Особенности проходки подготовительно-нарезных выработок

Наиболее прогрессивным является способ проходки восстающих с использованием самоходного полка КПВ-1 конструкции НИПИгормаша. Этим способом проходят около 30% всех восстающих. Сменная производительность труда рабочего достигает 3,2—6,5 м3.

На руднике нм. XXII съезда КПСС при проходке восстающих в четыре смены (один цикл в смену в одном забое) применение комплекса КПВ повысило производительность труда проходчиков в 2 раза, а скорость проходки в 3 4 раза. Суточное подвига пне забоя достигло 7 м.

Технология проходки восстающего с применением комплекса КПВ предусматривает устройство в нижней части восстающего специальной камеры для размещения оборудования и проходческого полка на периоды взрывных работ, Кроме того, перед началом проходки восстающего необходимо смонтировать некоторое оборудование. Все это приводит к увеличению трудовых и денежных затрат, доля которых в общих затратах изменяется в зависимости от длины восстающего, поэтому использование проходческих полков экономически выгодно при определенной высоте восстающего. ВНИИиветметом выполнены расчеты затрат при проходке восстающих обычным способом и с применением КПВ (табл. 2.6).

Расчетами установлено, что внедрение проходческих полков экономически целесообразно при высоте восстающего более 25 м. При высоте восстающего 40 и 60 м экономия от применения КВП составляет соответственно 10 и 15 руб/м.

При рекомендованных вариантах систем разработки выработки днища блока располагаются параллельно на небольшом расстоянии друг от друга. Это дает возможность одну из них проходить обычным способом, а остальные — путем взрывания концов скважин, пробуренных из соседней выработки.

Из пройденной обычным способом выработки бурят скважины в сторону будущей смежной выработки параллельно забою. Заряжают и взрывают только концы скважин с таким расчетом, чтобы отрыв слоя от массива происходил по проектному контуру проходимой выработки. Такая технология имеет ряд достоинств. Если при проходке обычным мелкошпуровым методом до 25—30% времени цикла занимают вспомогательные операции, связанные с частым переходом от одного вида работ к другому, то при новом методе большая часть их исключается Выработка может обуриваться сразу на всю длину, причем фронт этих работ практически не ограничен и допускает одновременную работу нескольких буровых станков; основные операции (бурение и уборка) могут выполняться одновременно, поскольку они производятся в разных выработках; повышается безопасность работ, так как бурение скважин ведется не из призабойного пространства, а из пройденной и оборудованной выработки; исключается возможность забуривания в «стаканы».

Ha руднике нм. XXII съезда КПСС в 1964-1966 г. таким способом было пройдено 6 штреков общей протяженностью 330 м в разных геологических условиях.

Штрек сечением 9 м2 в блоке № 19 проходили в оруденелых серицито-хлоритовых сланцах с коэффициентом крепости 10—12. Встречались небольшие участки микрокварцитов. Скважины бурили перфораторами КС-50 из ранее пройденной параллельной выработки (рис. 2.10). Чтобы меньше нарушить кровлю выработки, в верхней скважине между патронами оставляли воздушные промежутки длиной 30 см. Расстояние между рядами скважин (ЛНС) первоначально было принято 1 м, затем увеличено до 1,6 м, а в отдельных случаях — до 1,8 м. При относительно топком слое (1 м) отрыв породы происходил по контуру зарядов и «стаканов» в борту выработки не оставалось. При увеличении расстояния между рядами для сохранения заданной ширины выработки скважины перебуривали за контур проектного сечения на 20—30 см.

Ширину выработки можно было практически изменять в процессе проходки в ту или другую сторону длиной зарядов. Для отрыва слоя толщиной около 1,5 м достаточно было трех скважин диаметром 74—64 мм, но при этом получались большие негабариты, а выработка приобретала неправильную форму. При отбойке четырьмя скважинами, чтобы избежать их подрыва и обеспечить хорошее дробление, две средние скважины взрывали одновременно, верхнюю с замедлением 25 мс, нижнюю - 100 мс по отношению к средним. Состояние кровли при этом было относительно хорошим.

При взрывании горная масса отбрасывалась далеко от забоя. Это позволило пройти первые 14 м выработки без уборки; отбиваемая руда при взрывании каждого очередного ряда скважин на большом протяжении распределяется равномерно (рис. 2.11). Это создает определенные удобства для уборки породы, оборки кровли и возведения временной крепи. Остающиеся в целике скважины используют для смачивания всего навала руды водой и проветривания забоя сжатым воздухом.

Производительность труда составила 5 м3/чел-смену, что почти в 2 раза превысило среднюю по руднику при обычном способе проходки.

Метод недозаряда скважин в дальнейшем был распространен на проходку штреков о блоке № 13, расположенных на разных уровнях (см. рис. 2.10,б).

Расстояние между рядами скважин сначала было принято 1,2 м, затем увеличено до 1,7 м. При попытке увеличить расстояние между рядами до 2 м происходил прострел скважин. При веерном расположении скважин кровля оформлялась хорошо, но сечение выработки получалось круглым.

Отбитую руду по мере накопления частично выпускали на скреперный штрек через ниши (окна), которые проходили через каждые 7 м. Впоследствии, при очистных работах, через эти ниши выпускали также руду из блока. Для их проходки использовали скважины, оставшиеся в целике между штреками. После проходки штрека па всю длину (58 м) оставшаяся руда была отскреперована в рудоспуск по нижней выработке. Производительность труда на проходке штрека составила 4,1 м5/чел*смену.

При подготовке блока параллельные выработки иногда располагаются на небольшом расстоянии друг от друга и разделяются целиком толщиной 1,5-2 м. Чтобы не нарушать целик, желательно применять скважины малого диаметр.

Штрек сечением 8,7 м2 в блоке №21 проводили (см. рис. 2.10,в) по серицито-хлоритовым сланцам с коэффициентом крепости 12—14. Ширина целика между выработками составляла 2 м. Скважины диаметром 46 мм бурили установкой АБ-3 Востокмашзавода.

Скважины заряжали патронами детонита 10A диаметром 32 мм. Боевик в заряде располагали предпоследним. Длина забойки из глины составляла 1 м. Расстояние между рядами скважин изменяли от 0,8 до 1,5 м. При ЛИС более 1,25 м наблюдалось сужение выработки и плохое дробление руды. Породу убирали погрузочно-доставочной машиной 1ПДН-2 (рис. 2.12). Штрек пройден на длину 58 м. Производительность труда проходчика составила 5,8 м3/смену.

Доставочный штрек сечением 8,7 м2 в блоке № 25 (см. рис. 2.10,г) проходили по серицитизированным микрокварцитам с коэффициентом крепости 12—14 и по серицито-хлоритовым сланцам с коэффициентом крепости 8—10. Ширина целика между выработками 5 м.

Скважины диаметром 70 мм бурили станками БУ-70, заряжали патронами аммонала BA-B диаметром 50 мм. Боевик располагали предпоследним. Длина глиняной забойки 0,8—1,5 м. Расстояние между веерами 1,5 м. Такой интервал обеспечивал нормальное оконтуривание выработки (рис. 2.13) и хорошее дробление породы. При увеличении расстояния между рядами до 1,9—2,4 к возникали случаи прострела скважин.

Породу убирали скреперной установкой 2ЛСЭ-28. Часть руды (25—30%) отбрасывалась в рудоспуск силон взрыва. Количество одновременно взрываемых рядов выбирали таким, чтобы зазор между навалом отбитой породы и кровлей штрека позволял перемещаться скреперу до забоя. Скреперный блок крепили специальными клиньями в оставшихся скважинах. Без уборки отбивали по 8—12 м.

В блоке № 13-запад методом недозаряда скважин пройдено 2 штрека (см. рис. 2.10,д) в микрокварцитах и окремненных хлорито-серицитовых сланцах с коэффициентом крепости соответственно 14—16 и 8—10. Вначале обычным способом прошли вентиляционный штрек сечением 6,5 м2, затем из него методом недозаряда скважин прошли доставочный штрек. После проходки последнего на него также методом недозаряда прошли буровой штрек, расположенный на 7 м выше достаточного.

Применение метода недозаряда скважин при соблюдении паспорта проходки (табл. 2.7) позволило достичь относительно высоких технико-экономических показателей (табл. 2.8).

Производительность труда проходчика увеличилась в 1,8 раза, существенно снизилась стоимость проходческих работ.

Одним из основных преимуществ проходки выработок методом недозаряда скважин является возможность обуривания их сразу на всю длину, что позволяет эффективно попользовать мощные буровые машины, а также самоходные буровые установки. Расположение скважин рядами позволяет применять установки упрощенной конструкции без манипуляторов, на которых буровые машины могут быть закреплены в строго определенном положении. Компактность расположения машин и большая глубина скважин создают необходимые условия для многоперфораторного бурения.

Производительность труда проходчиков во многом зависит от размера целика между двумя параллельными выработками или от глубины скважин (рис. 2.14), а также от порядка отбойки руды (рис. 2.15). Так, одновременное взрывание 10 комплектов скважинных зарядов увеличивает производительность труда против однослойного взрывания в 1,5 раза. Производительность труда повышается за счет уменьшения доли затрат па подготовительно-заключительные операции в балансе общих трудовых затрат, а также за счет создания благоприятных условий для работы оборудования, особенно погрузочно-доставочного, так как при многорядной отбойке запас отбитой горной массы увеличивается до 100—150 м3.

На проходческих работах наибольшее распространение получили следующие комплексы самоходных машин:

- буровая каретка, погрузочная машина, рельсовый вагон, вагоны с донным конвейером или самосвал — для выработок большой протяженности;

- буровая каретка и погрузочно-доставочная машина — для коротких выработок.

Использование этих комплексов оборудования повысило скорость проходки до 500 м/мес, увеличило производительность труда проходчиков в 3—5 раз и снизило себестоимость проходки 1 м выработок на 10—40%.

На Салаирском руднике испытан и внедрен способ проведения горизонтальных горных выработок с самоходным оборудованием при подготовке блоков на гор, 150 м к отработке системой подэтажного обрушения с торцовым послойным выпуском руды. Блоки размером в плане 60х40 м и высотой до 30 м имели запасы до 200 тыс. т руды. Руда и порода средней устойчивости с коэффициентом крепости 6—8, их обводненность и слеживаемость незначительны.

С откаточного горизонта были пройдены транспортные въезды сечением 12,1 м2 на вышележащий рабочий горизонт 150 м. На этом горизонте пройдены доставочные штреки и орты сечением 10,8—12,1 м2, которые сбили с рудоспусками и вентиляционными выработками. Угол подъема транспортных выработок составлял 9—15°, доставочных — до 3°, радиус закругления по их оси — 6,5—14,5 м.

Проходческие работы выполнялись в три смены комплексной бригадой о составе трех машинистов погрузочно-доставочной машины и шести бурильщиков-крепильщиков, имеющих смежные профессии взрывника и электрослесаря. Звено из трех человек выполняло за смену два цикла в двух забоях со средним подвиганием 1,2 м. Верхние шпуры бурили с канала руды ручными перфораторами ПР-30К, нижние — после уборки породы буровой установкой СБКН-2П, оснащенной перфораторами ПТ-36. В последнем случае в отдельные смены производительность труда бурильщика составила 60 м/смену, что на 65—70% выше, чем при бурении ручными перфораторами Однако стабильной работы установки достигнуть не удалось ввиду некачественного изготовления отдельных ее узлов и деталей, а также ряда конструктивных недостатков.

Породу из проходческих забоев убирали погрузочно-доставочной машиной СТ-5А с ковшом емкостью 3,6 м3 (рис. 2.16), часовая производительность которой при доставке на расстоянии 80—100 м изменялась от 66 до 123 т, сменная производительность при коэффициенте использования машины на основной работе 0,25—0,30 составила 165 т.

Увеличение сечения горных выработок при использовании самоходных машин до 10—12 м2 вызвало необходимость их крепления. В зависимости от устойчивости пород выработки крепили железобетонными штангами в сочетании с набрызгбетоном и металлической арочной крепью из профиля СП-18 вместо обычно применяемой на руднике деревянной крепи. Предложенные и внедренные способы крепления горных выработок не увеличили затрат на их выполнение благодаря улучшению механизации и организации работ по креплению. Производительность труда крепильщиков возросла в 2 раза, себестоимость крепления 1 м выработки снизилась на 50% по сравнению с применяемыми способами возведения деревянной крепи.

Было пройдено 1300 м горных выработок. Производительность труда проходчиков с применением самоходных машин возросла в 2,5—3 раза и составила 5—7 м3/смену. Себестоимость проходки выработок снизилась в 1,7 раза (с 17 до 10 руб/м3). Общая производительность труда на подготовительно-нарезных работах возросла почти в 2 раза и составила 5,1 м3/чел.*смену.