в креп­ ких породах (/>10) [25, 46, 891

Методика наблюдений и контроль за качеством оконтуривания. Результаты взрыва оценивали следующими показателями:

а) переборы породы — отношение разности сечений фактического в проходке и проектного вчерне к проект­ ному вчерне;

б) неровность контура — средняя разность между максимальными выступами и впадинами фактического контура относительно центра ствола, замеряемыми на участках длиной 50 см проектного контура, — опреде­ ляется из выражения

иhr 4- h, -f- hs4~ ■ ■ • + hn

где hn = Rвп—Rn — неровность контура ствола на уча­ стке, ограниченном отрезком проектного контура дли­

140

ной 50 см; /?1!И— расстояние

от центра

ствола до

наи­

большей

впадины па данном участке, см; RB— расстоя­

ние от

центра ствола до

наибольшего

выступа,

см;

iii— число отрезков длиной 50 см на проектном контуре (рис. 54, а);

в) размеры зоны нарушенных пород.

Для замера и снятия контура ствола использовали прибор ВостНИГРИ (рис. 54, б) (46]. Принцип действия этого прибора следующий: контур ствола, описываемый концом шнура, при его движении по периметру посред­ ством системы пружин, подвижной каретки и неподвиж­

ного блока передается на записывающее

устройство и

в уменьшенном масштабе фиксируется

на

планшете.

Прибор пригоден для исследований и для

использова­

ния в производственных условиях.

 

 

Степень трещиноватости оценивали методом фильт­ рации '[24, 25]. Для контроля часть шпуров обследовали с помощью прибора РВП-1, замеряя длину и ширину трещин и подсчитывая их суммарную площадь для каждого участка шпура длиной 10 см.

Получение ровного контура. Эффективность рас­ средоточения ВВ в оконтуривающих шпурах и их сгу­

щения проверили при проведении ствола шахты

«Ново-

Капитальная»

Таштагольского

рудника.

Ствол

диа­

метром 8,1 м вчерне пересекал

крепкие

('[=104-12)

карбонатно-серицитовые сланцы, порфириты

с углом

падения

87—89°. В оконтуривающих

шпурах

j =

= 704-80

см;

Wt= 1 м)

диаметром 42

мм

заряды ВВ

рассредоточивали

с помощью

деревянных

прокладок

длиной 20 см. В

качестве ВВ

использовали

скальный

аммонит

прессованный

№ 1 в патронах

диаметром

36 мм и весом 250 г. Для улучшения детонации приме­ няли отрезки детонирующего шнура. Порода разруша­ лась по всей длине шпура при сравнительно ровном оконтуривании, несмотря на уменьшение заряда в шпу­

ре на

250 г.

Аналогичный

результат

получали

при

Д = 30

см и

заряжании шпуров через

один рассредо­

точенными зарядами.

 

ствола шахты

На руднике «Темир-Тау» при углубке

«Клетевая»,

пересекавшего

крепкие

породы

(f =

164-18), иссеченные мелкими трещинами, изучали влия­ ние количества ВВ в шпуре на качество оконтуривания. Основные показатели и результаты опытных работ

141

Рис. 54.

Проектный

и фактический контур

ствола (а)

и при­

 

 

бор для его замера (б):

 

/ — рамка;

2 — скоба;

3 — цапфа; 4 — планшет;

5 — подвижная

каретка;

0 — шкнвы; 7 —шнур; S —записывающее устройство; 9 — неподвижный блок; 10 — патрубки; 11 — водило

142

ПрИЁедеиы на рис. 55. Взрывание половины забоя уступа электроогневое; ВВ — аммонит № 6 ЖВ и детонит 10А, последним заряжали оконтуривающие шпуры. Патроны детонита диаметром 28 мм, длиной 240 мм и весом 150 г

6

Рис. 55. Схема расположения шпуров (а), конструкция за­ ряда в оконтуривающих шпурах (б) и зависимость неровно­ сти стенок от удельного заряда ВВ (в):

1 — патроны ВВ; 2 — деревянные прокладки 20X20X200 мм; 3 — детони­ рующий шнур

дают возможность при заряжании шпуров диаметром 40 мм пропускать вдоль них детонирующий шнур.

Наименьшая неровность контура получена при за­ ряде 0,3 кг/м; £i = 70 см и Wi = 40 см. К. и. ш. при опыт­ ных взрывах в среднем составил 0,9.

Влияние Е [ и W\ на качество оконтуривания изучали при проведении шурфа на руднике «Каз» (Горная Шо­

143

рня) в крепких (7= 12ч-14) слаботрещиноватых порфнритах. Показатели и результаты опытов приведены на рис. 56. Врубовые и вспомогательные шпуры заряжали скальным аммонитом № 1, оконтурнвающие — детоннтом 10А. Удельный заряд 0,3 кг/м. Из рис. 56,6 видно, что незначительные отклонения Е\ и Wj от оптималь­ ных значений резко ухудшают качество взрыва.

 

Рис.

56.

Схема

расположения шпуров (а)

и

влия­

 

 

ние

расстояния между

оконтурнвающими

шпурами

 

 

С, и линии наименьшего сопротивления окоптури-

 

 

вающих

шпуров

W'i

па

неровность

породных

сте­

 

 

 

 

 

 

нок (б)

 

 

 

 

 

Хорошие

результаты

получены

при использовании

отдельных

элементов

контурного взрывания

при

про­

ходке вертикальных выработок в различных

бассейнах

[32,

51].

установлена

целесообразность

применения

 

В [32]

рассредоточенных зарядов

с водяными

радиальными

зазорами: коэффициент

сближения

E {/Wi

возрастает

от

0,5 при

воздушном

зазоре до 1,5

без

ущерба

для

качества оконтуривания. Возможность уменьшения ко­ эффициента избытка сечения с 1,15 до 1,06 применени­ ем контурного взрывания установлена в работах [6, 49, 88 и др.].

144

При использовании облегченных крепей в выработ­ ках, пересекающих непрочные и неустойчивые породы, взрывными работами целесообразно разрушать цент­ ральную часть забоя, а оконтуривание производить от­ бойными молотками или вручную [72].

Степень разрушения боковых пород взрывами изуча­ ли в горизонтальных выработках. Это более удобно, поскольку воздействие взрыва зарядов оконтуривающих шпуров на боковые породы одинаково для выра­ боток любого направления [6, 51 и др.], а проведение та­ ких работ в вертикальных выработках трудно осущест­ вимо.

Влияние конструкции заряда оконтуривающих шпу­ ров на размеры зоны трещинообразования изучали в полевом штреке № 51 шахты № 38 комбината Кизел-

уголь, пересекавшем крепкие

(7= 12ч-14)

песчаники.

Е i и W| оконтуривающих

шпуров

диаметром 42 мм

приняли по 42 см; ВВ — аммонит № 6 ЖВ

в патронах

диаметром 32 мм, длиной

35

см; заряд

оконтуриваю-

щего шпура 0,9 кг.

 

 

 

 

между ними

Заряды ВВ с воздушным промежутком

и забойкой взрывали с замедлением

2

с относительно

предшествующей ступени

замедления.

 

Установлено

большое влияние величины промежутка на зону разру­ шения пород вокруг выработки (рис. 57).

Аналогичное влияние «а нее оказывает и соотноше­ ние между диаметрами оконтуривающих шпуров и пат­

ронов ВВ: при его значении

1,31

(42: 32) ее

глубина

0,5 м, при 1,63 (52:32)

глубина — 0,2—0,3 м.

пород в

Зависимость между степенью

разрушения

ирикоитурной зоне и Ех (0,3;

0,4;

0,5; 0,7; 0,9

м) при

постоянном Wx (0,35 м)

изучали в выработке,

пройден­

ной в песчанике с /= 144-16.

Оконтуривающие

шпуры

взрывали одновременно.

Степень

разрушения

массива

оценивали временем фильтрации определенного

объема

воздуха через массив.

Из рис. 58

видно, .что

монолит­

ность массива максимальна при значениях коэффициен­

та сближения

1,3—1,6.

 

 

 

 

На Высокогорском

руднике

изучали

нарушенность

лриконтурной

зоны вокруг

выработок,

пересекающих

изверженные

породы

(сиениты,

роговики, скарны) с

[= 8ч-14

[45]. Из рис.

59

видна

сравнительно малая

степень

разрушения пород

взрывными

работами. Не-

145

сколько большее число случаев обнаружения трещино­ ватости на глубине свыше 0,4 м при использовании при­ бора РВП-1 объясняется тем, что он фиксирует закры­ тые и заполненные материалом трещины, которые не могли быть отмечены методом фильтрации.

 

Рис.

57. Влияние

вели­

 

Рис. 58. Зависи­

 

 

чины

воздушного

про­

 

мость времени

фильт­

 

 

межутка на глубину тре-

 

рации

от

коэффи­

 

 

щинообразования

 

 

циента

сближения

 

 

 

 

 

 

 

 

зарядов

при

 

рас­

 

 

 

 

 

 

 

 

стоянии

от

контура

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выработки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 — 0,1— 0,2

м;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 — 0,2—0,3

м

 

 

 

S 5 W

 

 

 

 

«М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л

зоо

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

^>20 х

------.

V

 

 

%t

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U r n

 

 

 

 

 

 

3

; 3 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

** to

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0,2

0,6

0,0

0,8 '

0

0,2

0,6

 

0,0

0,8

/

 

Предельная глубина фильтрации, м

Глубина,

шпуроб, м

 

 

Рис. 59. Диаграмма нарушенное™ приконтурного

массива

 

 

 

пород по данным:

 

 

 

 

 

 

а — исследования

методом

фильтрации;

б — обследования

прибо­

 

 

 

 

 

ром

РВП-1

 

 

 

 

 

 

Определение

рациональных

параметров

контурного

взрывания

( Е и Wь q0 и некоторых других)

выполняют

на основе опытных данных

или расчетным путем.

Для

этой цели

можно использовать

метод,

предложенный

146

Л. И. Бароном и А. В. Ключниковым [б]. В расчетной схеме используют показатели дробимости и трещинова­ тости пород. Первый из них определяют опытным пу­ тем по методике, предложенной в работе [6], или при­ ближенно по формуле

*„,ах =

- у --------1 , 7 ,

 

( 1 0 2 )

где / — средний коэффициент крепости.

изменений

0,8-—

По величине итах

(диапазон

25,9 см3) все породы делят на 6 классов.

По степени трещиноватости, определяемой непосред­

ственными наблюдениями

вдоль трассы проходки, по­

роды делятся иа 3 группы:

 

 

 

Расстояние между трещинами,

 

0,15—1,5

<0,15—0,2

м .............................................. > 1 —1,5

Коэффициент относительной мо­

1

0,5

0

нолитности АГмон...................

Исходная величина при расчете параметров контур­

ного взрывания — л. н. с.

оконтуривающих

шпуров —

в первом приближении принимаемая равной 0,5—0,6 м

для монолитных

и

средней

трещиноватости

пород,

не

более 0,7—0,8 м — для сильнотрещиноватых.

 

 

и

Расстояние

между оконтуривающими шпурами

их число равны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ег — 0,95

 

 

(ЮЗ)

 

Лок= 1 , 0 5 ^ + 1,

 

(104)

а общее число шпуров в комплекте

 

 

 

N = Л^вн + N 0K

 

/ l , 5 o max +

+ 1,05 —

+

1,

 

 

2.5

/ Г т

(105)

 

 

 

 

 

 

где ГГ — периметр

выработки;

NBn— число

врубовых

и вспомогательных

шпуров

на

одну заходку;

5 — пло­

щадь поперечного сечения выработки; v — коэффициент формы поперечного сечения выработки (при круглом сечении равен 3,14, при прямоугольном — 4).

Сумма зарядов врубовых и вспомогательных

шпу­

ров комплекта определится из выражения

 

Q„„ = 0,785<£г/шДЛ1вн,

(106)

147

где d3— диаметр шпурового

заряда,

см; Д — средняя

плотность ВВ в заряде, г/см3; /ш — длина

шпура, см;

т — отношение длины заряда в шпуре к полной

его дли­

не (для шпуров

врубовых наклонных т = 0,6-^0,75,

вру­

бовых прямых

т=0,8ч-0,9,

вспомогательных

т = 0,4н-

-ь0,65). Большие значения

т принимаются

для

более

крепких пород.

 

 

 

 

 

 

Оптимальный удельный заряд оконтуривающих шпу­

ров (весовое количество ВВ на 1 м шпура,

 

обеспечи­

вающее наилучшее оконтуривание выработки)

 

 

<7о = 1,251?! [0,4 + &МОН(0,58 - 0,32umax)],

 

(107)

а общий вес заряда в оконтуривающем шпуре

 

 

Qm = Qolm= 1,25^/щ [0,4 +

kMm(0,58 — 0,32цтах)],

(108)

где 1,25 — коэффициент, учитывающий

пригрузку ра­

нее отбитой породой.

 

 

 

 

 

Сумма зарядов оконтуривающих шпуров

 

 

 

 

W ok = Q uM > k -

 

 

 

О 0 9 )

Равномерное распределение заряда ВВ обеспечи­ вается разделением его воздушными промежутками, чис­ ло которых составляет

п вп= - ^ - 1 ,

( П О )

Я

где q' — вес отдельной части рассредоточенного заряда; обычно равен весу половины или целого патрона (в об­ водненных забоях — только целые патроны).

Длина воздушного промежуткаподсчитывается по формуле

 

 

/вп = 4 ^ ( 1 - ? о /з - V ) .

• ■ ( Ш )

 

 

йш V

Я

J

 

где

/3 — длина

отдельной части сосредоточенного заря­

да,

м.

 

 

 

 

 

Опытами установлено, что для сохранения постоян­

ной длины W1

расстояние

между

вспомогательными

шпурами в соседнем с оконтуривающими ряду следует принимать равным (1—1,2) Д1, а в легкодробимых поро­ дах и в выработках большого сечения — увеличивать до 1,5 Е\. Вспомогательные шпуры последнего ряда и оконтуривающие должны быть параллельны на всем протя­ жении. Следует предусматривать одновременное взры-

148

ванне зарядов оконтуривающих шпуров (с помощью де­ тонирующего шнура или электродетонаторов одной сту­ пени замедления), обеспечивая весьма эффективное встречное инициирование зарядов в смежных шпурах [32, 90]. Определенные расчетным путем параметры кон­ турного взрывания в последующем проверяют и уточня­ ют в производственных условиях.

 

§ 2.

Крепление расстрелов

 

 

 

 

При использовании

облегченных

крепей

наиболее

сложно крепить расстрелы.

 

 

 

 

или

лунок,

Расстрелы

крепят с

помощью штанг

сделанных в крепи или породе.

Неровности

стенок,

различия в форме и размерах поперечного

сечения за­

трудняют изготовление и установку

расстрелов

в лун­

ки, устройство опалубки и т. д.

Этого избегают, при­

меняя контурное

взрывание,

контроль

за

формой и

размерами поперечного

сечения

при

взрывных работах

и креплении (шаблоны, боковые

отвесы,

 

прибор

ВостНИГРИ).

лунок

применяемыми

при

бетонной

Разработка

крепи способами не всегда возможна.

Оставление лу­

нок заранее не достигает цели

 

из-за

малой

толщины

крепи, так как в последующем необходимо

их

углуб­

лять до 20—40 см, а разработка

породы с f = 6-4-10 от­

бойными молотками практически невозможна.

 

можно

В крепких породах и набрызгбетоне

лунки

получать буровзрывным способом и выбуриванием. На

руднике «Темир-Тау»

лунки в крутопадающих

тре­

щиноватых

адамеллитах с f= 14-1-16

получали

буро­

взрывным

способом (рис. 60). Шпуры

диаметром 36

и 75 мм бурили молотком

ПР-24Л.

Три шпура

диа­

метром 75

мм не заряжали,

в шпурах 1—6 размещали

заряды патронированного детонита

10А. Заряд

весом

120 г рассредоточивали

на

две равные части деревян­

ной прокладкой длиной 12 см, затем укладывали дето­

нирующий

шнур со стороны целиков между шпура­

ми диаметром 36 мм. Взрывание

производили огне­

вым способом в последовательности

2, 5, 3, 4, 1, 6. Та­

ким

способом достигается хорошее

оконтуривание лу­

нок

(рис.

60, б) ; при нарушении целости крепи взрывом

149

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ