книги / Технология строительства подземных сооружений. Строительство горизонтальных и наклонных выработок

шпуров рама распирается в стены тоннеля с помощью винто­ вых или гидравлических домкратов.

Для разминовки вагонеток буровая рама оборудуется подъ­ емником. Число ярусов принимается в зависимости от высоты; тоннеля. Обычно рама имеет 2—3 яруса.

Бурильные рамы на колесно-рельсовом ходу получили рас­ пространение при проведении железнодорожных и гидротехни­ ческих тоннелей площадью поперечного сечения до 80—120 м* и длиной более 0,5 км. Достоинства бурильных рам:

возможность быстрой и надежной установки и центрирова­ ния рамы в забое;

возможность с использованием рамы производить бурение- и заряжание шпуров, оборку забоя и породных стен, установку временной крепи и другие работы;

возможность проведения через раму погрузочных и транс­ портных средств, что сокращает время на подготовительно-за­ ключительные работы- и позволяет частично совместить бурениешпуров и погрузку породы. Перед взрывом раму отвозят на 15—20 м от забоя;

надежность конструкции, что позволяет разместить на ней тяжелые высокопроизводительные бурильные машины на мани­ пуляторах.

Недостатки рамы: необходимость настилки рельсовых путей,, большие масса и стоимость конструкции.

Буровые рамы на пкевмоколесах изготовляют из легкого прокатного металла, имеют меньшую массу. Рама монтируется обычно на двух парах пневматических колес и перемещается различными тягами. Подмости для бурильных машин настилают из досок. В зависимости от ширины выработки в забое разме­ щают одну или две рамы.

По сравнению с рамами на колесно-рельсовом ходу рамы на пневмоколесах имеют меньшую массу и'стоимость, но большие* затраты времени на подготовительно-заключительные работы.

Для сокращения времени на перемещение рамы изготовляют самоходные бурильные каретки на пневмоколесном ходу. Техни­ ческая характеристика некоторых кареток приведена в табл.3.5..

Рис. 3.14. Буровая рама

производительность бурения, необходимость иметь легкие пере­ движные подмостки для разметки и заряжания шпуров и малая высота обуривания.

В зарубежной практике для бурения шпуров в тоннелях выпускают установки типа «Джой» (США), «Юта. Австралия» (Австралия), «Секома» Франция, «Зальцгиттер» (ФРГ) и др.

При проведении тоннелей с нижним уступом вертикальные шпуры бурят колонковыми перфораторами и буровыми уста­ новками.

Колонковые перфораторы (ПК-60, ПК-75, КС-50) обычно устанавливают на специальных передвижных буровых тележ­ ках с мачтами, которые передвигаются* с одной скважины на другую. Применяют установки многоперфораторного бурения — раму, на которой установлено несколько перфораторов. Рама устанавливается на полозьях и перемещается с помощью ле­ бедки. Колонковые перфораторы применяют для бурения шпу­ ров и скважин диаметром 42—85 мм и глубиной до 8—12 м.

К достоинствам способа бурения скважин колонковыми пер­ фораторами относятся: малые затраты на приобретение обору­ дования, удобное транспортирование и перестановка машин.

Техническая характеристика некоторых буровых станков приведена в табл. 3.8.

Работы по бурению и заряжанию шпуров проводят в сле­ дующей последовательности. Из забоя убирают оборудование и инструмент, которые использовались при погрузке породы и

.возведении крепи.

К забою подводят буровую раму и с ее ярусов обирают по­ роду в забое и кровле тоннеля. Затем с использованием марк­ шейдерских инструментов производится разметка шпуров. Це­ лесообразно наносить только линии расположения шпуров. Это позволяет сократить время разметки шпуров в 2—3 раза и до­ вести его до 0,5—1 ч.

После разметки шпуров приступают к их бурению. Все шпуры разбивают на зоны, а зоны закрепляют за бурильщика­ ми. Такое распределение позволяет повысить персональную ответственность бурильщиков за качество бурения и повышает производительность работ. По окончании бурения шпур про­ дувается и в устье шпура забивается деревянный колышек.

Заряжание шпуров является длительной операцией и зани­ мает в зависимости от площади забоя 2—3 ч. Для механизи­ рованного заряжания шпуров гранулированным ВВ целесооб­ разно применять машину ПМЗШ-2.

Машина ПМЗШ представляет собой автомашину МАЗ-500,

.на которой смонтированы гидроподъемник с рабочей кабиной, промежуточный бункер объемом 0,8 м3 и четыре пневмозаряд­ чика ЗП-2. Машина может с одной установки обслуживать забой высотой 10 м и шириной 8—12 м. С этой машины произ­ водят монтаж взрывной сети. Время заряжания шпуров маши­ ной ПМЗШ-2 составляет: подготовительные работы — 9,5 ч, за-

ряжание — 90—100 шпуров 1 ч 45 мин, вспомогательные рабо­ ты— 10—15 мин.

При бурении шпуров буровыми установками для оборки за­ боя, разметки и заряжания шпуров применяют также гидро­ подъемники МШТС-2Т, МШТС-2ТП и др.

7.4. ПРОВЕТРИВАНИЕ ТОННЕЛЕЙ

Специфическими особенностями проветривания тоннеля яв­ ляются значительная площадь поперечного сечения, длина вы­ работки и большое количество одновременно взрываемого ВВ..

Проветривание тоннеля должно осуществляться на всех ста­ диях тоннельных и строительно-монтажных , работ, а такжеfi период временного перерыва проходческих работ.

При проведении тоннелей применяют те же схемы проветри­ вания, что и при проведении горных выработок, а также через* вентиляционные скважинные и вспомогательные штольни. (рис. 3.15).

O

тУ/г

oq —>■ca —►oa —> od—>

^77777777777777777777777/

Рис. 3.15. Способы и схемы проветривания тоннелей:

При вытяжном проветривании (рис. 3.15, а) воздух от забоя с помощью вентилятора / подается к порталу или вентиляцион­ ной скважине по металлическим трубам, которые не доводятся до забоя на 10 м. Свежий воздух, проходя от портала по тон­ нелю, нагревается, загрязняется и подается к забою неполно­ ценным. Поэтому после интенсивного проветривания забоя пере­ ходят на приточную схему (рис. 3.15,6), при которой вентиля­ ционные трубы могут быть как жесткой, так и гибкой конструк­ ции. Конец приточной трубы должен находиться от забоя не более зоны действия свободной струи 1С (м), определяемой по формуле

10=. 18,7 Y ^ V ^ S ,

где S — площадь поперечного сечения тоннеля, м2; STP — пло­ щадь сечения вентиляционной трубы, м2.

При проточно-вытяжном проветривании (рис. 3.15, в, г) вен­ тиляционные трубы должны быть жесткой конструкции, так как они используются как для притока, так и для вытяжки воздуха.

Для подачи воздуха применяют вентиляторы местного. про­ ветривания (СВМ-5М, СВМ-6М, ВМ-5, ВМ-6, ВМ-8 и др.), ме­ таллические (диаметром 0,6—1,2 м), прорезиненные или поли­ мерные трубы. Вентиляторы монтируются на расстоянии не менее 15 м от портала. В тоннелях длиной более 500 м провет­ ривание забоя осуществляется двумя вентиляторами по двум вентиляционным ставам труб или двумя-тремя вентиляторами, установленными последовательно, а также центробежными вен­ тиляторами с большим напором. Эти вентиляторы могут монти­ роваться у портала или по длине става труб на равном расстоя­ нии друг от друга.

Проветривание через скважины применяют в тоннелях боль­ шой длины. При этой схеме с поверхности земли бурят скважи­ ну диаметром 1—1,5 м. Устье скважины соединяется с всасом вентилятора. Выбор эффективной схемы вентиляции произво­ дится путем сравнения затрат по вариантам.

Количество воздуха, необходимого для проветривания, оп­ ределяется расчетом для всех стадий строительства, с учетом следующих факторов согласно Рекомендациям по проектирова­ нию, монтажу и эксплуатации систем вентиляции при строи­ тельстве тоннелей (Минтрансстрой, ВНИИ транспортного строи­ тельства, 1983 г.):

наибольшего числа людей, находящихся в забое. На каждо­ го рабочего должно поступать не менее 6 м3/мин свежего воз­ духа;

по скорости движения воздуха, которая должна быть не ме­ нее 0,15 м/с и не более 4 м/с (в период строительства);

количества ядовитых газов, образующихся при взрыве ВВ;

количества вредной пыли, образующейся при электросварочных работах;

количества вредных примесей, образующихся при работе двигателей внутреннего сгорания.

В результате расчета по вышеприведенным ф'акторам окон­ чательно принимается наибольшее из полученных значений. При совмещении во времени нескольких производственных опе­ раций, связанных с выделением вредных газов и пыли в тон­ нельную атмосферу, потребное количество воздуха определяет­

тающих в забое; qn— норма подачи воздуха на одного челове­ ка, равная 6 м3/мин.

По м и н и м а л ь н о й с к о р о с т и д в и ж е н и я воздуш­ ной струи (м3/с)

Qs— VminS»

где ûmin равная 0,15 м/с — минимальная скорость движения воз­

между срезом вентиляционного воздуховода и забоем), м3; t —

расположении трубы в верхнем или нижнем углу выработки он

где А — расход ВВ в паспорте буровзрывных работ, кг; В — ко­ личество условного оксида углерода, образующегося при взры­ ве 1 кг ВВ (40...60 л), включая оксиды азота; L3 — расстоя­ ние от среза вентиляционного воздуховода до забоя, м:

L3=( 4 +5) V S,

Сд — максимально допустимая концентрация условного оксида углерода, равная 0,008% по объему.

Нагнетательный способ проветривания с ограниченным по­ током (м3/с) :

где q — количество воздуха, необходимое для статического раз­ жижения газов ВВ по всей выработке до допустимой концент­ рации, м3/с:

Q=AB/(10Cy),

где q — количество воздуха, которое необходимо подать в вы­ работку для однократного обмена, м3/с:

q= SL/ty

где L — длина тупиковой выработки, м; т]у — коэффициент, учи­ тывающий утечки из воздуховода:

nr = ( i m ^ - L \ r R + i J ,

Я = 6 ,5 - ^

наиболее распространенных типоразмеров вентиляционных труб и горных выработок принимаются по табл. 3.9.

Комбинированный способ проветривания. При этом спосо­ бе первоначально рассчитывается количество воздуха, подавае­ мого в забой нагнетательным вентилятором, по ранее "приведен­ ным формулам для ограниченного потока, подставляя вместо значения L/LBC— расстояние от среза всасывающего воздухово­ да до забоя. Тогда количество воздуха, удаляемого всасываю­ щим вентилятором, из условия исключения рециркуляции зага­ зованного воздуха определяется (м3/с):

для схемы без перемычек QBc^l>3Q3,

для схемы с перемычкой или завесой QBC^ M Q S.

Проветрйвание сквозных выработок. Потребное количест­ во свежего воздуха при сооружении нижнего уступа туннеля при пройденной и забетонированной верхней его части (м3/с):

Q3= - ^ + If-VL*+ D \p(3+ InC0).

где 1т— длина проветриваемого участка, м; Dnр — приведенный диаметр проветриваемого участка тоннеля, м; С0 — начальная концентрация взрывных газов (%), определяемая по формуле выше.

По вредной пыли, образующейся при сварочных работах (м3/с):

ХМ п,

ЗбООСд

где п —количество одновременно работающих сварочных по­ стов; %— количество сварочной пыли от сжигания 1 кг электро­ дов, г; СП— нормы ПДК для сварочной пыли, мг/м3; М — масса электродов, сжигаемых в единицу времени, кг/ч:

М = кяа/,

рочного то»ка.

Если представить отношение %/Сп=*7 какудельное количе­ ство воздуха, необходимое для разжижения пыли от 1 кг сго­ раемых электродов до безопасной концентрации, то

Q3 = /z^M/3600.

Значения а, х» Q в зависимости от типа применяемых элек­ тродов приведены в табл. 3.10.