Шпур
Шпур - искусственное цилиндрическое углубление в твёрдой среде (горной породе, бетоне) диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м. Применяются для размещения зарядов при взрывных работах, для установки анкерной крепи, нагнетания воды или цемента в окружающий массив горных пород и т.п.
Бурение шпуров[править]
Бурение шпуров является одним из главных технологических процессов. По времени и трудоемкости работ бурение шпуров занимает от 25 до 40% общей продолжительности и трудоемкости проходческого цикла. Бурение шпуров производят электросверлами и перфораторами (ручными и колонковыми) и бурильными установками.
Бурение шпуров ручными электросверлами и перфораторами.[править]
Ручные электросверла применяют при бурении шпуров диаметром 41-44 мм и глубиной до 3 м при проведении выработок по углю и мягкой породе. В горнодобывающей промышленности применяют электросверла. При бурении шпуров по антрацитам и породам средней крепости применяют электросверла с принудительной подачей с помощью стального каната. Конец каната крепят крюком к легкой распорной стойке, установленной в забое. Электрические сверла изготовляют во взрывобезопасном исполнении и применяют в шахтах, опасных по газу и пыли.
Пневматические сверла применяют для бурения шпуров диаметром 36 мм и глубиной до 3 м при проведении выработок по слабым породам (/"< 4).
Ручные перфораторы применяют при бурении шпуров диаметром 40— 46 мм и глубиной до 4 м при проведении выработок в крепких и средней крепости породах с/> 5.
В качестве бурового инструмента применяют коронки трех типов:
- Долотчатые коронки применяют для бурения любых пород,
- крестовые коронки - для трещиноватых,
- штыревые коронки — для крепких пород.
Для коронок установлен следующий ряд наружных диаметров: 28, 32, 36, 40, 43, 52, 60, 75 и 85 мм.
Производительность бурения шпуров электросверлами и перфораторами зависит от числа машин, прочности пород и диаметра шпура.
Главными недостатками бурения электросверлами и перфораторами являются тяжелый труд бурильщиков и низкая производительность труда. Для повышения качества бурения шпуров целесообразно за каждым бурильщиком закреплять определенные шпуры и устанавливать очередность бурения шпуров, при которой исключаются помехи в работе. После взрыва производят анализ качества шпуров каждого бурильщика.
Бурение шпуров колонковыми машинами[править]
Для облегчения труда бурильщиков и повышения скорости бурения применяют колонковые электросверла, электросверла на манипуляторах и колонковые перфораторы.
- Колонковые электросверла применяются при бурении шпуров диаметром 36—50 мм в породах с / — 5 4- 10. Колонковые электросверла устанавливают на распорных колонках типа КЭБ-1, КЭБ-2, КЭБ-3, КЭБ-5, КЭР-2 и др.
- Более совершенным является бурение колонковыми электросверлами на манипуляторах, установленных на ковшовых погрузочных машинах.
- Колонковые перфораторы более мощные, чем ручные, их применяют для бурения шпуров с колонок, манипуляторов и буровых кареток при проведении горных выработок в крепких и очень крепких породах. По конструкции колонковые перфораторы имеют такое же устройство, как и ручные, но отличаются большими размерами и имеют приливы для крепления и передвижения их в салазках автоподатчика.
Бурение шпуров колонковыми машинами облегчает труд бурильщиков и увеличивает скорость бурения за счет увеличения усилия подачи.
Существенным недостатком колонковых машин является значительная затрата времени на монтаж, демонтаж и перестановку колонок. По этой причине чистое время бурения колонковыми машинами составляет 20—35% общего времени бурения шпуров.
Бурение колонковыми машинами можно производить при отсутствии бурильных установок или при невозможности по разным причинам применить механизированное бурение.
Бурение шпуров буровыми установками[править]
Механизированное бурение шпуров производят бурильными установками (каретками) и навесным оборудованием, смонтированным на погрузочных машинах. Промышленность выпускает бурильные установки (каретки) вращательного бурения с электросверлами, вращательно-ударного и ударно-поворотного бурения. В угольной промышленности наибольшее распространение имеют установки БУ-1, БУР-2, БУЭ-1 и БУЭ-2. С использованием этих установок проводят около 50% выработок.
Бурильные установки позволяют полностью механизировать и частично автоматизировать работы по бурению шпуров с высокой скоростью. Тяжелый труд бурильщика заменяется управлением механизмами.
Объем механизированного бурения шпуров на шахтах-новостройках непрерывно увеличивается и в последние годы составляет в угольной промышленности 53%, а в горнорудной промышленности при более крепких породах — 40% общего объема бурения шпуров.
Применение механизированного бурения позволяет увеличить скорость проходки на 20-25%, производительность труда — на 20—23% и снизить трудоемкость работ в 2—3 раза. Среднемесячная производительность бурильных установок составляет 580—700 м3 обуренной породы в массиве.
Мероприятия по уменьшению вибрации, шума и пылеобразования[править]
Бурение шпуров перфораторами сопровождается вибрацией, шумом и пылеобразованием. Длительное воздействие вибрации вызывает у проходчиков вибрационную болезнь.
Предельно допустимые значения вибрационной скорости в октановых полосах 16—2000 Гц изменяются от 5 до 0,45 см/с. Вибрационная скорость перфораторов ПР-ЗОк превышает нормальное значение в 5 раз, ПР-24ЛУ — в 3 раза. Для уменьшения вибрации до нормативных значений перфораторы оснащают виброгасящими устройствами — сварной рамой с трубками, в которых помещены пружины. Для гашения вибрации применяют рукавицы с полихлорвиниловыми вкладышами.
Шум при работе перфоратора возникает в результате выхлопа отработанного воздуха, вибрации буровых штанг и соударения деталей.
Общий уровень звукового давления не должен превышать 85 дБ и изменяется на среднегеометрических частотах 63—4000 Гц в пределах от 99 до 76 дБ. В выпускаемых ручных перфораторах уровень звукового давления превышает нормативное на 30—35 дБ. Поэтому при работе с перфораторами необходимо применять индивидуальные средства защиты слуха — заглушки из ткани ФП, заглушки Беруши, противошумные каски ВЦНИОТ-2м, антифоны и др. Указанные средства снижают громкость шума от 7 до 25 раз. По данным[1][2]
... реальная эффективность составляет для вкладышей в среднем 5 дБ, а для наушников 13 дБ, что даёт снижение шума по субъективной громкости в 1,5 и 2,2 раза соответственно
При всех способах бурения шпуров образуется пыль, которая вредно влияет на здоровье проходчиков. Основным средством борьбы с пылеобразованием при бурении является промывка шпуров водой.
При бурении перфораторами применяют две схемы подачи промывочной воды:
- центральная — вода подается к задней головке перфоратора и через тонкую водопроводящую трубку, входящую в резинотканевое отверстие хвостовика бура, поступает в забой шпура;
- боковая — вода поступает в канал бура, минуя перфоратор, через муфту, надеваемую на штангу, в теле которой имеется боковое отверстие.
Для повышения пылеподавляющих свойств воды применяют смачиватель ДБ в концентрации 0,05%. Его вводят во внутришахтную водопроводную сеть с помощью дозаторов ДСУ-2 и ДСУ-3 с пропускной способностью 0,5-6 м3/ч, максимальным давлением воды — 1,6 МПа. Вместимость дозатора ДСУ-2 — 11л, дозатора ДСУ-3 — 30л. Расход промывочной воды составляет для ручных перфораторов 3 л/мин, для колонковых перфораторов — 5 л/мин, для бурильных машин — 12 л/мин. Бурение с промывкой можно применять при наличии в шахте водопроводной сети.
Вторым способом борьбы с пылью является сухое пылеулавливание.
Существуют три вида пылеулавливания: осевое (центральное) — удаление пыли от забоя шпура производят через штангу и перфоратор посредством эжектора, встроенного в пылеуловитель, или эжекторной станции; боковое — удаление пыли из забоя шпура через канал бура; удаление пыли от устья шпура.
Сухое пылеулавливание применяют в следующих случаях:
- в удаленных горных выработках, где отсутствует водопроводная сеть, а также когда краткое время бурения не оправдывает затрат на сооружение водопровода;
- в горных выработках, где бурение с промывкой воды не может быть применено (ограниченные водные ресурсы, в горных выработках с постоянными отрицательными температурами, в случае вспучивания пород при их насыщении водой, на горных предприятиях, где недопустимо повышение влажности воздуха, и т.п.).
Из-за низкой реальной эффективности респираторов-полумасок главным способом профилактики профзаболеваний органов дыхания в США является (сухое) пылеулавливание[3].
Примечания[править]
- ↑ Денисов Э.И., Морозова Т.В. Средства индивидуальной защиты от вредных производственных факторов. журнал Жизнь без опасностей. Здоровье, профилактика, долголетие. 2013. – №1. – С.40-45
- ↑ Э.И. Денисов и др. Проблема реальной эффективности индивидуальной защиты и привносимый риск для здоровья работников. журнал Медицина труда и промышленная экология 2013. - №4. - С. 18-25
- ↑ Best Practices for Dust Control in Coal Mining. Перевод: "Лучшие способы снижения запылённости в угольных шахтах. Руководство NIOSH 2010г" стр 59-61 пылеподавление при бурении
