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

оборудована автоматикой для обеспечения параллель­ ности буримых шпуров. Она может быть установлена на различные платформы и опоры, что обеспечивает воз­ можность сооружения выработок различных размеров и формы сечения. Стрела оборудована буровой машиной KS50A и набором буровых штанг, позволяющим бурить шпуры диаметром не менее 33 мм и глубиной до 4 м.

На рис. 24 показаны некоторые способы установки вращающихся стрел RP 625 с указанием обслуживаемой ими площади. Для выработок больших сечений наиболь­ ший интерес представляют варианты установки таких стрел на платформы, не движущиеся на рельсах, поскольку обуриваемая ими площадь может быть увели­ чена перемещением платформы в боковом направлении. Однако применение буровых установок при сооружении выработок большого сечения за рубежом ограниченно. Их применяют в основном при строительстве подзем­ ных хранилищ, гаражей, убежищ и т. д., т. е. там, где необходимо соорудить комплекс выработок с различной площадью сечения.

Анализ основного бурового оборудования, приме­ няемого при разработке нижнего уступа. Основное бу­ ровое оборудование, применяемое при разработке ниж­ него уступа, различается в зависимости от принятого способа разработки его.

При разработке нижнего уступа способом бурения и взрывания горизонтальных шпуров применяют то же оборудование, что и для обуривания забоя при соору­ жении выработок на полное сечение.

Следует отметить, что наибольшее распространение при разработке нижнего уступа способом горизонталь­ ных шпуров в отечественных условиях получили буриль­ ные установки типа СБУ-2, за рубежом — установки фирмы «Джой» (США) и «Секома» (Франция). Приме­ нение буровых рам для бурения горизонтальных шпуров при разработке нижнего уступа хотя и имеет место (уступ тоннеля Санта-Крус), но не является типичным.

Бурильные машины, предназначенные для бурения вертикальных скважин при разработке уступов, по прин­ ципу разрушения забоя скважины можно выделить в следующие группы: ударно-канатного действия; удар­ но-поворотного действия; вращательного действия; ударно-вращательного действия.

57

Бурильные машины (станки), применяемые при раз­ работке нижнего уступа выработок большого сечения, должны:

иметь небольшие габариты и малую массу станка; быть удобными при транспортировании их по подзем­

ным выработкам; иметь высокую производительность бурения и надеж­

ность.

Этим требованиям в известной мере удовлетворяют лишь машины ударно-поворотного и ударно-вращатель­ ного действия.

Ма ш и н ы у д а р н о-п о б о р о т н о г о д е й с т в и я КДМ-4, ПК-75, КС-50 и КТ-70 применяют для бурения скважин при разработке нижнего уступа. Машины предназначены для бурения скважин диаметром 46— 85 мм и длиной до 8—12 м. Колонковые перфораторы обычно устанавливают на специальные передвижные буровые тележки с мачтами, которые можно легко пе­ редвигать от одной скважины к другой. Тележки с од­ ной колонковой бурильной машиной могут быть приме­ нены при разработке уступов высотой 3—4 м при малых размерах пройденной части выработки.

Использование колонковых бурильных машин для бу­ рения скважин при разработке нижнего уступа имеет следующие преимущества:

возможность удобного транспортирования и переста­ новки машин, что позволяет оперативно организовать бурение в подземных условиях;

возможность работы одного бурильщика на несколь ких машинах.

К недостаткам бурения скважин колонковыми маши­ нами относятся: низкая производительность бурения скважин; резкое снижение скорости бурения с увели­ чением глубины скважины за счет уменьшения живой силы удара лезвия коронки по породе вследствие воз­ растания массы штанг, а также за счет увеличения внешнего сопротивления поворота штанги; сильный шум при работе нескольких машин и частые поломки, вле­ кущие за собой дополнительные затраты времени.

За рубежом обуривание уступов колонковыми бу­ рильными машинами имеет широкое распространение. Диаметр скважин при бурении колонковыми машинами

59

в Швеции составляет 32—40 мм, в США и Канаде — 56—65 мм. В табл. 13 приведены основные данные тя­ желых бурильных машин, применяемых при сооружении тоннелей в Швеции, обеспечивающие скорость бурения до 10 м/ч при глубине бурения до 30 м.

Прогрессивным решением для обуривания нижних уступов является применение установки многоперфора-

торного бурения, представляющей собой раму, на кото­ рой монтируются колонковые перфораторы. Раму уста­ навливают на полозьях или колесах и перемещают с помощью лебедок.

Весьма удобной оказалась конструкция установки, применяемой при разработке уступа тоннеля ГЭС Сторнорфорс (рис. 25). Бурильные машины с цепной подачей смонтированы на общем каркасе, передвигающемся на балочных полозьях. Перемещение от одного ряда шпу­ ров к другому производилось при помощи двух пневма­ тических кривошипов, смонтированных на общем кар­ касе. Поскольку при бурении имелась опасность встречи бура с несдетонировавшим ВВ, после одновременного включения всех машин бурильщики удалялись под за­ щиту специального предохранительного щита. Установка оборудована приспособлениями для автоматической остановки бурильных машин при достижении определен­ ного уровня бурения. Производительность бурения этой установкой достигала 230 м/смену на одного человека при обслуживании им одновременно четырех машин. Аналогичные установки применяют при сооружении тон-

60

61

нелей ГЭС Тренсглет и Гулселе. Краткая сравнительная характеристика их приведена в табл. 14.

М а ш и н ы у д а р н о-в р а щ а т е л ь н о г о б у р е н и я с к в а ж и н. За последние годы для бурения скважин при разработке нижнего уступа все большее распрост­ ранение получают буровые станки с пневмоударниками, разрушающие забой скважины ударно-вращательным способом.

Характерная особенность бурильных машин с пнев­ моударниками состоит в том, что пневмоударник во вре­ мя бурения находится у забоя скважины и наносит уда­ ры по хвостовику буровой коронки.

Сравнительные исследования машин ударно-поворот­ ного и ударно-вращательного действия в породах типа гнейсов показали, что при одинаковом давлении возду­ ха 5 кгс/см2 машины ударно-вращательного действия обеспечивают в 3—4 раза большую скорость бурения по сравнению с машиной КЦМ-4.

Ввиду того, что масса коронки с изменением глубины бурения остается постоянной, механическая скорость бурения с увеличением глубины скважины почти не из­ меняется.

В зависимости от диаметра скважины пневмоудар­ ники для бурения скважин бывают малых диаметров (50—80 мм); средних диаметров (80—105 мм) и боль­ ших диаметров (с?>105 мм).

62