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

чення более эффективным окажется способ сооружения выработок с разделением забоя на уступы. На рис. 10 показано распределение примеров сооружения тон­ нелей сечением свыше 85 м2 сплошным забоем в различ­ ных условиях [20]. Как следует из рис. 10, максимальные площади сечения тоннелей, сооружаемых этим способом, не превышают 150—160 м3. Из рис. 10 также видно, что

при различных способах сооружения тоннелей (рис. 11). Практика сооружения тоннелей также подтверждает справедливость сделанных выводов. В качестве примера можно привести сооружение Ниагарского напорного тоннеля диаметром 15,3 м вчерне [57]. Строительство тоннеля было начато на полное сечение 190 м2, однако первые же 100 м показали весьма малую эффективность выбранного способа: громоздкое оборудование, сильный шум при работе большого числа бурильных машин и т. д. явились такими помехами в работе, что было реше­ но перейти на сооружение тоннеля способом нижнего уступа: сначала пройти верхнюю часть тоннеля сечением 5 В=110 м2, а затем разработать уступ с площадью сече­ ния 511=80 м2. Переход на новый способ позволил в 3 раза увеличить скорость сооружения тоннеля при зна­

чительном улучшении остальных показателей.

Рекомендуя сооружать выработки сечением более 150 —160 м2 (в породах, не требующих устройства постоян­ ной обделки) уступным способом, необходимо делать

25

выбор между способом верхнего уступа и способом ниж­ него уступа. Анализируя достоинства и недостатки каж­ дого способа, можно сделать вывод, что возможность полного совмещения процесса обуривания уступа и по­ грузки породы, большая безопасность работ и связан­ ные с этим более высокие показатели сооружения выра­ боток при использовании способа нижнего уступа обус­ ловили его широкое применение. Бурное развитие техни-

60 60 100 120 т WO ' 180 S,M2

Рис. II. Зависимость стоимости сооруже­

ки буровзрывных работ привело к тому, что в настоящее время способ верхнего уступа практически не применяют даже в Швеции, где был накоплен большой опыт при­ менения этого способа.

Интересно привести сравнение показателей строитель­ ства двух индентичных тоннелей: отводящего тоннеля первой очереди ГЭС Форсмо площадью 5 = 150 м2, дли­ ной 1000 м, сооруженного в 1947 г., и отводящего тонне­ ля второй очереди той же ГЭС сечением 175 м2, длиной

1000 м, построенного в 1954—1955 гг. [44].

Первый тоннель был сооружен способом верхнего ус­ тупа, который в то время считался наиболее экономич­ ным. Для проведения нижней.части сечением 70 м2 ис­ пользовали две буровые рамы с легкими бурильными ма­ шинами и буры с коронками, армированными твердыми сплавами карбидов вольфрама. Погрузку породы осуще­ ствляли экскаваторами с ковшами емкостью 0,5 и 1,5 м3

26

Глава II

ОСНОВНОЕ ГОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИМЕНЯЕМОЕ ПРИ СООРУЖЕНИИ ВЫРАБОТОК БОЛЬШОГО СЕЧЕНИЯ

§ 5. БУРОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Основными способами, получающими все большее распространение в последнее время при сооружении вы­ работок большого сечения, являются способ сооружения выработок сплошным забоем и способ нижнего уступа. В соответствии с этим буровое оборудование, применяе­ мое при сооружении выработок большого сечения, мож­ но подразделить на две группы: оборудование, применя­ емое при сооружении выработок сплошным забоем; обо­ рудование, применяемое при сооружении выработок спо­ собом нижнего уступа.

Основное буровое оборудование, применяемое при сооружении выработок сплошным забоем. По принципу обуривания забоя существующее оборудование для бу­ рения шпуров можно разделить на обуривание забоя при помощи буровых рам, оснащенных большим, числом бурильных машин, и буровые установки.

Практика применения -буровых рам при сооружении выработок на полное сечение. Буровая рама представля­ ет собой жесткую пространственную конструкцию, обес­ печивающую удобное обуривание забоя по всей его пло­ щади и возможность проезда к забою после взрывания шпуров погрузочных и транспортных средств. Буровая рама служит также рабочей площадкой для заряжания шпуров и возведения временной крепи тоннеля, позво­ ляющей быстро убирать инструменты и оборудование на время взрывания и погрузки породы.

28

Для удобства обслуживания бурильных машин на всех ярусах рамы устраивают рабочие подмости, исполь­ зуемые также для размещения комплектов буров, баков со смазочными материалами, распределителен сжатого воздуха, подсобных инструментов п т. д. Число ярусов рамы зависит от высоты выработки и делается с таким расчетом, чтобы дать возможность рабочим в каждом ярусе удобно обслуживать бурильные машины. Ярусы соединяются между собой лестницами.

Большое разнообразие условий строительства выра­ боток и неодинаковый подход к вопросам сооружения их обусловили применение различных конструкций бу­ ровых рам, которые можно разделить на две группы: буровые рамы на рельсовом ходу и буровые рамы на автономном ходу.

Б у р о в ы е р а м ы на р е л ь с о в о м ходу приме­ няют, как правило, в сочетании с рельсовым погрузочнотранспортным оборудованием. Раму монтируют на рель­ совом пути широкой колеи с таким расчетом, чтобы с ее помощью можно было обурнвать сразу весь забой. Для пропуска транспортных и породопогрузочных средств в средней части рамы делают съемные стойки или откидные платформы, в результате чего получается пространство, достаточное для пропуска требуемых ма­ шин. Для облегчения транспортирования рамы по гото­ вой выработке буровую раму нередко оборудуют откид­ ными боковыми рабочими платформами. Для придания раме большей устойчивости во время бурения шпуров ее обычно распирают с помощью гидравлических или вин­ товых домкратов в кровлю и стенки выработки. Иногда буровую раму оборудуют устройством (типа горизон­ тального перестановщика) для перестановки вагонетки при маневрах. При обуривании забоя с буровой рамы бе­ зопасность работ гарантируется устройством защитного «козырька».

Примером буровой рамы рельсового типа может слу­ жить применяемая б США при сооружении гидротехни­ ческих тоннелей диаметром 7—8 м в крепких породах буровая рама «Джумбо» (рис. 12). Она представляет собой металлическую конструкцию, способную выдер­ жать воздействие взрывной волны и удары кусков поро­ ды в момент взрыва. Рама не имеет выдвижных плат­ форм и в процессе производства работ передвигается

29