Конструирование схемы расположения шпуров

2.2.1 Общие положения

Оформление проектного поперечного сечения выработки в процессе буровзрывных работ производится в три стадии посредством взрывания врубовых, вспомогательных и контурных шпуров. На начальной стадии оформляют первичную полость, называемую врубом. Вруб, как правило, размещают в центральной части проходческого забоя. На следующей стадии первичную полость увеличивают посредством взрывания зарядов вспомогательных шпуров. Третья стадия, включающая взрывание зарядов контурных шпуров, завершает процесс оформления поперечного сечения выработки до проектных размеров.

2.2.2 Выбор конструкции вруба и факторы, определяющие выбор его конструкции

Величина подвигания забоя за одно взрывание определяется в большей степени качеством оформления вруба. С полной уверенностью следует отметить, что при несоблюдении его проектных параметров (в частности – уменьшении его глубины) заданное подвигание забоя достигнуто не будет. Причинами этому могут быть не только локальное изменение горно-технических характеристик массива, но и несоблюдение технологической дисциплины при бурении шпуров.

В отечественной и зарубежной практике проведения выработок отмечается широкое разнообразие конструкций врубов, эффективность применения каждого из которых определяется конкретными условиями проходки.

Конструкции врубов в целом можно разделить на две группы - наклонные и прямые. Наклонные врубы, к числу которых относят и наиболее широко применяемые вертикально-клиновые, обладают как достоинствами, так и недостатками. К достоинству следует отнести относительную простоту бурения шпуров.

В большей мере это относится к условиям с использованием переносных перфораторов, когда бурение всего комплекта шпуров не требует их дополнительных перестановок, как, например, при оформлении прямых врубов. Известно, что процесс перестановки переносного бурового оборудования с переходом от одной группы шпуров к другой является весьма трудоемким.

Наиболее существенным недостатком вертикально-клиновых врубов является высокая сложность соблюдения проектной схемы расположения врубовых шпуров в процессе их бурения, в особенности – в дальней от забоя части вруба. Другим недостатком является невозможность его оформления при значительной (более 2,0 м) глубине из-за невозможности размещения бурового оборудования в выработках ограниченной ширины (схема приведена ниже).

Кроме того, расстояние между шпурами вруба уменьшается по мере увеличения его глубины, в связи с чем требуемое качество дробления массива

в зоне, прилегающей к плоскости забоя, не достигается.

Для получения качественных показателей буровзрывных работ необходим предварительный расчет их параметров с учетом технологических характеристик массива по приведенной ниже методике. Независимо от принятой конструкции вруба построение схемы расположения шпуров включает три стадии – построение схемы расположения врубовых (1-я стадия), затем контурных (2-я стадия) и, наконец, вспомогательных шпуров (3-я стадия).

2.2.3 Методика построения схемы расположения шпуров с вертикально-клиновым врубом

Построение схемы расположения врубовых шпуров начинают с разметки осей выработки на ее проекциях, после чего на проекции в плане (рис. 2.1б) намечают проектный контур забоев вспомогательных и контурных шпуров, глубину вруба (превышающую ориентировочно на 200 мм расчетную длину шпура) и подвигание забоя за одно взрывание (l_ух). Далее по линии контура забоев врубовых шпуров симметрично оси выработки отмеряют отрезок, равны в масштабе 250 мм, от границ которого в сторону плоскости забоя и симметрично оси выработки проводят проекции рядов врубовых шпуров под углом α = 80 ⁰. На фронтальную проекцию забоя (а) с проекции (б) по линиям связи переносят лини устьев врубовых шпуров. Точки пересечения линий устьев с горизонтальной осью выработки укажут место заложения центральных шпуров левого и правого ряда вруба.

Местоположения устьев других врубовых шпуров в каждом из рядов определяют, отмеряя вверх и вниз от горизонтальной оси выработки по линиям связи отрезки, равные в масштабе расчетной величине линии наименьшего сопротивления (W). Количество врубовых шпуров в целом определяется величиной Л.Н.С. и высотой выработки (как правило, число врубовых шпуров в ряду равно 3 или 4). После этого приступают к разметке контурных шпуров.

2.2.3.1 Методика построения схемы расположения контурных шпуров

Иллюстрация к построению схемы расположения контурных шпуров изображена на рис.2.2.

Вначале намечают периметр контурных шпуров, который должен отстоять от ее стенок на расстоянии, равном в масштабе 150 мм (а). После этого в угловых точках периметра намечают опорные контурные шпуры.

а)

б)

Рис.2.1 Стадия построения схемы расположения шпуров

Вертикально-клинового вруба; а – фронтальная проекция;

б – проекция на горизонтальную плоскость.

По одному из бортов выработки от нижнего опорного шпура вверх по линии периметра отмеряют отрезки, равные в масштабе 1,2W.

На проекции (а) значками (×) делают засечки, одна из которых в указанном примере оказалась на расстоянии, меньшем, чем 1,2W, от верхнего опорного шпура.

В указанном случае следует выполнить корректировку расстояний между контурными шпурами. Для этого измеряют расстояние между нижним и верхним опорными шпурами и полученный результат делят на число интервалов между ними. В указанном примере число интервалов равно 3-м.

После корректировки наносят изображения шпуров, которые симметрично переносят на периметр контурных шпуров правого борта.

Рис.2.2 построение схемы расположения контурных шпуров

(стадия предварительной разметки); а – фронтальная проекция;

б - проекция на горизонтальную плоскость.

Размещение шпуров по кровле и почве выработки выполняют таким же образом с одним отличием. На примере (рис.2.2) проиллюстрирован частный случай, когда в корректировке расстояний между шпурами нет необходимости.

Отличие размещения шпуров в почве выработки (полозовых) заключается в том, что вначале закладывают шпур по оси водоотводной канавки для обеспечения большей степени дробления пород в ее области. Затем по известной методике выполняют предварительную разметку полозовых шпуров и, при необходимости, корректировку расстояний между ними. Финальная стадия построения схемы расположения контурных шпуров изображена на рис. 2.3.

.2.3.2 Методика построения схемы расположения вспомогательных шпуров

Иллюстрация к построению схемы расположения вспомогательных шпуров изображена на рис.2.4.

Основным принципом при определении местоположения вспомогательных шпуров является соблюдение следующего условия: расстояние между забоями врубовых и вспомогательных шпуров (А) не должно превышать величины W.

В рассматриваемом примере расстояние А делят пополам и проверяют соответствие условию А/2 ≤ W.

Соблюдение условия указывает о достаточности размещения по одному ряду вспомогательных шпуров слева и справа от вруба. В противном случае (в большей степени это характерно для условий проходки выработок с большими пролетами) закладывают по два ряда вспомогательных шпуров. На рис. 2.4 (проекция б) рассмотрен вариант, удовлетворяющий условию А/2 ≤ W.

Вспомогательные шпуры, ориентированные параллельно оси выработки, проводят к плоскости забоя из середин отрезков А слева и справа от вруба. После этого с помощью линий связи размещают изображения устьев вспомогательных шпуров на фронтальной проекции (а) аналогично тому, как это было выполнено при конструировании схемы расположения врубовых шпуров (рис. 2.4).

Рис.2.3 Построение схемы расположения контурных шпуров

(финальная стадия); а – фронтальная проекция;

б - проекция на горизонтальную плоскость

Рис.2.4 Построение схемы расположения вспомогательных шпуров;

а – фронтальная проекция; б – проекция на горизонтальную плоскость.

Необходимость размещения дополнительных вспомогательных шпуров ниже и выше вруба определяется соотношением величины Л.Н.С. и расстояния от периметра вруба до контурных шпуров кровли (почвы) выработки.

На фронтальной проекции схемы расположения шпуров необходимо выделять «стрелкой» те из них, которые являются наклонными по отношению к плоскости забоя, и изображать так, как это показано на рис.2.4. В частности при использовании вертикально-клинового вруба к наклонным относят врубовые и контурные шпуры. Остальные шпуры закладывают параллельно продольной оси выработки.

2.2.4 Методика построения схемы расположения шпуров при использовании прямых (призматических) врубов

Как было отмечено выше, при глубине шпуров, превышающей 2,0 м, целесообразно применение прямых (призматических) врубов. Примером могут служить конструкции врубов с одной или двумя центральными незаряжаемыми компенсационными скважинами (рис. 2.5 а, б), причем их количество во врубе определяют исходя из расчетной его глубины. При глубине вруба, превышающей 2,5 м, рекомендуется применять две скважины, размещаемых в центральной части выработки

Вариант схемы расположения шпуров с прямым врубом изображен на рис 2.6.

а)

б)

Рис.2.5 Конструкции прямых (призматических) врубов;

а – с одной незаряжаемой компенсационной скважиной;

б – с двумя компенсационными скважинами

Рис.2.6 Законченные: а – фронтальная проекция схемы

расположения шпуров с призматическим врубом;

б – проекция на горизонтальную плоскость.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: