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

вращателы-ю-ударного действия типа БУ, снабженные автоподатчиками и гидравлическими стрелами манипу­ ляторов (рис. 20). В центральной части среднего яруса рамы установлен буровой станок БА-100 для бурения центральной врубовой скважины.

По данным хронометражных наблюдений Оргтрансстроя, затраты труда на обуривание забоя при помощи БА-1 составили 9 чел.-ч на 1 м тоннеля, а при ручном обуривании верхней части тоннеля и машинном обуривании (СБУ-2) нижней части 16,15 чел.-ч. Следовательно, затраты труда на 1 м тоннеля были сокращены на 44,3%,

аскорость бурения увеличилась на 36%.

Сприменением этого агрегата в марте 1964 г. была достигнута скорость проходки 83 м/мес.

Из приведенных выше примеров следует, что приме­ нение для обуривания забоев выработок большого сече­ ния тяжелых бурильных машин в сочетании с утяжелен­ ными конструкциями буровых рам может быть весьма эффективным.

49

Переходя к выбору способа обуривания забоя, следу­ ет отметить, что выбор способа обуривания забоя необ­ ходимо всегда производить исходя из экономических со­ ображений, учитывая такие факторы, как поперечное се­ чение выработки, протяженность и назначение ее, кре­ пость пород, разведанность трассы, квалификацию рабо­ чих, географическое положение и т. д. Нередко способы, разработанные и с успехом применяющиеся в одних странах, нельзя использовать в других вследствие раз­ личных экономических условий. Так, например, способ бурения шпуров ручными бурильными машинами в США нашел ограниченное применение, в то время как колонковые бурильные машины используют весьма широко.

На рис. 21 показано распределение способов обурива­ ния забоя в зависимости от площади сечения выработки и ее длины. Из рис. 21, а видно, что случаи применения тяжелых бурильных машин для обуривания забоя умень­ шаются с увеличением площади забоя. Практически все выработки с 5>100—ПО м2 сооружают при помощи лег­ кого бурового оборудования, что объясняется, очевидно, меньшей громоздкостью буровой рамы. Из рис. 21, б следует, что с увеличением длины выработки число слу­ чаев применения тяжелого колонкового оборудования увеличивается. Это объясняется тем, что значительная

2. Буровая рама на авто­ номном ходу

50

длина выработки в большей степени окупает капиталь­ ные затраты на сложное и дорогое тяжелое буровое обо­ рудование.

На основании проведенного анализа, в зависи­ мости от двух исследованных факторов (S и I) могут

а

%

Рис. 21. Распределение примеров применения способов обуривания забоев в зависимости от различных условий:

быть даны ориентировочные рекомендации по выбору способа обуривания забоя при сооружении выработок большого сечения (табл. 12).

51

Практика применения бурильных установок при соо­ ружении выработок большого сечения сплошным за­ боем.

Для обуривания забоев при сооружении выработок большого сечения в скальных породах все большее при­

Рис. 22. Самоходная буровая установка СБУ-4 на гусеничном ходу

высоты и незначительной протяженности и применяются главным образом при сооружении камер в рудной про­ мышленности.

При сооружении выработок большого сечения значи­ тельного протяжения широкое распространение нашли буровые установки вращательно-ударного действия СБУ-2, СБУ-3 и СБУ-4 (рис. 22).

52

Использование самоходных буровых установок на гу­ сеничном ходу- в комплексе с тоннельными экскавато­ ром и самосвалами для вывозки породы позволяет обес­ печить простую и экономичную организацию работ с малыми затратами труда, наименьшими вспомогатель­ ными операциями и, как следствие, со значительным снижением стоимости строительства.

Установки СБУ-2, СБУ-3 и СБУ-4 оснащены совре­ менными автоматическими устройствами подачи и гид­ равлическими стрелами — манипуляторами. Такие уста­ новки, полностью механизируя процесс бурения, обеспе­ чивают высокие скорости бурения шпуров, превосходя­ щие в 2—2,5 раза скорости бурения быстроударными ручными бурильными машинами. Применение буриль­ ных установок позволяет значительно увеличить ско­ рость бурения шпуров, снизить затраты труда на обуривание забоя, практически полностью отказаться от руч­ ного бурения и повысить безопасность работ.

В настоящее время установки СБУ-2 успешно приме­ няют при сооружении тоннелей площадью сечения 48— 95 м2 на строительстве Нурекской, Чарвакской, Токтогульской, Ингурской и других ГЭС. Установки враща­ тельно-ударного действия СБУ-2 и СБУ-4 имеют следую­ щие технические характеристики:

Согласно проведенным хронометрическим наблю­ дениям [20] средняя эксплуатационная производитель­ ность установкой СБУ-2 за смену при сооружении верх­ ней части строительного тоннеля Нурекской ГЭС до­ стигала 29—32 м/ч, причем чистое время бурения одно­

53

го шпура длиной 2,8 м в алевролитах с коэффициентом

от 2 до 6 м. В выработках шириной более 10 м, как пра­ вило, для обуривания забоя используют две установки СБУ-2, причем каждую установку обслуживают два рабочих.

К недостаткам установок СБУ-2 (СБУ-2м) следует отнести большой «разброс» (неточности) при бурении шпуров; необходимость иметь в забое легкие передвиж­ ные подмости для производства с них работ по размет­ ке шпуров, очистке от буровой мелочи и заряжанию их

ВВ; малую высоту обуривания.

Вследствие возможности обуривать с одинаковым эф­ фектом забои различной высоты, установки СБУ-2 (СБУ-2м) выгодно применять при строительстве круп­ ных подземных комплексов ГЭС, заводов и других со­ оружений, т. е. в том случае, когда необходимо соору­ жать выработки различного поперечного сечения.

Самоходная бурильная установка СБУ-4, предназ­ наченная для обуривания забоев высотой до 10 м, осна­ щена четырьмя пневматическими бурильными машина­ ми вращательно-ударного действия, расположенными на двух рабочих платформах. Обслуживание верхних бу­ рильных машин и смену бурового инструмента произво­ дят с площадки, расположенной на верхней платфор­ ме. Эту площадку можно перемещать в продольном направлении, поднимать над верхней платформой

•и вращать в горизонтальной плоскости. Это дает

На основании наблюдений, проведенных Московским НИС Оргтранстроя при сооружении автодорожного тон­ неля длиной 252 м и сечением 65 м2 на автомобильной дороге Тбилиси — Орджоникидзе (Военно-Грузинская дорога), общие затраты времени на бурение одной бу­ ровой машиной с учетом вспомогательных операций сос­ тавили 5 мин на 1 м шпура. Перемещение буровой уста­ новки в забое, а также выход ее из забоя перед взры­ ванием на*расстояние до 80 м осуществляли за 14 мин

54

в оба конца. Поворот установки из транспортного поло­ жения в рабочее (и наоборот) занимал 3 мин.

Применение буровой установки СБУ-4 при сооруже­ нии Дарьяльского тоннеля позволило повысить произво­ дительность труда бурильщиков более чем в 6—8 раз по сравнению с ручным бурением. Трудоемкость обуривания 1 м тоннеля сечением 65 м2 составила 5,2 чел-ч,

В сентябре 1969 г. при сооружении верхней части подво­ дящего тоннеля сечением 5 = 54 м2 при использовании двух установок СБУ-4 была достигнута скорость

167 м/мес.

Основным недостатком установок СБУ-4 является их громоздкость.

Анализируя практику применения буровых устано­ вок при сооружении тоннелей в СССР, необходимо от­ метить преимущественное распространение СБУ-2. Одна­ ко для обуривания забоев высотой до 8 м бурильные установки на местах нередко модернизируют: удлиняют стрелы манипуляторов, переоборудуют автоподатчики для бурения штангами длиной до 4—4,5 м и т. д.

При строительстве Ингурской ГЭС несколько уста­ новок СБУ-2 были оборудованы еще одной стрелой БУ с таким расчетом, чтобы была возможность обуривать дополнительной бурильной машиной верхнюю часть за­ боя. Такие видоизмененные бурильные установки успеш­ но применяли при сооружении напорного тоннеля попе­ речным сечением 83 м2. В мае 1968 г. с их помощью было проведено более ПО м тоннеля. В практике сооружения выработок большого сечения бывают случаи применения буровых установок типа БУ-1, БУ-2, КВШ и др., однако применение их более типично для выработок относи­

ний применяют установки типа «Джой» (США), «Юта Австралия» (Австралия), «Секома» (Франция) и т. д.

Большой интерес для обуривания забоя представляет гидравлическая вращающаяся стрела RP 625, сконструи­ рованная финской фирмой «Тампелла» (рис. 23). Стрела

55