Файл: Мельников Л.Л. Сооружение выработок большого сечения в крепких породах.pdf

тер зависимости числа шпуров от площади поперечного сечения аналогичен характеру зависимости расхода ВВ от размеров выработки, т. е. для выработок большого сечения зависимость N = f(Q) должна сохраняться. Рас­ сматривая шпуры как емкости для размещения ВВ, можно написать

где Qo.in— количество ВВ в одном шпуре. Отсюда

(отношение массы заряда к объему занимаемой им ка­ меры). Если для врубовых и отбойных шпуров в целях наиболее рационального использования объема их поло­ стей всегда стремятся получить максимальное значение плотности, то для оконтуривающих шпуров она опреде­ ляется особыми требованиями. В настоящее время в свя­ зи с возросшими требованиями к качеству оконтуривания выработок проведено много работ [37], посвящен­ ных исследованию влияния различных факторов на качественное состояние выработки. Практически все исследователи считают, что качество оконтуривания вы­ работки в основном предопределяется взрывом оконту­ ривающих шпуров, причем для получения наилучших результатов ВВ должно быть равномерно распределено по контуру выработки, что достигается уменьшением плотности заряда в оконтуривающих шпурах и соответ­ ствующим увеличением их количества.

В настоящее время расстояние между оконтуривающими шпурами при «гладком» взрывании составляет 0,4—0,8 м. Однако число оконтуривающих шпуров N0K находится в определенной зависимости от общего числа шпуров в забое N. Такая зависимость, построенная по данным наблюдений при сооружении выработок различ­ ного сечения на строительстве Чиркейской ГЭС, показа­

110

на на рис. 37. Математически эта зависимость выража­ ется как

Постоянство соотношения между числом контурных шпуров (независимо от расстояния между ними) и об­ щим числом шпуров объясняется следующим. При бо­ лее слабой породе расстояние между оконтуривающими

Рис. 37. Зависимость числа оконтуривающих шпуров при контур­ ном взрывании от общего числа шпуров в забое

шпурами увеличивается, а число их уменьшается, од­ нако слабая порода позволяет уменьшить и общее чис­ ло шпуров в забое, т. е. соотношение их остается по­ стоянным. При крепкой породе наоборот, однако соот­ ношение остается прежним.

Интересно отметить, что зависимость подтверждается

значение плотности заряжания у по следующей мето­ дике.

Общее количество ВВ на цикл

Q --- QoK 4 “ Qbр.отб)

где Qок и Qup. отб — количество ВВ, содержащееся соот­ ветственно в оконтуривающих и врубовых шпурах вме­

сте с отбойными.

При одинаковой степени заполненности шпуров ВВ k и одинаковом их диаметре d имеем:

111

Таким образом, формула (14) для определения числа шпуров при сооружении выработок большого сечения примет вид

Ы2(0,34у1 + 0,66у.,)

Впрактике сооружения тоннелей коэффициент заря­ жания шпуров в СССР составляет 0,6—1,0, в США —

0,7—0,9, в Швеции — 0,5—0,8.

На рис. 38 показаны зависимости коэффициента ис­ пользования шпуров к. и. ш. и среднего диаметра куска

112

§ 11. ГЛУБИНА ШПУРОВ

Глубина шпуров является важнейшим параметром, определяющим трудоемкость работ и продолжитель­ ность проходческого цикла.

В отечественной практике сооружения тоннелей глу­ бина шпуров нередко определяется техническими воз­ можностями бурового инструмента.

Проф. В. П. Волков [5] рекомендует определять глу­ бину шпуров из условий возможности заведения в на­

где а — угол наклона шпура, градусы; b — ширина выработки, м.

Аналогичный вид имеет формула проф. А. Ф. Суха­ нова, рекомендованная для применения при строитель­ стве транспортных тоннелей

(21)

4tg a/2 '

В немецкой и американской практике сооружения тоннелей глубину шпуров также определяют в зависи­ мости от ширины выработки. Для крепких пород

Не останавливаясь на подробном анализе приведен­ ных зависимостей, отметим, что в настоящее время при сооружении выработок большого сечения все большее применение находит прямой вруб, эффективность взрыва которого не зависит от размеров выработки. Вследствие этого формулы (20) — (22) теряют свой физический

смысл.

Для выработок сравнительно небольшого сечения предложено значительно большее число зависимостей,

114

анализ которых показывает, что наиболее распростра­ ненной в практике проектирования организации работ является методика проф. Н. М. Покровского, согласно которой глубину шпуров определяют в зависимости от организационно-технических факторов. При этом глуби­ ну шпуров принимают такой, чтобы время проходческо­ го цикла было равно целому числу рабочих смен.

а

шпуров также находится в прямой зависимости от чис­ ла бурильных машин, установленных в забое, а следо­ вательно, от производительности обуривания забоя и от мощности погрузочных средств. При этом крепость пород и к. и. ш. не являются сдерживающим фактором. При одной и той же крепости пород глубина шпуров изменяется в широких пределах; к. и. ш. колеблется от

115

шпуров с увеличением размеров тоннеля можно объяс­ нить тем, что при увеличении сечения выработки откры­ вается более широкий фронт работ, позволяющий при­ менять более мощное и высокопроизводительное обору­ дование, которое и оказывает соответствующее влияние на глубину шпуров.

Для выработок большого сечения кратность времени цикла целому числу смен приобретает особое значение. В настоящее время глубины шпуров, найденные по лю­ бой иной методике, корректируют в соответствии с про­ должительностью рабочей смены. Большое значение этому фактору придается также за рубежом. В Шве­ ции,'например, при сооружении некоторых гидротехни­ ческих тоннелей запрещалось приступать к дальнейшей работе, если проходческий цикл завершен раньше окон­ чания смены.

В Канаде, чтобы время проходческого цикла было равно времени рабочей смены, нередко при сооружении выработок большого сечения увеличивают время рабо­ чей смены до 9—10 ч.

Учитывая, что сооружение выработок большого се­ чения характеризуется применением весьма мощного горнопроходческого оборудования, необходимо иметь такую глубину шпуров, чтобы бурение шпуров и за­ ряжание забоя происходили в течение времени, крат­ ного целому числу смен. Это позволит избежать присут­ ствия бурильщиков при погрузке породы и экскаватор­ щиков при обуривании забоя. При такой организации работ бригады, работающие в забоях, будут произво­ дить в течение смены одни и те же операции. В этом случае сооружение выработки можно сравнить с поточ­ ным методом производства на заводах, позволяющим, как известно, достигнуть наибольшей производительно­ сти труда рабочих.

На основании изложенного можно написать

t2 — продолжительность бурения шпуров, ч;

^— продолжительность заряжания шпуров ВВ и забойки их, ч;

116