2.2.2 Выбор бурового оборудования.

Для бурения шпуров в забое выработки применяются электросвёрла, пневматические перфораторы (ручные, телескопные и колонковые), а также бурильные машины БГА-1 и БУ-1. Для установки их в забое используются самоходные бурильные установки, буровые рамы и буровые подмости. После сравнительно несложного анализа условий проходки участка тоннеля способом нижнего уступа, параметров и объёмов БВР, а также параметров и возможностей бурового оборудования можно сделать вывод:

Рационально использовать на проходке опережающей калотты самоходные буровые установки на гусеничном ходу СБУ-2К в количестве двух штук. СБУ-2К оборудована двумя бурильными машинами типа БГА-1 и одной рабочей площадкой и имеет возможность обуривать забой высотой до 6 м и шириной до 8 м с одной позиции. Для бурения скважин уступа глубиной 6 м и диаметром 50 мм следует использовать буровой станок ГП-1.

Характеристики бурильной головки БГА-1:

Показатель	БГА-1
Тип действия	Ударно-вращательный
Привод	Пневматический
Частота вращения инструмента, мин-1	80 - 100
Крутящий момент, Н*м	196 – 235
Энергия единичного удара, Дж	83,3
Частота ударов, мин-1	26

Характеристики бурильной установки СБУ-2К:

Показатель	СБУ-2К
Число бурильных машин	2
Число рабочих площадок	1
Высота обуриваемого забоя, м	5,8
Ширина обуриваемого забоя, м	6,2
Глубина бурения, м	4
Максимальное усилие подачи, кН	11,8
Расход воздуха, м3/мин	20 - 24
Расход промывочной жидкости, л/мин, при давлении 0,5 – 0,6 МПа	20 - 24
Размеры (длина, ширина, высота), мм	1000024002750
Масса, т	14,8
Установленная мощность, кВт	18
Тип ходовой части	Гусеничный

Характеристики бурового станка ГП-1:

Показатель	ГП-1
Диаметр скважины, мм	66 - 36
Глубина бурения, м	100
Потребляемая мощность, кВт	4,5
Расход сжатого воздуха, м3/мин	-
Размеры (длина, ширина, высота), мм	20006001100
Масса, т	0,50

Число буровых станков ГП-1 определяется из условия равенства времени бурения скважин и уборки и породы при заданной длине заходки.

2.3. Временное крепление выработки.

В качестве временной крепи для участка тоннеля в вулканическом туфе крепостью f=4 следует использовать анкерную крепь. Анкерная крепь является крепью принципиально нового типа, так как она не только поддерживает кровлю сверху, но и превращает её в конструктивный элемент, способный выдержать значительные нагрузки. Наряду с указанными достоинствами анкерная крепь обладает по сравнению с другими видами крепи следующими преимуществами:

• некоторое увеличение производительности машин и механизмов, работающих в совершенно свободной выработке;

• возможность механизации крепёжных работ с уменьшением затрат времени и увеличением скорости проходки;

• сокращение расходов на перевозку крепёжных материалов;

• устранение опасности повреждении крепи при взрывании;

• уменьшение сопротивления выработки движению воздуха и улучшение проветривания выработки.

По характеру восприятия и передачи нагрузок анкеры подразделяются на две группы: закреплённые в породе и омоноличенные по всей длине. Для заданной выработки будут использоваться клинощелевые анкера из первой группы, этот тип анкеров наиболее прост по конструкции и надёжен в эксплуатации, его изготовление просто, дёшево и может быть организовано в условиях строительства

1) Определяем рабочую длину анкера:

где В – пролет выработки

f – коэффициент крепости

2) Определяем длину заделки анкера:

Зависит от вида анкера, для металлических анкеров:

3) Определяем длину анкера:

l_к =0,1м – длина концевой части,

l_з =0,5м – длина замковой части

Тогда

4) Определяем шаг расстановки анкеров по прочности закрепления их в шпуре.

где γ – объемная масса грунта;

N – несущая способность анкера.

Вид анкера	N
Клино-щелевой	6-8т, f<6
	8-10т, f= 6-10
Набивной ж/б
Стале-полимерный

где τ_а =2-4МПа

τ_с =5-6МПа

5) Определение расчетной нагрузки на анкер:

P=6,3т < N=8т

Условие выполняется.

6) Проверка диаметра стержня:

R_a – расчетное сопротивление стали стержня (АIII – R_a=290 МПа)

Проверка проходит, мы приняли диаметр арматуры равным 20 мм, уменьшение диаметра стержня возможно, но по конструктивным соображениям не целесообразно.

7) Выбор поперечного шага анкеров.

Шаг в продольном направлении принимаем равным глубине заходки 1,5м

Так как опорные шайбы под гайками имеют небольшие размеры, то в промежутке между анкерами происходит разрыхление грунта, иногда приводящее к выпадению отдельных камней. Для ограничения развития этого процесса и обеспечения безопасности работ поверхность кровли следует затянуть стальной сеткой из проволоки  2 – 6 мм и размерами ячеек 100100 мм, которую необходимо зажать опорными шайбами. Для повышения прочностных и изолирующих характеристик крепи необходимо нанести слой набрызгбетона. Толщину набрызгбетонного покрытия принимаем равной 15 см.

Таким образом технология возведения данной комбинированной крепи следующая:

Наносят первый слой набрызгбетона, которым производится некоторое выравнивание поверхности выработки. После твердения первого слоя бурят шпуры, в которые устанавливают анкеры. На выступающие из шпуров концы анкеров навешивают металлическую сетку, а затем повторно наносят слой набрызгбетона до полного закрытия сетки.

Анкеры в сводчатой выработке следует располагать по радиальным направлениям, а расстояние между рядами необходимо увязать с продвижением забоя W, чтобы в каждом проходческом цикле нужно было устанавливать одинаковое число анкеров, с = 0,5W = 1000 мм.

Оборудование для нанесения набрызгбетона состоит из смесителей (С-868), дозирующих устройств, машины для нанесения набрызгбетона (БМ-68 или БМ-70), устройства для механизации нанесения смеси и безопасности ведения работ (передвижная тележка).