Файл: Миндели, Э. О. Разрушение горных пород учебное пособие.pdf

рено, чтобы период собственных колебаний магнитостриктора, опре­ деляемый его длиной, совпадал с периодом вынужденных электро­ магнитных колебаний.

Эффективное бурение с применением магиптостриктора может производиться при осевых нагрузках на долото, в 1,5—2 раза мень­ ших, чем при обычном шарошечном бурении.

Это позволяет существенно снизить массу шарошечных буровых станков. Механическая скорость бурения крепких пород возрастает при этом в 2—3 раза.

В настоящее время на основе накопленногоэкспериментального материала ведутся-работы по созданию магнитострикторов и специаль­ ных станков для проходки скважин диамет­ ром 243 и 320 мм.

Взрывной способ бурения основан на по­ следовательном взрывании непосредственно на забое зарядов ВВ для разрушения горных пород и формировании таким образом сква­ жины без применения механического породо­

высокое поле давлений и скоростей смещения среды. В результате этого может быть дости­ гнуто эффективное разрушение практически любых по крепости пород.

2. Отсутствием потерь энергии при тран­ спортировании зарядов ВВ к забою скважины.

3. Отсутствием пзнашнвающего породо­ разрушающего инструмента, что делает возможпым длительное непрерывное ведение про­ цесса взрывного буренпя.

Основные трудности использования взры­ вов ВВ для бурения определяются необхо­ димостью образования скважины заданной (обычно цилиндрической) формы и достаточно мелкого дробления разрушаемой породы, при которых возможно было бы быстрое удаление образующейся буровой мелочи и непрерывный процесс углубления скважины взрывами.

Для решения данной задачи необходимо до­ стижение регулируемого направленного дей­ ствия взрыва.

Эффективный и высокопроизводительный процесс достигнут при взрывном бурении с продувкой скважины сжатым воздухом. Сущ­ ность метода состоит в том, что образование скважины производят

114

последовательными взрывами на забое зарядов ВВ, транспортируе­ мых по бурильным трубам сжатым воздухом, который используется затем для выноса образующихся продуктов разрушения. Осуще­ ствляя взрывы с небольшими интервалами по времени, достигают соответственно высоких скоростей бурения. Схема процесса пока­ пана на рис. 47.

Возможность эффективного образования скважин взрывами объя­ сняется тем, что заряд ВВ при взрыве на забое находится в окруже­ нии воздуха, из-за чего интенсивность действия взрыва в перифе­ рийном и тыльном по отношению к заряду направлении резко сни­ жена, что в сочетании со значительной проходкой за взрыв приводит к сравнительно небольшому числу циклов повторных разрушений

•боковой поверхности забоя, мелкому дроблению породы и форми­ рованию практически цилиндрической скважины вполне пригодной для выполнения качественного взрыва.

Эффективность разрушения породы при взрывном бурении за­ висит от бризантности заряда (его плотности и скорости детонации), а также выделяемой при взрыве энергии (удельной теплоты взрыва). Максимальная величина углубления за взрыв достигается в условиях непосредственного контакта заряда с породой при цилиндрической форме заряда ВБ с соотношением размеров hid = 1 —1,5. При этом действующий на забой удельный импульс взрыва достигает макси­ мальной величины. Указанные условия наиболее полно реализу­ ются при выполнении взрывного бурения подготовленными (натре­ нированными) зарядами ВВ. В этом случае выделяемая на забое энергия может составить до 150—200 тыс. кгс-м в одном импульсе (взрыве) нри их числе до 1000—1500 в 1 ч; среднечасовая мощность процесса будет равна 500—1000 л. с. Это в 10—20 раз больше мощ­ ности, реализуемой на современных тяжелых шарошечных буровых станках.

быть 300 г, средняя проходка за один взрыв — 40—80 мм, а ско­ рость бурения — 30—40 м/ч. Этот способ является одним из наи­ более перспективных для бурения в крепких и крепчайших горных породах.

Известен также и способ «струйного» взрывобуренпя, при котором заряд ВВ образуется непосредственно на забое путем слияния по­ даваемых по отдельным трубкам (каналам) струй жидкого горючего и жидкого окислителя. Инициирование взрыва осуществляется с помощью третьего компонента — специального инициатора (сплав калия и натрия). Взрывы при данном способе протекают с низкой скоростью и характеризуются относительно низкой эффективностью разрушения.

Кроме того, при струйном методе взрывобурения сложно вести; своевременное удаление образующихся при взрыве продуктов раз­ рушения, поскольку в забой непрерывно подаются струи компонен­ тов жидкого ВВ.

Г л а в а VIII

СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ НОРМАЛЬНЫХ САНИТАРНОГИГИЕНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ТРУДА ПРИ БУРЕНИИ ШПУРОВ

§ 32. Пылеподавление при механических способах бурения

Пылеподавление при бурении шпуров осуществляется: промывкой шпура или отсосом пыли из него; подачей воды через центральный канал бурильной машины или

при помощи специальной муфты, надеваемой на штангу (боковая промывка);

подачей воздушно-водяной смеси.

Отсос пыли из шпура осуществляется последующим улавливанием её в специальных приспособлениях.

Пыль, находящаяся в рудипчной атмосфере, подавляется оро­ шением забоев, увлажнением взорванной породы. Кроме того, при­ меняют рабочие средства индивидуальной защиты.

Способ пылеподавления можно считать удовлетворяющим тре­ бованиям санитарно-гигиенических условий труда, если запылен­ ность воздуха не превышает 2 мг/м3 при наличии в составе пород 10% S i02. Средневзвешенное (по времени) содержание пыли в руд­ ничной атмосфере забоя горной выработки при ударно-поворотном п вращательном способах бурения с промывкой шпуров водой при­ ведено в табл. 29.

Интенсивность пылеобразования пропорциональна чпслу одно­ временно работающих бурильных машин. При вращательном буре­ нии шпуров резцами крупного скола интенсивность пылевыделения характеризуется малым выделением мелких фракций. Отсутствие

116

в атмосфере большого количества взвешенных частиц воды и масла при вращательном бурении электросверлами значительно улучшает общую санитарно-гигиеническую обстановку в забое по сравнению- с условиями, когда работают пневматические ударные машины.

§ 33. Средства защиты от шума

Для поглощения шума, возникающего при работе пневматиче­ ских бурильных машин ударно-поворотного действия применяют различные конструкции глушителей и индивидуальные средствазащиты.

Глушитель состоит из кольцевой алюминиевой оболочки, в ко­ торую помещают перфоратор, задней крышки, соединительных трубок, разъединительных перегородок и выхлопной трубы. Раз­ работанные конструкции опытных образцов выносных активных,, реактивных и комбинированных глушителей позволяют снизить шум от выхлопа сжатого воздуха до 20 дБ. При применении глушителей производительность бурильных машин снижается более чем на 10% - Ведутся также разработки конструкций штанговых глушителей..

К индивидуальным средствам защиты от шума относят специаль­ ные конструкции полупластичных антифонов и заглушек. Полупластичные антифоны представляют собой наушники, которые прижи­ маются к околоушной области пластинчатой пружиной, удержива­ ющейся ремешком на голове проходчика.

Заглушки предназначаются для тех же целей и состоят из рези­ новой оболочки, наполнителя (аналогичного используемому в анти­ фонах) и направляющего стержня из пластмассы, который вставля­ ется в слуховой канал. Применение этих средств защиты улучшает- санитарно-гигиенические условия труда при работе.

§ 34. Вибрация буровых машин и способы борьбы с нею

Увеличение мощности и скорости приводов горных машин обусловило, наряду с ростом производительности труда, повышениеинтенсивности вибраций этих машин и, как следствие, рост виброзаболеваемости рабочих. Вибрация машин приводит к снижениюпроизводительности труда рабочих и уменьшению надежности работы оборудования; значительная часть поломок и аварий яв­ ляется результатом недопустимых вибраций машин и ее частей.

Вибрация и, как следствие, шум являются одним из основных показателей конструктивного несовершенства, а их увеличение в про­ цессе эксплуатации свидетельствует о недопустимой изношенности пли неисправности машин и механизмов.

В Советском Союзе действуют санитарные нормы и правила, нормнрувэщие вибрации, передаваемые на руки рабочих (СНиП 626—66), и вибрации рабочих мест (СНиП 245—71). В первом случае, действия местных вибраций, нормы регламентируют виброскорость в частот­

117

ных пределах от 11 до 3000 Гц, во втором (общие вибрации) — виброскорость (смещение) от 2 до 63 Гц.

Предельно допустимые уровни виброскорости (согласно ГОСТ 17770—72) в октавных полосах по частоте имеют следующие зна­ чения:

чин вибраций, которые могут быть переданы организму рабочего, устанавливают: условия измерения нормируемых величии; пре­ дельно допустимую массу инструмента, удерживаемую при работе руками; предельно допустимые силы нажатия на рукоятки, необ­ ходимые условия работы с опасным по вибрации оборудованием и лечебно-профилактические меры по предупреждению вибрацион­ ной болезни.

В горнорудной промышленности наибольший процент заболева­ ний вибрационной болезнью приходится на долю работающих с руч­ ным инструментом ударного и вращательного действия.

виброскорость ручных перфораторов ПР-22, ПР-24, ПР-30 на ру­ коятках без впброзащптных устройств составляет в октавных по-

.лосах от 2,5 до 31 см/с, что в 3—12 раз превышает допустимые ве­ личины; вибрация отбойных молотков МО-9, МО-10, ручных горных сверл СР-3, СЭР-19 превышает санитарные нормы в 3—6 раз; при буренпп телескопными перфораторами ПТ-29 и ПТ-36 уровни ви­ брации на полке превышают нормы более чем в 20 раз, а иа рукоят­ ках — в 4—5 раз.

Действие вибрации во время работы часто усугубляется интен­ сивным шумом, местпым и общим охлаждением организма, а также необходимостью прикладывать значительное мускульное усилие.

За последние годы многими институтами совместно с заводамннзготовителями проводится работа по снижению вибрации машин

истепени ее-влияния на человека по следующим направлениям:

1.Автоматизация производственных процессов и разработка новой технологии, исключающей применение ручных машин.

2.Внедрение дистанционного управления машинами.

3.Разработка новых, вибробезопасных машин (активная защита).

4.Разработка средств защиты рабочего от вибрации (пассивная -защита).

5.Разработка индивидуальных средств защиты (сапоги с упру­ гими прокладками, обрезиненные влагонепроницаемые теплые ру­ кавицы, противошумные каски и др.).

-Л8