Кафедра полезных ископаемых и недропользования

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО ВГУ)

 

Геологический факультет

Кафедра полезных ископаемых и недропользования

 

 

Курсовая работа по теме

«Проходка горноразведочных выработок»

 

 

Выполнил студент-геохимик

3-го курса 4-й группы

Босиков Евгений Викторович

Руководитель: Стрик Юрий Николаевич

 

 

Воронеж 2015
Содержание

введение.
ЧАСТЬ I. БУРЕНИЕ СКВАЖИН
1.1. Выбор и обоснование способа бурения и основных параметров скважины
1.2. Выбор и обоснование проектной конструкции скважин
1.2.1. Расчет параметров многоствольной скважины
1.2.2. Составление ГТН
1.3. Выбор и обоснование бурового оборудования
1.4. Промывка скважины
1.4.1. Схема промывки скважины
1.4.2. Выбор промывочной жидкости
1.4.3. Очистка промывочного раствора от шлама
1.4.4. Расчет количества буровых растворов
1.5. Тампонаж скважины
1.5.1. Схема тампонирования скважины
1.5.2. Расчет количества тампонирующего раствора
1.6. Технология колонкового бурения
1.6.1. Технологические режимы бурения
1.6.2. Бурение по пласту полезного ископаемого
1.7. Ликвидация скважин
1.8. Техника безопасности
ЧАСТЬ II. ПРОХОДКА ГОРНОРАЗВЕДОЧНЫХ ВЫРАБОТОК
2.1. Выбор и обоснование типа, формы и размеров (сечения) горных выработок
2.2. Выбор и обоснование способа проходки, основного оборудования
2.3. Буровзрывные работы
2.3.1. Расчет рациональной длины заходки и глубины шпуров
2.3.2. Разметка и бурение шпуров
2.3.3. Обоснование выбора и расчет требуемого количества ВВ
2.3.4. Обоснование способа и выбор средств взрывания
2.3.5. Хранение взрывчатых веществ.
2.4. Вентиляция горных выработок
2.5. Уборка отработанной породы
2.6. Крепление горных выработок
2.7. Водоотлив и освещение
2.8. Ликвидация горных выработок
2.9. Техника безопасности
3. Проходка канав
3.1 Выбор и обоснование типа, формы и размеров сечения
3.2 Выбор и обоснование способа проходки и основного оборудования
3.3 БВР
3.3.1 Рассчет количества и глубины шпуров
3.3.2 Разметка и бурение шпуров
3.3.3 Обоснование выбора и расчет требуемого количества ВВ
3.3.4 Обоснование способа и выбор средств взрывания
3.3.5 Хранение ВВ
3.4 Вентиляция канав
3.5 Уборка отработанной породы
3.6 Крепление канав
3.7 Освещение и водоотталкивание
3.8 Ликвидация
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

Введение.

 

Разведочное бурение и горноразведочные выработки являются важнейшим средством поисков и разведки всех видов полезных ископаемых, а также инженерно-геологических изысканий.

Данный курсовой проект дает возможность ближе познакомиться с бурением и проходкой горных выработок. Целью курсового проекта является ознакомление студентов с имеющимися техническими средствами разведки месторождений полезных ископаемых, технологиями проведения геологоразведочных работ и проектированием геологоразведочных скважин.

По заданию №4 необходимо:

1) подсечь тремя двухствольными скважинами жилообразную залежь титаномагнетитовых руд мощностью 20м с углом падения 35 на ЮВ, залегающую в массиве габбро. Глубина подсечения 750м от устья скважины. Приращение зенитного угла 2⁰(выполаживание), азимутального 3⁰(положительное), интервалы замеров через 50м;

2) Пройти 3 штольни длиной 100 каждая;

3) Пройти 25 канав длиной 25м;

Проектные геологические разрезы:

а) по стволу скважины: 0,0-10,0м – пески, 10,0-15,0 – кора выветривания по габбро, 15,0 и ниже – габбро с рудной залежью. В интервале 95,0-150,0 – зона поглощения.

б) по штольне: 0,0-8,0 – песок, 8,0-12,0 – кора выветривания по габбро, 12,0-80,0 – габбро, 80,0-95,0 – титаномагнетитовая руда, 95,0-100,0 – амфиболиты.

в) по конавам: 0,0-2,0 – песок. 2,0-2,5 – габбро с вкрапленностью титаномагнетита

Часть 1. Бурение скважин.

 

Выбор и обоснование способов бурения и основных параметров скважин.

При разведке твердых месторождений твердых полезных ископаемых применяются колонковое, роторное и ударно-канатное бурение скважин.

В данном проекте для бурения скважин выбран колонковый способ бурения.

Колонковое бурение является основным техническим средством разведки месторождений твердых полезных ископаемых.

Оно также широко применяется при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях и на структурно-картировочных изысканиях при поисках нефтяных и газовых месторождений. Кроме того, это бурение применяется для различных инженерных целей. Колонковым способом могут буриться шурфы и разведочные шахты.

Колонковое бурение получило столь большое распространение по следующим причинам:

1. Оно помогает извлекать из скважины столбики породы – керна, по которым можно составить геологический разрез месторождения и опробовать полезное ископаемое.

2. Колонковым способом можно бурить скважины под различными углами к горизонту, различными породоразрушающими инструментами в породах любой твердости и устойчивости. Из подземных выработок можно бурить восстающие скважины.

3. Бурить скважины малых диаметров на большую глубину, применяя относительно легкое оборудование.

Глубины колонковых скважин различные – от нескольких метров до нескольких тысяч метров.

К недостаткам колонкового бурения относятся высокая аварийность и низкий выход керна при проходке рыхлых, неустойчивых и трещиноватых пород.

Диаметры колонок скважин зависят от целей их проходки и от типа породоразрушающего инструмента.

При алмазном способе скважины бурятся в основном коронками диаметром 76, 59 и 46мм. При твердосплавном бурении разведочных скважин чаще применяют коронки диаметром 92, 76, 59мм, а при инженерно-геологических изысканиях применяются коронки диаметром 190, 151, 132 и 112мм. (Воздвиженский, 1979)

Определение глубины скважины

В общем случае глубина скважин определяется необходимостью полного подсечения тела полезного ископаемого. При этом углубление в подстилающие рудный пласт породы должно быть в пределах 5-20м.

По условию глубина подсечения рудного пласта 750м, мощность пласта 20м, углубление в подстилающие породы принимаем 10м. Тогда общая глубина скважины составит 780м.

Определение начальных углов забуривания скважины

В общем случае ствол скважины должен по возможности пересекать пласты горных пород под углом близким к 90⁰.

По заданию аз. пад. рудного пласта ЮВ, угол падения 35.

Т.к. угол падения рудного пласта 35⁰, то выбирается бурение искривленной скважины, чтобы сэкономить время и средства.

Начальный зенитный угол Q₀ забуривания зависит от глубины скважины.

Если глубина скважины до 300м, Q>20⁰

300-800м, Q = 5-20⁰

>800м, Q = 2-5⁰ .

Т.к. глубина скважины 780м, то Q₀ должно быть в интервале 5-20⁰. Выбираем Q₀ = 9⁰.

Начальный азимутальный угол забуривания α зависит от аз. пад. рудного пласта: α = аз. пад.+180⁰

α = 120+180=300 СЗ

Выбор конечного диаметра бурения

В общем случае конечный диаметр скважины должен быть минимально необходимым. В нашем случае конечный диаметр скважины зависит от способа колонкового бурения. При бурении скважины алмазными коронками d_к = 46-59мм, при твердосплавном бурении d_к = 76мм.

Таблица

Распределение объемов буровых работ по категориям.

№ п/п	Категория	Название породы	Объемы	Бурения
По 1 скв.	По 3 скв.
	I	Пески	10,0м	30,0м
	VI	Кора выветривания по габбро	5,0м	15,0м
	VIII	Габбро	80,0м	240,0м
	VIII	Зона поглощения	55,0м	165,0м
	VIII	Габбро	600,0м	1800,0м
	VIII	Титаномагнетитовые руды	20,0м	60,0м
	VIII	Габбро	10,0м	30,0м

 

Т.к. при бурении будет применяться алмазное и твердосплавное бурение, то d_к = 59мм, запасной диаметр 46 мм.

Выбор и обоснование проектной конструкции.

Конструкцией скважины называется ее технический разрез, в котором указаны диаметры бурения по интервалам глубины, диаметры обсадных труб и глубины их установки, места и способы тампонажа, технологические параметры бурения по интервалам глубин.

Бурение скважин будет осуществляться по типовому профилю по данному типу разреза.

Для построения многоствольной скважины используется графо-аналитический способ.

Составление ГТН.

Конструкция скважины определяется на основании геолого-технических условий бурения, выбранного конечного диаметра проектной глубины скважины.

Проектная глубина 780м.

d_к = 59мм.

Категория пород по буримости: I, VI, VIII.

Способы бурения основного ствола скважины:

- в интервале от 0,0 до 15,0м - твердосплавное бурение;

- в интервале от 15,0м до конца скв (780м) – алмазное бурение.

Интервалы бурения с осложненными условиями бурения, согласно приведенного геологического разреза, следующие:

1) пески 0,0-10,0;

2) зона поглощения 95,0-150,0.

Осложненными считаются условия, требующие специальных технологических операций при бурении в этих интервалах.

Предусматривается перекрытие интервалов с осложненными условиями бурения колоннами обсадных труб и производство затрубного цементного тампонажа на 10м выше и 10м ниже раздробленных пород.

Тампонаж проводится с целью гидроизоляции:

- устья скв в интервале 0,0 – 10,0м;

- зоны поглощения в интервале 85 – 160м.

Диаметры обсадных труб 89мм и 73мм соответственно интервалам.

Промывка основного ствола скважины:

- в интервале 0,0 – 15,0м – промывка глинистым раствором;

- в интервале 15,0 – 780,0м – промывка технической водой.

Способы бурения дополнительного ствола скважины:

- в интервале от 170,0 до 658,0м – алмазное бурение.

Промывка дополнительного ствола скважины:

- в интервале 170,0 – 658,0м – техническая вода. См приложение № 3.

Промывка скважин.

Колонковое бурение проводится с промывкой.

Основные назначения промывки скважин:

1) очистка забоя скв от разбуренной породы и вынос ее на поверхность;

2) охлаждение породоразрушающего инструмента;

3) укрепление неустойчивых стенок скв.

Схема промывки скважин.

Существует три способа промывки скв с выходом промывочной жидкости на поверхность земли: прямая, обратная и комбинированная.

В данном проекте выбрана прямая промывка. В этом способе промывочная жидкость, нагнетаемая насосом, проходит по колонне бурильных труб, затем между керном и колонковой трубой, омывает забой, охлаждает породоразрушающий инструмент, захватывает с забоя частицы разрушенной породы, поднимается вверх по кольцевому пространству между бурильными трубами и стенками скв и, наконец, выходит на поверхность земли. (Воздвиженский,1979)

Достоинства прямой промывки:

1) способствует увеличению скорости бурения;

2) позволяет закреплять стенки скв;

3) технически простой и дешевый.

Недостатки прямой промывки:

1) размываются стенки скв;

2) низкий выход керна;

3) повышенный расход промывочной жидкости.

Для пород, слагающих заданный геологический разрез, указанные недостатки не имеют значения.

При прямой промывке жидкость насосом 1 нагнетается по нагнетательному шлангу 2 подается к забою по бурильной колонне 3, охлаждает породоразрушающий инструмент 4, омывает забой и поднимается по кольцевому пространству между стенками скважины и колонной бурильных труб, транспортируя на поверхность разбуренную породу. (Рис. 1.1.)

Рис. 1.1. Схема прямой промывки скважин.

Выбор промывочной жидкости.

Основные типы промывочной жидкости:

1) техническая вода (пресная, морская, рассолы) применяется при алмазном бурении в устойчивых породах;

2) глинистый раствор применяется при твердосплавном бурении в трещиноватых, рыхлых, сыпучих, плывучих и других слабоустойчивых породах для предотвращения обвалов, а также в трещиноватых скальных породах для борьбы с потерей циркуляции.

Назначение глинистых растворов:

1) глинизация стенок скв;

2) удержание шлама во взвешенном состоянии;

3) создание повышенного противодавления на пласт;

4) облегчение транспортирования шлама по стволу;

5) предохранение бурового инструмента от коррозии благодаря глинистой корке, покрывающей всю поверхность инструмента. (Воздвиженский, 1979)

В качестве промывочной жидкости:

- в интервале 0,0 – 15,0м – промывка глинистым раствором;

- в интервале 15,0 – 780,0м – промывка технической водой.

Тампонаж скважин.

Тампонирование скважины – комплекс работ по гидроизоляции отдельных ее интервалов.

Цели тампонажа:

1) разделение и изоляция водоносных и других горизонтов;

2) укрепление стенок скв;

3) ликвидация водопроявлений;

4) устранение поглощения промывочной жидкости;

5) защита подземных вод от загрязнения.

Проектом предусматривается затрубный цементный тампонаж.

Цементом называется вяжущее вещество, которое, будучи замешано с пресной водой в тесто, твердеет как в воздухе, так и в воде. Цемент изготавливают путем тонкого измельчения клинкера(обожженной до спекания смеси известняка и глины) совместно с гипсом в количестве, необходимом для регулирования сроков схватывания и твердения. (Воздвиженский,1979)

Тампонаж производится в интервалах зоны поглощения и самого нижнего слоя представленного песком, т.е. где установлены обсадные трубы с целью гидроизоляции:

устья скважины в интервале 0,0 – 10,0м;

зоны поглощения в интервале 85 – 160м.

Ликвидация скважин.

Пробурив скважину, производят контрольный замер ее глубины, измерение зенитного и азимутального углов через установленные интервалы (по условию через 50м) и геофизические исследования(каротаж). Затем приступают к извлечению обсадных колонн и ликвидационному тампонированию скважины.

Ликвидационное тампонирование. Цель ликвидационного тампонирования состоит в том, чтобы изолировать все водоносные пласты и пласты полезного ископаемого, подлежащего разработке, от поступления в них воды по скважине и по трещинам из изолируемого водоносного пласта и устранить возможность циркуляции подземных вод по стволу скважины при извлечении обсадных труб и ее ликвидации.

Для ликвидационного тампонирования скважины, пройденной в скальных и полускальных породах, применяют цемент, в породах глинистых – пластичную жирную глину. Скважина, пробуренная с применением глинистого раствора и тампонируемая цементом, перед тампонированием промывается водой для разгллинизации. Цементный раствор нагнетают насосом через бурильные трубы, опущенные до забоя. По мере заполнения скважины цементным раствором бурильные трубы приподнимают. После подъема насос и бурильные трубы должны быть промыты водой для очистки от остатков цементного раствора.

При тампонировании глиной ее замачивают, приготовляют густое глиняное тесто, затем с помощью глинопресса или вручную готовят цилиндры из глины. Глиняные цилиндры опускают на забой скважины в длинной колонковой трубе и, приподняв колонковую трубу на 1,0 -1,5м над забоем, выпрессовывают с помощью насоса давлением воды обычно при 1,0 -1,5МПа. Для надежности каждую порцию тампонажной глины трамбуют металлической трамбовкой.

Для ликвидационного тампонирования глубоких скважин хорошо зарекомендовали себя:

1. глинисто – цементный раствор, изготовляемый на базе глинистого раствора повышенной вязкости. На 1м³ глинистого раствора добавляют 120 – 130 кг тампонажного цемента и 12кг жидкого стекла;

2. в Донбассе для тампонирования законченных скважин применяют отверждаемый глинистый раствор(ОГР) следующего состава: нормальный глинистый раствор 64%; формалин- 11%; ТС-10 – 25%. ТС – 10 представляет собой темно-коричневую жидкость, изготовленную из смеси сланцевых фенолов, этиленгликоля и раствора едкого натра.

В ряде разведочных районов к тампонажным растворам добавляют песок.

При наличии полного поглощения промывочной жидкости на интервале скважины выше зоны поглощения устанавливают деревянные пробки.

В устье ликвидационной скважины оставляют обсадную трубу (репер) с цементной пробкой. На трубе отмечают номер и глубину скважины, а также предприятие, выполнявшее бурение. (Воздвиженский,1979)

Расчет количества ликвидационного материала.

, где

V_{л. м.} - объем ликвидационного материала;

D = 76мм = 0,076м– средний диаметр скв;

Н = 780м – высота скв;

=3,5 м³ для одной скв

V_{л. м.} *3 = 3,5*3 =10,6 м³ для трех скв

Техника безопасности.

При производстве буровых работ необходимо руководствоваться «Правилами безопасности при геологоразведочных работах».

Руководство буровыми геологоразведочными работами может быть возложено исключительно на лиц, имеющих на это право(инженер, техник, буровой мастер). Управление буровыми станками, буровыми механизмами, а также обслуживание двигателей, компрессоров электроустановок должно производиться лицами, имеющими на это право, подтвержденное соответствующим документом. Все рабочие, как вновь принимаемые, так и переводимые на др. работу, допускаются к выполнению работ только после прохождения инструктажа по вопросам техники безопасности и обучения безопасным методам труда. Повторный инструктаж всех рабочих по технике безопасности должен проводиться не реже одного раза в полугодие. Проведение обучения и повторного инструктажа должно быть зарегистрировано в «Журнале регистрации обучения и всех видов инструктажа по технике безопасности».

Буровой агрегат должен проверяться в начале смены бурильщиком и периодически, но не реже одного раза в декаду, буровым мастером.

Результаты проверки должны записываться бурильщиком в буровой журнал, а буровым мастером в «Журнал проверки состояния техники безопасности». Обнаруженные неисправности должны устраняться до начала работ.

Запрещается работать при неисправных узлах станка, насоса, двигателей пусковой аппаратуры, неисправном слесарном, буровом, вспомогательном и технологическом инструменте.

Буровая установка должна быть обеспечена комплектом приспособлений и устройств для безопасного ведения работ и средствами индивидуальной защиты. Особое внимание уделяется ограждению вращающихся частей механизмов и защите от поражения электротоком.

Буровое здание должно быть освещено в соответствие с санитарными нормами, обеспечено умывальником, полотенцами и мылом, бачком для кипяченой воды, аптечкой.

Все рабочие работают только в спецодежде и в защитных касках, для хранения одежды необходимо иметь специальное помещение или шкаф.

Технологические режимы бурения должны соответствовать, указанным в геолого-техническом наряде. Контрольно-измерительная аппаратура должна быть исправна.

В процессе работы систематически проводится проверка состояния техники безопасности и санитарии лицами, ответственными за состояние техники безопасности.

При использовании в зимнее время печного отопления буровых вышек необходимо серьезное внимание обращать на выполнение требований пожарной безопасности. Пол под печкой и вокруг нее на расстоянии 0,5м обязательно следует покрывать листовой сталью. Стену здания у печи необходимо оббить стальным листом с асбестовой прокладкой или засыпать песком пространство между листом и стеной. Расстояние от стены до печи должно быть не менее 0,7м. печные трубы должны быть выведены выше крыши бурового здания не менее чем на 1,5м, а в местах проведения их через деревянные конструкции должны быть обернуты асбестом.

Запрещается применять факелы и др. источники открытого огня для аварийного освещения, а также для разогрева дизельной установки и масляных баков буровых станков. (Правила безопасности при геологоразведочных работах, 1980; Советов, 1980)

 

Проходка штолен.

Штольня – это подземная горизонтальная горная выработка, устье которой находится на поверхности. Штольни чаще проходят с крутых склонов и «с восстанием», т.е. с постепенным повышением почвы выработки. Сечение штольни чаще бывает трапециевидным, реже квадратным, прямоугольным, сводчатым, возможно круглое сечение для тоннеля. Стандартное сечение штольни 4м². Протяженность штольни от первых десятков метров до сотен метров. Штольня может проходится как вкрест простирания горных пород или под некоторым углом к нему, так и по простиранию пород (полезного ископаемого).

Разметка и бурение шпуров.

Правила при размещении шпуров:

1) шпуры размещаются по площади забоя относительно равномерно;

2) расстояние между зарядами должно быть таким, чтобы исключить возможность детонации. Рис. 2.2.

Рис. 2.2. Схема расположения шпуров на забое штольни (пример):

 

Бурение шпуров будет осуществляться ручным низкочастотным перфоратором ПА – 23.

Т.к. длина шпуров равна 1,6 м, то используем 3 комплекта буров. Характеристика буров и диаметр патронов приведены в таблице:

№ бура	Длина бура, мм	Диаметр головки бура, мм	Диаметр патрона, мм

 

Таблица. Характеристика взрывчатого вещества

Название	Передача детона ции, см	Скорость де­тонации, м/сек	Бризантность, мм	Работоспо­собность, см^3	Коэффициент работоспособности
Аммонит № I-ЖВ	7/5/	4000-4500			0,85

 

Удельный расход ВВ определяется по формуле Н.М.Покровского:

g = 0.54*0.85*1*1=0.459

Расход ВВ на одну заходку:

Расчет количества заходок:

Т.к. в интервале 0,0-8,0м – песок, то количество заходок считаем в интервале 8,0-100,0м.

К=мощность/длина заходки

К=92/1,1 =83

Расход ВВ на всю выработку:

Q=1,1*2,02*83=184,4кг для одной штольни

3Q=3*184,4=553 кг для 3х штолен

Р асход ВВ каждого шпура:

Масса шпуровых зарядов определяется по уравнению:

Шпуровые заряды врубовых шпуров в подземных горных выработках увеличены на 20-30% по сравнению с отбойными и вспомогательными.

Применяем стандартный патрон 100г и для врубовых, и для отбойных шпуров. Т.к. патроны прессованного аммонита № I-ЖВ выпускаются весом 0,1кг, то предусматривается закладывание одного патрона в каждый шпур, следовательно, количество патронов на забое равно 23. Окончательный расход ВВ представлен в таблице.

Qзах	Q(для одной штольни)	Qобщ (для 3х штолен)
кг	патронов	кг	патронов	кг	патронов
2,3		190,9		572,7

 

Длина зарядки шпуров равна длине патрона и составляет 90мм.

Паспорт буровзрывных работ.

1. Площадь сечения выработки 4м,

ее длина 100м;

2. Категория пород по М.М. Протодьяконову XVII;

3. Тип вруба- центрально-пирамидальный;

4. Общее количество шпуров 23;

5. Угол наклона врубовых шпуров к плоскости забоя;

6. Глубина и длина всех шпуров 1,38м;

7. Длина заходки 1,1м;

8. Количество заходок на всю выработку 83;

9. Коэффициент использования шпуров 0,8;

10. Взрывчатое вещество аммонит прессованный № I-ЖВ;

11. Средства взрывания: электропроводн6ый шнур, источник тока, электродетонатор;

12. Способ взрывания, источник тока- электрический, конденсорная взрывная машинка ВКМ 3/50;

13. Расход ВВ на одну заходку 2,3кг, на одну выработку 190,9кг;

14. Расход СВ на одну заходку ЭР=78м, ПР-500=400м, на одну выработку ЭР=6474м, ПР-500=400м;

15. Величина заряда в каждом шпуре 100г;

16. Длина зарядки в каждом шпуре 90мм, длина забойки 1,29м.

Хранение ВВ.

Расстояния, на которых воздушная волна взрыва теряет способность наносить поражения заданной интенсивности, рассчитываются по формуле:

Радиус опасной зоны по разлету осколков должен быть не менее 200м при взрыве шпуровых зарядов.

Вентиляция штолен.

Вентиляция является основным фактором улучшения и оздоровления условий труда и повышения безопасности работ.

Горизонтальные выработки протяженностью до 10м проветриваются за счет диффузии.

Т.к. протяженность штольни составляет 100м, то проветривание будет осуществляться по нагнетательной схеме. (Рис.2.3.)

 

Рис. 2.3. Схема проветривания выработки.

 

Свежий воздух при помощи вентилятора подается по трубам к забою выработки, а воздух, содержащий вредные газы, удаляется по самой выработке к устью

При проходке горноразведочных выработок, как правило, схему нагнетания применяют чаще всего. В значительной степени это объясняется материалом и качеством применяемых труб (брезентные и металлические гнутые из кровельного железа), а также характером их соединения(в раструб). Потери воздуха в трубах и в местах их соединения значительно меньше, чем при схеме всасывания. (Оксененко, часть 2, 1971)

Расстояние от конца труб до забоя должно быть:

Количество воздуха, необходимое для вентиляции выработки:

Рассчитанное количество воздуха следует проверять на скорость движения воздуха по выработке:

Для вентиляции предполагается использовать матерчатые прорезиновые трубопроводы. Компрессия трубопровода будет равна:

Учитывая выше указанные параметры, предполагается использовать центробежные вентиляторы с механическим приводом. Т.к. центробежные вентиляторы более легкие, их монтаж и установка более простые.

 

Уборка отработанной породы.

После приведения забоя в безопасное состояние приступают к уборке породы. Одновременно дробят крупные куски породы, если без этого нельзя погрузить их в вагонетку.

Погрузку пород производят вручную или с помощью машин, которые предназначены для работы в скальных породах.

В проекте погрузка и откатка пород будет осуществляться вручную.

Характеристика рудничных рельсов, используемых в проекте.

Тип рельсов	Вес I пог.м рельса,кг	Размеры, мм
Высота	Ширина подошвы	Ширина головки	Толщина шейки
Р-8	8,42			27,5	6,0

 

Характеристика рудничных опрокидных вагонеток, используемых в проекте.

Емкость кузова, м^3	Ширина колеи, мм	Габаритные размеры, мм
длина	ширина	высота
0,40

 

Рельсы с помощью костылей через металлические прокладки, толщиной 10-12мм, пришиваются к деревянным шпалам. Примерные размеры шпал 80-120x160-260x1000-1200мм. Шпалы укладываются на подошве выработки. Расстояние между шпалами равно 0,75м. все пространство между ними должно быть заполнено балластом или отработанной горной массой.

При проходке штолен образуется большой объем взрыхленной массы отработанных горных пород, транспортируемых в отвал. При этом под отвалом подразумевается место для размещения этих пород. При выборе места для отвала руководствуются минимально возможным расстоянием транспортировки, особенностями рельефа местности, промышленной и хозяйственной ценностью занимаемых площадей и др. соображениями. (Оксененко, часть2, 1971)

 

Крепление штолен.

Крепление штолен будет производиться деревянной крепью. К поло­жительным качествам дерева, определяющим широкую область его применения при проходке разведочных выработок, в частности штолен, относятся: возмож­ность использования для крепи местных материалов, достаточно высокие прочно­стные свойства, легкость обработки и относительно невысокая стоимость. Недос­татками деревянного крепления являются недолговечность и в большинстве случа­ев разовое использование. Крепь изготовляется из сосны, ели или других хвойных пород. Сухой лес обладает более высокими прочностными свойствами, поэтому для крепи целесообразно использовать древесину зимней заготовки, имеющую меньшее содержание влаги, или предварительно высушенную древесину. Элемен­ты крепи изготовляют из очищенного от коры дерева.

Для повышения сопротивления деревянной крепи гниению ее пропитывают специальными растворами – антисептиками, которые препятствуют развитию в ней гнилостных различных бактерий и грибков в качестве антисептиков применяются фтористый натрий, хлористый цинк, уралит, триалит и др. Для повышения огнестойкости деревянная крепь обмазывается жирным известковым молоком, растворами глин, жидким стеклом.

Основной конструкцией деревянной крепи штолен является крепежная рама. Обыкновенная или неполная крепежная рама состоит из верхняка и двух стоек. Стойки устанавливаются наклонно (трапециевидная рама).

Диаметр крепежного леса в проекте равен 20см.

При проходке штольни в интервале 0,0-8,0м будет осуществляться сплошное крепление, а в интервале 8,0-100,0м – крепление вразбежку. Т.к. породы в интервале 8,0-100,0м очень устойчивые, то расстояние между рамами равно 2,0м.

Места соединения отдельных элементов крепи называются замками. Применяют замки в лапу и в паз. В проекте будет применяться замок в лапу, т.к. он более надежен, и может противостоять, как вертикальным, так и горизонтальным проявлениям горного давления. По своему изготовлению он достаточно прост.

Процесс крепления включает следующие операции:

1) заготовка крепи;

2) подготовка места для крепи;

3) доставка крепи на место;

4) установка крепи.

Заготовка крепи производится обычно на поверхности. Она заключается в опиливании леса по необходимым размерам и нарезке замков. Замок в стойке делают на толстом конце стойки, т.к. установка стойки толстым концом вверх увеличивает прочность крепи. Нижние концы стоек заостряют для обеспечения податливости всей рамы в целом.

Подготовка места заключается в приведении определенного участка выработки в безопасное состояние(удаляются неустойчивые куски породы в кровле и в боковых стенках), стенки выравниваются, готовятся лунки и водосточные канавки. Эти работы производят лопатой, кайлом и отбойным молотком.

Лунки под стойки делаются глубиной от 10см в твердых породах до 20-30см в мягких или рыхлых.

Установку крепи начинают с установки стоек в лунки и придания им устойчивости. Для этой цели стойки расшивают обаполами с соседними рамами, установленными ранее или поддерживают «лапкой» или подхватом. После установки стоек на них укладывается верхняк. Рама должна быть установлена в плоскости, перпендикулярной оси выработки, а в местах закругления – в плоскостях радиуса закругления. Вертикальность установки рамы и правильность наклона стоек проверяют отвесом, который опускают от замков.

Произведя необходимые исправления, приступают к расклинке рамы, чтобы придать ей устойчивость. Для этой цели в верхних углах рамы, сверху и с боков, забивают деревянные клинья. После расклинки приступают к затяжке и забутовке кровли (в обязательном порядке) и боков выработки (не всегда). В качестве затяжек применяются доски, обаполы, пластины и т.п. затяжка помещается всегда за пределами наружного контура крепи, а ее отдельные части соединяются на верхяках или стойках встык или внахлестку. Забутовка свободного пространства между крепью и выработкой производится обычно отработанной горной породой. Выполняется она, главным образом, для равномерной загрузки крепи и для обеспечения больших сроков ее службы. Устьевая часть штольни, кроме того, крепится дополнительно. (Оксененко, часть1, 1971)

 

Рис. Крепление штольни

Освещение и водоотлив.

Учитывая относительно большую протяженность штольни, в проекте будут использоваться сетевые электрические светильники типа люминесцентные нормальные НЛ. Мощность этих светильников равна 15 ваттам. Они работают от сети с напряжением 127 вольт.

С целью увеличения освещенности повышают отражательную способность стен выработки путем их побелки. (Оксененко, часть1, 1971)

Организация водоотлива не предусматривается, т.к. в штольнях осуществляется самоотлив.

Ликвидация штолен.

Все штольни по миновании в них надобности должны быть ликвидированы. Деревянная крепь в большинстве случаев извлечению не подлежит и остается в выработке. Устья штолен должны закрываться надежными каменными или кирпичными перемычками. Ликвидированные выработки должны быть нанесены на планы расположения разведочных выработок.

 

 

Проходка канав.

Канава – узкая протяженная поверхностная горная выработка, глубиной до 3м. Поперечное сечение канав обычно трапециевидное шириной по дну канавы 0,4-1,0м. Протяженность канав зависит от их назначения и может быть от нескольких до сотен метров. В большинстве случаев канавы проходят с целью вскрытия коренных горных пород или тел полезных ископаемых, не затронутых выветриванием, когда они перекрыты наносами мощностью до 3м.

Буровзрывные работы.

Буровзрывной способ проходки является наиболее сложным. Он включает ряд последовательных опера