
Горные машины
.pdf
При длительном хранении почвы размещаются на возвышенных ровных и сухих участках с приданием им правильной геометрической формы, высота буртов не должна превышать 5…10 м. Для предохранения от ветровой и водной эрозии на буртах высеваются многолетние травы.
Для краткосрочного хранения почвы складываются в отвалах, расположенныхвнепосредственной близостиотпроходимойгорнойвыработки.
Для снижения эрозийных процессов на отвалах угол откоса отвала определяется по формуле
α = 3 5,6 104 , H −3,1
где Н – высота отвала, м.
Для покрытия отвалов и предотвращения сдуваемости пыли можно применить водные растворы полимеров 0,2–0,5%-й концентрации с расходом 5…10 л/м2. Срок службы таких покрытий 1–3 года.
Можно также применять битумную эмульсию (нефтяной битум, сульфатно-спиртовая барда, вода) в концентрации 15–20 % с расходом до 10 л/м2 покрываемой площади.
Значительное количество пыли выделяется с полотна дорог при транспортировке грузов и горной массы.
Ниже приведены рекомендации о пылесвязующих веществах для покрытия дорог.
Пылесвязующие вещества |
Удельный расход, |
Срок обеспыливания, |
|
л/м2 |
сут |
Вода ........................................... |
1,0 |
1,5 |
Сульфатно-спиртовая барда .... |
1 |
120 |
Хлорид кальция ....................... |
1,5 |
240 |
Мазут ....................................... |
4 |
600 |
Универсин ................................ |
1 |
160–330 |
Хлорид кальция и мазут имеют побочные явления – загрязнение карьерной воды и выделение вредных паров.
Сульфатно-спиртовая барда (отходы бумажно-целлюлозной промышленности) снижает интенсивность пылевыделения при щебеночном покрытии дорог на 80–89 %.
Универсины (химическое соединение жидких компаундированных битумов) рекомендуются: (вязкий) в условиях сухого и умеренного климата – универсин А; для условий влажного климата и малоснежных зим – универсин В (высоковязкий).
Употребление универсинов снижает запыленность на 90–95 %, но сокращает срок эксплуатации автомобильных покрышек.
331
При наличии в пределах карьерного поля водоносных горизонтов устраиваются противофильтрационные завесы траншейного типа. Ширину траншеи принимают 0,6 м и заполняют глиногрунтовыми смесями или путем бурения сближенных скважин и нагнетания в них тампонажных цементных растворов.
При бурении скважин шарошечными долотами на карьере без пылеулавливания выделяется 2200 мг/с пыли, с использованием водовоздушной и водоэмульсионной смесей – 3…5 мг/с. При бурении скважин целесообразно применять оборотное водоснабжение. После окончания бурения скважин вся промывочная жидкость перекачивается в зумпфы и впоследствии используется при бурении других скважин. Контроль за количеством жидкости, подаваемой в скважину, производится расходомером РПЛ-1 или электромагнитным расходомером ЭМР-2 непрерывно в процессе бурения.
Для предотвращения загрязнения подземных вод выполняется строгий контроль за утечками воды в скважинах, и при наличии утечек производится крепление скважин путем постановки цементного моста или обсадки скважин в интервале утечек промывочного реагента.
В карьерах, производство работ в которых сопровождается пылеобразованием и газовыделением, не реже одного раза в квартал в местах наибольшего пылеобразования и скопления газов должен производиться набор проб для анализа воздуха.
Для борьбы с пылью перед взрывом и после него производится орошение поверхности водой с помощью специальных оросительных установок типа УМК-1 (оросительно-вентиляционная установка), смонтированных на базе автосамосвала БелАЗ, или поливочных установок с гидромониторами.
Для предотвращения распространения газового облака на близлежащие лесные массивы и поселки необходимо учитывать климатические условия, направления ветра; применять ВВ с нулевым или близким к нему кислороднымбалансом(выделениеядовитыхгазовприихвзрывахнаименьшее).
Для экранирования энергии волн напряжения заряды по внутреннему контуру разрушаемого массива взрывают мгновенно, а последующие заряды взрывают через 75, 100, 125 мс и т. д.
Удельный расход ВВ в разрядах мгновенно взрываемого ряда, предназначенных для формирования экранируемого слоя, повышается на 15–20 % противрасчетного(фактического), авостальных– снижается на10–15 %.
Для устранения заколов в глубину массива за мгновенно взрываемым рядом взрывается небольшое число скважин в углах блока.
332
Для сохранения структуры массива заряд должен быть рассредоточен на две части: 80 % в нижней и 20 % в верхней, разделенных воздушным промежутком менее или равного 1/3 длины нижнего заряда.
Хранение топлива и горюче-смазочных материалов на территории производства буровых и горных работ должно осуществляться в соответствии с требованиями:
•площадки для хранения ГСМ должны располагаться на расстоянии не менее 50 м от стоянок буровых установок;
•площадки для хранения ГСМ следует систематически очищать от стерни, сухой травы, окапывать канавой;
•бочки с топливом необходимо наполнять не более чем на 96 % их объема, укладывать пробками вверх и защищать от солнечных лучей;
•на видном месте устанавливать плакаты-предупреждения: «Опас-
но!», «Не курить!».
Стоянки для спецавтомобилей, гусеничных транспортных средств должны устраиваться на площадках, очищенных от сухой травы, валежника и др., на расстоянии не ближе 15 м от стогов сена, торфяника.
Осветление воды осуществляется путем отстаивания и фильтрования. Мелкодисперсные и коллоидные частицы осаждаются путем добавки в воду коагулянтов или флокулянтов – железного купороса, хлорид железа и др. Для контроля качества воды в водных источниках производится отбор проб в стеклянные бутылки емкостью 3 л, прикрепляемые к шесту, с различных глубин ствола и по профилю стока.
Количество взвешенных веществ устанавливается путем отделения их от жидкой фазы в фильтрах. Объем фильтруемой пробы не должен быть менее 100 мл.
Разведочные канавы после завершения в них работ по геологической документации и отбора проб подлежат ликвидации – полной засыпке. Первоначально засыпают неплодородный слой. Верхняя часть канавы заполняется плодородным слоем, складированным в период проходки канав по одну ее сторону. С другой стороны канавы складируется неплодородный слой. Засыпают механизированным способом или вручную в зависимости от объема работ и рельефа.
Неглубокие шурфы при ликвидации полностью засыпают породой, глубокие – частично. Стволы разведочных шахт и штольни с развитой системой подземных выработок обычно не ликвидируют, а консервируют или передают непосредственно горным предприятиям.
В зависимости от глубины разработки и образования мульдообразных, террасированных, каньонообразных или воронкообразных форм карьера предусматриваются:
333
•мульдообразные впадины – восстановление кустарниково-древесной растительности на контурах впадины и мелиоративные работы;
•мульдообразные террасированные впадины – частичная планировка поверхности, мелиорация, восстановление растительного покрова на границах террас и в контурах впадин;
•каньонообразные и воронкообразные провалы – засыпка провалов промышленными и бытовыми отходами, сооружение плоских породных отвалов с последующей рекультивацией их поверхности,
водохозяйственные и гидротехнические работы. Рекультивационные работы на нарушенных землях разделяют на
два этапа: горнотехнический и биологический.
Основными задачами горнотехнической рекультивации является формирование структуры верхних слоев и рельефа поверхности, благоприятных для использования восстановленных земель в сельско-, лесохозяйственном производстве и других целях.
Объектами горнотехнической рекультивации являются поверхность промышленных площадок горно-разведочных работ и породные отвалы.
Рекультивация территории промышленных площадок сводится к планировке, удалению бетонных, металлических и деревянных сооружений, в некоторых случаях рыхлению пород плантажными плугами и покрытию поверхности плодородными, сохраняемыми в буртах грунтами.
Работы по горнотехнической рекультивации выполняют геологоразведочные организации, по биологической, заключающейся в восстановлении иповышенииплодородияземель, – основныеземлепользователи.
Охрана животного мира заключается в следующем:
1.В период гона, гнездования птиц и отела взрывные работы запрещаются.
2.Вскрышные работы производят в осенний период.
3.Перед взрывом торфов первого уступа посты оцепления двигаются от центра карьера к границам опасной зоны по разлету отдельных кусков взорванной породы, создавая при этом шумовой эффект с помощью сирены, трещоток для отгона животных и птиц. Звуковой сигнал подавать на частоте 450…500 Гц.
Контрольные вопросы
1.Источники отрицательного воздействия на окружающую среду при горно-разведочных работах.
2.Охарактеризуйте технологические операции, осуществляемые при горно-технологической рекультивации отвалов.
3.Как сохранить плодородный слой почвы при проведении разведочных выработок?
334
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Аренс В.Ж. Грани горной науки. – М.: Издательство Московского горного института, 1992.
2.Баронский И.В., Першин В.В., Баранов Л.В. Строительство и углуб-
ка вертикальных стволов. – М.: Недра, 1995.
3.Безопасность при взрывных работах: сборник документов / кол. авт. Вып. 1. Серия 13. – 2-е изд. – М.: Федеральное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2007.
4.Брылов С.А., Грабчак Л.Г., Комащенко В.И. и др. Охрана окру-
жающей среды: учебник. – М.: Высшая школа, 1985.
5.Брылов С.А., Грабчак Л.Г., Комащенко В.И. Горно-разведочные и буровзрывные работы: учебник. – М.: Недра, 1989.
6.Брылов С.А., Грабчак Л.Г., Комащенко В.И. и др. Взрывные работы при разведке полезных ископаемых. – М.: Недра, 1985.
7.Вайншток С.М., Гумеров А.Г., Калинин В.В. и др. Взрывные работы на магистральных нефтепроводах и нефтепродуктопроводах. – М.: Недра – Бизнес-центр, 2006.
8.Ганопольский М.И., Барон В.Л., Белин В.А. и др. Методы ведения взрывных работ. Специальные взрывные работы: учебник. – М.: Издательство Московского горного университета, 2007.
9.Глоба В.М. Буровзрывные работы при строительстве магистральных трубопроводов и подземных хранилищ: учебник. – М.: Недра, 1984.
10.Голик В.И., Брюховецкий О.С, Габараев О.З. Технологии освоения месторождений урановых руд. – М.: Издательство МГИУ, 2007.
11.Грабчак Л.Г., Брылов С.А., Комащенко В.И. Проведение горно-
разведочных выработок и основы разработки месторождений полезных ископаемых: учебник. – М.: Недра, 1988.
12.Грабчак Л.Г., Малышев Ю.Н., Комащенко В.И., Федунец Б.И. Про-
ведение горно-разведочных выработок и основы разработки месторождений полезных ископаемых: учебник. – М.: Академия горных наук, 1997.
13.Грабчак Л.Г., Багдасаров Ш.Б., Иляхин СВ. и др. Горно-разведочные работы: учебник. – М.: Высшая школа, 2003.
14.Грабчак Л.Г., Несмотряев В.И., Шендеров В.И., Кузовлев Б.Н.
Горнопроходческие машины и комплексы. – М.: Недра, 1990.
15.Комащенко В.И., Носков В.Ф., Исмайлов Т.Т. Взрывные работы:
учебник. – М.: Высшая школа, 2007.
335
16.Комащенко В.П., Носков В.Ф., Лебедев А.И. Буровзрывные работы:
учебник. – М.: Недра, 1995.
17.Крец В.Г., Семенова Т.А. Оценка надежности технологических схем проведения горных выработок: Сборник докладов научнотехнической конференции «Проблемы научно-технического прогресса в бурении геологоразведочных скважин». – Томск: Издательство Томского политехнического института, 1991.
18.Кутузов Б.Н. Взрывные работы: учебник. – М.: Недра, 1988.
19.Кутузов Б.Н. Методы ведения взрывных работ. В 2-х ч. Ч. 1. Разрушение горных пород взрывом. – М.: Издательство «Горная кни-
га», 2007.
20.Лукьянов В.Г., Громов А.Д. Проведение горно-разведочных выработок: учебное пособие. – М.: Недра, 1986.
21.Лукьянов В.Г., Громов А.Д. Проведение горно-разведочных выработок: учебник. – М.: Недра, 1999.
22.Лукьянов В.Г., Грабчак Л.Г., Рогов В.Ф., Крец В.Г. и др. Проведение горизонтальных горно-разведочных выработок скоростным методом: справочное пособие. – М.: Недра, 1989.
23.Лукьянов В.Г., Громов А.Д., Пинчук Н.П. Технология проведения горно-разведочных выработок: учебник. – Томск: Издательство Томского государственного университета, 2004.
24.Лукьянов В.Г. Альбом технологических карт скоростного проведения горизонтальных горно-разведочных выработок. – Томск: Издательство Томского государственного университета, 1982.
25.Лукьянов В.Г., Шмурыгин В.А., Зленко B.C. Применение энергии взрыва при строительстве и эксплуатации магистральных нефтепроводов // ТЭК и ресурсы Кузбасса. – 2007. – № 3.
26.Лукьянов В.Г., Комащенко В.И., Шмурыгин В.А. Взрывные работы:
учебник. – Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2008.
27.Лукьянов В.Г., Алимов О.Д. О возможности решения проблемы увеличения средних скоростей проведения породных выработок в Кузбассе // Известия Томского политехнического института. –
Томск, 1971.
28.Лукьянов В.Г. Технология и организация проведения разведочных выработок. – М.: Недра, 1977. – 199 с.
29.Лукьянов В.Г., Крец В.Г., Солнцев А.Г. (МинГео СССР) Применение вагоноперестановщиков при проведении подземных горизонтальных горно-разведочных выработок. – М.: ВИЭМС, 1991. – 31 с.
336
30.Лукьянов В.Г., Крец В.Г. Проектирование и проведение горноразведочных выработок (схемы и средства обмена вагонеток): учебное пособие. – Томск: Издательство Томского политехнического института, 1975.
31.Насонов И.Д., Федюкин В.А., Щуплик М.Н., Рессин В.И. Технология строительства подземных сооружений. Строительство горизонтальных и наклонных выработок. – М.: Недра, 1992.
32.Нильва Э.Э., Цейтин И.Э. Горно-подготовительные работы на угольных шахтах. – М.: Недра, 1981.
33.Першин В.В. Организация строительства горных выработок: монография. – М.: Недра, 1992.
34.Рудаков В.М., Шендеров В.И. Проходка горизонтальных горноразведочных выработок буровзрывным способом: учебное пособие. – М.: Издательство МГГА, 2001.
35.Справочник взрывника / под ред. Б.Н. Кутузова. – М.: Недра, 1988.
36.Сулакшин С.С. Разрушение горных пород при бурении скважин. – Томск: ТПИ, 1979.
37.Технология проведения горно-разведочных выработок. Термины и определения ОСТ 41-02-224-83. – М.: ЦНИГРИ, 1983.
38.Щукин А.А., Шмурыгин В.А. Взрывные и другие работы в скважинах: учебное пособие / под ред. В.Г. Лукьянова. – Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2006.
39.Шехурдин В.К., Несмотряев В.И., Федоренко П.И. Горное дело:
учебник. – М.: Недра, 1987
337
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение...................................................................................................................... |
3 |
РАЗДЕЛ I. ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ, ГОРНО-РАЗВЕДОЧНЫЕ РАБОТЫ |
|
И МЕХАНИКА ГОРНЫХ РАБОТ................................................................ |
5 |
ГЛАВА 1. Горные машины. Общие сведения................................................................. |
5 |
§ 1. Основы эксплуатации горнопроходческих машин.......................................... |
5 |
§ 2. Сведения по охране труда при эксплуатации горных машин....................... |
11 |
Контрольные вопросы.............................................................................................. |
15 |
ГЛАВА 2. Горные выработки и горно-разведочные работы....................................... |
16 |
§ 1. Общие сведения................................................................................................. |
16 |
§ 2. Элементы горно-разведочных выработок....................................................... |
25 |
Контрольные вопросы.............................................................................................. |
27 |
ГЛАВА 3. Основы механики горных пород.................................................................. |
28 |
§ 1. Общие сведения................................................................................................. |
28 |
§ 2. Физические свойства горных пород................................................................ |
29 |
§ 3. Механические свойства горных пород............................................................ |
34 |
§ 4. Деформационные свойства горных пород...................................................... |
36 |
§ 5. Горно-технологические свойства пород......................................................... |
38 |
§ 6. Классификация горных пород.......................................................................... |
39 |
Контрольные вопросы.............................................................................................. |
46 |
РАЗДЕЛ II. БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ...................................................................... |
47 |
ГЛАВА 4. Современное представление о механизме разрушения |
|
пород различными способами..................................................................... |
47 |
§ 1. Способы разрушения горных пород и их классификация............................ |
47 |
§ 2. Основные сведения из теории ударно-поворотного бурения шпуров......... |
51 |
§ 3. Основы теории вращательного бурения......................................................... |
53 |
Контрольные вопросы.............................................................................................. |
55 |
ГЛАВА 5. Машины для бурения шпуров...................................................................... |
56 |
§ 1. Классификация машин для бурения шпуров.................................................. |
56 |
§ 3. Бурильные машины ударно-поворотного действия (перфораторы) ............ |
60 |
§ 4. Бурильные установки........................................................................................ |
68 |
Контрольные вопросы.............................................................................................. |
77 |
ГЛАВА 6. Буровой инструмент...................................................................................... |
78 |
§ 1. Инструмент для ударно-поворотного бурения............................................... |
78 |
§ 2. Инструмент для вращательного бурения шпуров.......................................... |
82 |
§ 3. Удаление продуктов разрушения из шпура и борьба с пылью.................... |
84 |
Контрольные вопросы.............................................................................................. |
86 |
ГЛАВА 7. Производство и транспортировка сжатого воздуха ................................... |
87 |
§ 1. Общие сведения................................................................................................. |
87 |
§ 2. Машины для производства сжатого воздуха.................................................. |
87 |
§ 3. Воздухопроводные сети.................................................................................... |
92 |
Контрольные вопросы.............................................................................................. |
92 |
338
ГЛАВА 8. Взрывной способ разрушения пород........................................................... |
93 |
§ 1. Понятие о взрыве............................................................................................... |
93 |
§ 2. Основы теории взрыва...................................................................................... |
93 |
§ 3. Теплота и температура взрыва......................................................................... |
94 |
§ 4. Объем газов при взрыве.................................................................................... |
96 |
§ 5. Давление газа при взрыве................................................................................. |
96 |
Контрольные вопросы.............................................................................................. |
97 |
ГЛАВА 9. Взрывчатые вещества.................................................................................... |
98 |
§ 1. Классификация взрывчатых веществ.............................................................. |
98 |
§ 2. Основные характеристики взрывчатых веществ............................................ |
99 |
§ 3. Промышленные взрывчатые вещества.......................................................... |
103 |
Контрольные вопросы............................................................................................ |
112 |
ГЛАВА 10. Средства инициирования и взрывания зарядов...................................... |
113 |
§ 1. Общие сведения............................................................................................... |
113 |
§ 2. Классификация способов инициирования и взрывания зарядов............... |
114 |
§ 3. Огневой способ инициирования.................................................................... |
115 |
§ 4. Электрический способ инициирования......................................................... |
120 |
§ 5. Взрывание детонирующим шнуром.............................................................. |
127 |
§ 6. Основные правила безопасности при взрывных работах........................... |
129 |
Контрольные вопросы............................................................................................ |
131 |
ГЛАВА 11. Методы ведения взрывных работ............................................................. |
132 |
§ 1. Классификация методов ведения взрывных работ...................................... |
132 |
§ 2. Действие заряда в среде.................................................................................. |
134 |
§ 3. Методика расчета величины заряда .............................................................. |
136 |
§ 4. Изготовление боевиков, зажигательных и контрольных трубок............... |
137 |
§ 5. Выполнение взрывных работ и основные правила безопасности.............. |
138 |
Контрольные вопросы............................................................................................ |
140 |
РАЗДЕЛ III. ПРОВЕТРИВАНИЕ ГОРНО-РАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК........... |
141 |
ГЛАВА 12. Рудничная атмосфера................................................................................ |
141 |
§ 1. Общие сведения............................................................................................... |
141 |
§ 2. Состав и физические свойства рудничного воздуха.................................... |
141 |
Контрольные вопросы............................................................................................ |
142 |
ГЛАВА 13. Способы и оборудование для проветривания забоя............................... |
143 |
§ 1. Способы проветривания................................................................................. |
143 |
§ 2. Оборудование для проветривания забоя....................................................... |
146 |
§ 3. Расчет параметров проветривания................................................................. |
147 |
Контрольные вопросы............................................................................................ |
152 |
РАЗДЕЛ IV. ГОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ И КРЕПЬ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК................. |
153 |
ГЛАВА 14. Горное давление......................................................................................... |
153 |
§ 1. Общие сведения............................................................................................... |
153 |
§ 2. Напряженное состояние в массиве горных пород ....................................... |
153 |
§ 3. Напряженное состояние горных пород вокруг выработок ......................... |
155 |
§ 4. Расчет горного давления в горизонтальных выработках............................ |
159 |
§ 5. Расчет горного давления в вертикальных и наклонных выработках........ |
165 |
Контрольные вопросы............................................................................................ |
168 |
339
ГЛАВА XV. Устойчивость горных выработок ........................................................... |
169 |
§ 1. Общие сведения............................................................................................... |
169 |
§ 2. Методы обеспечения устойчивости выработок ........................................... |
169 |
§ 3. Крепь горно-разведочных выработок............................................................ |
170 |
§ 4. Материалы для горной крепи......................................................................... |
171 |
§ 5. Крепь горизонтальных горно-разведочных выработок............................... |
176 |
Контрольные вопросы............................................................................................ |
189 |
РАЗДЕЛ V. ПРОВЕДЕНИЕ ГОРНО-РАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК.................... |
190 |
ГЛАВА XVI. Выбор формы и определение размеров поперечного сечения |
|
выработок .................................................................................................... |
190 |
§ 1. Общие сведения............................................................................................... |
190 |
§ 2. Параметры выработок..................................................................................... |
193 |
§ 3. Выбор формы и определение размеров поперечного сечения выработок 194 |
|
§ 4. Способы проведения горно-разведочных выработок.................................. |
201 |
Контрольные вопросы............................................................................................ |
205 |
ГЛАВА XVII. Проведение открытых горно-разведочных выработок..................... |
206 |
§ 1. Общие положения........................................................................................... |
206 |
§ 2. Форма выработок............................................................................................. |
207 |
§ 3. Способы проведения выработок.................................................................... |
211 |
§ 4. Техника безопасности при взрывах на открытых работах.......................... |
235 |
Контрольные вопросы............................................................................................ |
235 |
ГЛАВА XVIII. Проходка шурфов................................................................................. |
236 |
§ 1. Общие положения........................................................................................... |
236 |
§ 2. Проходка шурфов в мягких породах............................................................. |
237 |
§ 3. Проходка шурфов в крепких породах........................................................... |
243 |
§ 4. Механизированная проходка шурфов........................................................... |
246 |
Контрольные вопросы............................................................................................ |
252 |
ГЛАВА XIX. Проведение шахтных стволов............................................................... |
253 |
§ 1. Общие положения........................................................................................... |
253 |
§ 2. Сооружение устья ствола ............................................................................... |
253 |
§ 3. Проведение основной части ствола............................................................... |
255 |
§ 4. Процессы проходческого цикла..................................................................... |
259 |
§ 5. Армирование ствола........................................................................................ |
268 |
§ 6. Методика определения скорости проведения ствола.................................. |
270 |
§ 7. Проведение стволов бурением....................................................................... |
271 |
Контрольные вопросы............................................................................................ |
273 |
ГЛАВА XX. Проведение восстающих выработок...................................................... |
274 |
§ 1. Общие положения........................................................................................... |
274 |
§ 2. Проходка восстающих обычным способом.................................................. |
275 |
§ 3. Механизированная проходка восстающих................................................... |
278 |
Контрольные вопросы............................................................................................ |
286 |
ГЛАВА XXI. Проведение горизонтальных выработок.............................................. |
287 |
§ 1. Общие положения........................................................................................... |
287 |
§ 2. Организация труда при проведении выработок........................................... |
289 |
§ 3. Буровзрывные работы..................................................................................... |
296 |
340