Буровзрывные работы
В выработках большого сечения определение параметров буровзрывных работ имеет специфику, обусловленную значительной площадью забоев, большим числом шпуров и повышенной их глубиной. Эти факторы существенно влияют на методы расчета и не дают возможности воспользоваться формулами, выведенными для обычных выработок.
Тип вруба. Современное отечественное буровое оборудование обеспечивает надежную глубину бурения (до 4 м). Как показывают расчеты и многочисленные примеры, с увеличением глубины шпуров возрастает скорость проходки, поэтому в принципе целесообразно стремиться к более глубоким шпурам и, используя усовершенствованные бурильные машины, если позволяет ширина выработки, повышать глубину до 5-6 м. В частности, в Канаде в 1971 г. вели работы по строительству туннеля размером 16,8 X 16,8 м. При проходке верхней части этого туннеля высотой 9,3 м глубина шпуров составляла 6,5 м.
По данным работы, для туннеля площадью поперечного сечения 90 м2 и шириной 12 м при одном и том же оборудовании изменение скорости проходки в зависимости от глубины шпуров характеризуется следующими данными:
Глубина бурения шпуров, м . . . . 2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 Скорость проходки, м/сут..... 4,3 4,6 4,8 4,9 5,1
Вместе с тем глубина шпуров связана со структурно-геологическими условиями строения массива. редко удается повысить глубину шпуров более 4 м из-за значительного падения коэффициента их использования, а также вследствие усиленного сейсмического действия взрыва на массив, временную или постоянную крепь.
В туннелях большого сечения геометрические размеры их при некоторых типах врубов также могут ограничивать предельную глубину бурения. Например, для клиновых врубов значение наибольшей глубины шпуров не превышает 45-55% ширины туннеля, при пролетах выработки 7-8 м применение обычного клинового вруба не обеспечит подвигание более 3 м, и в таких выработках вопрос выбора типа вруба имеет особое значение.
Из многочисленных исследований типов врубов с наклонными шпурами наиболее рациональными являются многоступенчатый клиновой и веерны, первый из них целесообразен в трудновзрываемых крепких породах, второй - в легко-взрываемых породах средней крепости. Развитием веерного вруба является треугольный вруб, который надежей и в крепких породах. Веерный и треугольный врубы могут быть рекомендованы также при неравномерном падении слоев породы, при концентрации слоистости с одной стороны сечения выработки, или при косых забоях, т. е. когда плоскость забоя не перпендикулярна оси выработки.
К достоинству врубов с наклонными шпурами можно отнести их универсальность, применимость в различных геологических условиях, высоки, равный 0,85-0,95 независимо от глубины шпуров, несколько пониженные требования к точности бурения по сравнению с прямыми врубами.
Чтобы обеспечить эффективный взрыв н избежать подсечки соседних шпуров можно рекомендовать следующие положения, основанные на опыте конструирования врубов с наклонными шпурами.
Расстояние между рядами врубовых шпуров по вертикали должно составлять не более 0,8 TFp, где Wp - расчетная линия наименьшего сопротивления шпуров. Угол наклона врубовых шпуров должен составлять с плоскостью забоя 55-65°, а при веерных врубах угол наклона шпуров ближайших к плоскости забоя - 35-40°. Все шпуры должны располагаться в плоскостях, перпендикулярных забою. Число врубовых шпуров должно быть подобрано из условия, чтобы расстояние между вершинами смежных шпуров не превышало Wp. Заряды во врубовых шпурах должны взрываться с интервалами замедления, не превышающими 25 мс при условии одновременного взрыва зарядов в двух шпурах, направленных друг к другу от центра к периферии в каждом ряду, а для веерных врубов - последовательность взрывов зарядов в шпурах в направлении от ближайших к плоскости забоя до располагаемых в глубине массива.
Тип вруба. Современное отечественное буровое оборудование обеспечивает надежную глубину бурения (до 4 м). Как показывают расчеты и многочисленные примеры, с увеличением глубины шпуров возрастает скорость проходки, поэтому в принципе целесообразно стремиться к более глубоким шпурам и, используя усовершенствованные бурильные машины, если позволяет ширина выработки, повышать глубину до 5-6 м. В частности, в Канаде в 1971 г. вели работы по строительству туннеля размером 16,8 X 16,8 м. При проходке верхней части этого туннеля высотой 9,3 м глубина шпуров составляла 6,5 м.
По данным работы, для туннеля площадью поперечного сечения 90 м2 и шириной 12 м при одном и том же оборудовании изменение скорости проходки в зависимости от глубины шпуров характеризуется следующими данными:
Глубина бурения шпуров, м . . . . 2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 Скорость проходки, м/сут..... 4,3 4,6 4,8 4,9 5,1
Вместе с тем глубина шпуров связана со структурно-геологическими условиями строения массива. редко удается повысить глубину шпуров более 4 м из-за значительного падения коэффициента их использования, а также вследствие усиленного сейсмического действия взрыва на массив, временную или постоянную крепь.
В туннелях большого сечения геометрические размеры их при некоторых типах врубов также могут ограничивать предельную глубину бурения. Например, для клиновых врубов значение наибольшей глубины шпуров не превышает 45-55% ширины туннеля, при пролетах выработки 7-8 м применение обычного клинового вруба не обеспечит подвигание более 3 м, и в таких выработках вопрос выбора типа вруба имеет особое значение.
Из многочисленных исследований типов врубов с наклонными шпурами наиболее рациональными являются многоступенчатый клиновой и веерны, первый из них целесообразен в трудновзрываемых крепких породах, второй - в легко-взрываемых породах средней крепости. Развитием веерного вруба является треугольный вруб, который надежей и в крепких породах. Веерный и треугольный врубы могут быть рекомендованы также при неравномерном падении слоев породы, при концентрации слоистости с одной стороны сечения выработки, или при косых забоях, т. е. когда плоскость забоя не перпендикулярна оси выработки.
К достоинству врубов с наклонными шпурами можно отнести их универсальность, применимость в различных геологических условиях, высоки, равный 0,85-0,95 независимо от глубины шпуров, несколько пониженные требования к точности бурения по сравнению с прямыми врубами.
Чтобы обеспечить эффективный взрыв н избежать подсечки соседних шпуров можно рекомендовать следующие положения, основанные на опыте конструирования врубов с наклонными шпурами.
Расстояние между рядами врубовых шпуров по вертикали должно составлять не более 0,8 TFp, где Wp - расчетная линия наименьшего сопротивления шпуров. Угол наклона врубовых шпуров должен составлять с плоскостью забоя 55-65°, а при веерных врубах угол наклона шпуров ближайших к плоскости забоя - 35-40°. Все шпуры должны располагаться в плоскостях, перпендикулярных забою. Число врубовых шпуров должно быть подобрано из условия, чтобы расстояние между вершинами смежных шпуров не превышало Wp. Заряды во врубовых шпурах должны взрываться с интервалами замедления, не превышающими 25 мс при условии одновременного взрыва зарядов в двух шпурах, направленных друг к другу от центра к периферии в каждом ряду, а для веерных врубов - последовательность взрывов зарядов в шпурах в направлении от ближайших к плоскости забоя до располагаемых в глубине массива.