43. Способы проходки горных выработок

Проходка горных выработок трудоемкий процесс. Специфика геологоразведочных работ в том, что они ведутся преимущественно в условиях с не достаточно развитой инфраструктурой или при ее полном отсутствии. Проходка горных выработок может осуществляться тремя основными способами: 1) механизированным с применением специальных землеройных машин; 2) вручную с применением шанцевого инструмента; 3) с применением буровзрывных работ.

Буровзрывной способ проходки горных выработок

При разведке месторождений буровзрывные работы наиболее широко используют в процессе проведения горных выработок, реже БВР применяют в геологоразведочных партиях при прокладке наземных транспортных трасс в гористой местности и при сооружении производственных площадок, с которых осуществляют разведочное бурение или проводят подземные горные выработки. Эти работы наиболее распространены при отбойке пород средней и выше средней крепости (коэффициент крепости f> 2). Назначение буровзрывных работ – предварительное рыхление скальных пород.

Буровзрывные работы (БВР) – это комплекс взаимосвязанных технологических процессов, выполняемых с целью отбойки и дробления скальных горных пород при проходке горных выработок. БВР состоят из нескольких последовательных процессов: бурение шпуров (скважин), размещение в них зарядов ВВ (заряжание) и взрывание этих зарядов.

Скважины предназначены для размещения зарядов ВВ.

Шпур представляет собой искусственное цилиндрическое углубление (канал) в горной породе диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м. Скважиной называют канал цилиндрической формы любого диаметра глубиной более 5 м или любой глубины диаметром более 75 мм.

Взрывные работы - это работы по заряжанию и взрыванию зарядов взрывчатых веществ (ВВ).

Заряжанием называют процесс размещения заряда в зарядной камере, взрыванием — процесс производства взрыва заряда ВВ.

1. Классификация гп и связь между ними

Го́рные поро́ды — природная совокупность минералов более или менее постоянного минералогического состава, образующая самостоятельное тело в земной коре.

По геологическому происхождению горные породы разделяются на три основные группы с подгруппами:

I.  Изверженные (магматические) —первичные: А. Глубинные (интрузивные) —граниты, сиениты, диориты, габбро и др. Б. Излившиеся (эффузивные)—диабазы, порфиры, базальты, туфовые лавы.

II. Осадочные — вторичные: А. Механические, обломочные отложения: 1)рыхлые — валуны, щебень, гравий, песок; 2) сцементированные — песчаники, конгломераты, брекчии. Б. Органогенные и химические образования —различные известняки, доломиты, магнезиты, гипс, ангидрит.

III.  Метаморфические   (видоизмененные)—гнейс,   мраморы, кварциты.

По степени связанности горные породы делят на: - скальные породы - отличаются большой силой сцепления между частицами. К ним относятся кристаллические породы (гранит, кварцит, мрамор и др.) и обломочные сцементированные породы (конгломераты, песчаники и др.). В свою очередь, скальные породы делят на хрупкие; хрупкопластичные; пластичные (на разрушение этих пород затрачивается больше работы, чем на разрушение хрупких). Скальные породы могут быть монолитные (стенки скважины устойчивы) и трещиноватые (стенки скважины неустойчивы); - связные породы - характеризуются изменяющимися силами сцепления между частицами в зависимости от их влажности (глинистые породы, мел и др.). Разбуриваются эти породы сравнительно легко. Стенки скважины устойчивы, за исключением отдельных глин, которые, впитывая воду, увеличиваются в объеме и вызывают сужение ствола скважины; - рыхлые (сыпучие) породы - это скопление частиц различной формы и размеров (пески, гравий и др.), силы сцепления между которыми практически отсутствуют. Стенки скважины неустойчивы, склонны к обвалам и требуют обязательного крепления; - плывучие породы - состоят из частиц очень малых размеров (илы) и насыщены водой. Они требуют обязательного закрепления стенок скважины. Эффективность бурения зависит от следующих свойств горных пород: - механической прочности (способность горной породы сопротивляться внешней нагрузке); - пористости (наличие в породе пространства, не заполненного твердым веществом). - абразивности (способность горной породы изнашивать в процессе трения разрушающий ее инструмент). По устойчивости горные породы делят на: - устойчивые (изверженные, метаморфические и плотные осадочные породы). Они не размываются промывочной жидкостью, не требуют крепления стенок скважины; - слабоустойчивые (породы с недостаточно прочной связью между зернами, а также трещиноватые, раздробленные); - с изменяющейся устойчивостью (породы, в которых связь между частицами изменяется при воздействии на них воды), например, глинистые породы, каменная соль и др.; - неустойчивые породы, не имеющие связи между зернами (песок, гравий и др.).