2.3.2. Бурение шпуров

В горном деле заряды размещаются в специальных горных выработках, чаще всего в специальных скважинах. При диаметре скважин до 75 мм и глубине до 5 м их называют шпурами, при более значительных раз­мерах — взрывными скважинами; относительно редко ВВ разме­щают непосредственно в специальных горных выработках, назы­ваемых минными

Рис. 7. График цикличной организации работ

Определенное количество ВВ, подготовленное к взрыву, на­зывают зарядом. В зависимости от типа пространства раз­личают следующие их типы

1) в шпурах (шпуровые заряды);

2) во взрывных скважинах (скважинные заряды);

3) в минных выработках (камерные заряды).

При проведении геологоразведочных выработок взрывная отбойка гор­ных пород почти во всех случаях осуществляется с использо­ванием шпуровых зарядов.

При горно-разведочных работах производству взрывной отбойки предшествует в основном бурение шпуров. По мере увеличения крепости пород процесс БВР усложняется — возрастают энергоемкость и время, затрачи­ваемое на бурение, увеличивается объем буровых работ вслед­ствие того, что появляется необходимость размещения в зарядных камерах все большего количества ВВ. Естественно, что в этих условиях растет и стоимость производства буровзрывных работ. Время бурения шпуров составляет от 40 до 60% общего вре­мени проходческого цикла. Поэтому выбор бурового оборудова­ния существенно влияет на скорость проведения горных выра­боток.

Процесс бурения, осуществляемый различными способами, вклю­чает две, как правило, совмещаемые во времени операции: от­деление от забоя, сопровождаемое разрушением породы, и удале­ние из шпура или скважины горной мелочи (буровой шлам). В условиях геологоразведочных работ породу при бурении разрушают с помощью передачи на забой шпура (скважины) через буровой инструмент механических нагрузок. Этот вид буре­ния называют механическим. При механических способах бурения на забой передаются сжимающие нагрузки, вызывающие в породе напряжения сжатия, которые трансформируются в напряжения сдвига, среза, растяжения. Когда величина этих напряжений превышает предел прочности, порода на забое разрушается.

Вторая операция — удаление шлама из шпура (скважины) — осуществляется водой, воздушной струей или механически.

На горноразведочных работах применяют механические спо­собы бурения шпуров и скважин. При механических способах бурения порода разрушается твердым породоразрушающим ин­струментом. Механические способы бурения подразделяют на ударно-поворотный, ударно-вращательный, вращательно-ударный и вращательный.

Ударно-вращательный способ бурения характери­зуется тем, что удары наносят по непрерывно вращающемуся буровому инструменту, разрушающему забой шпура. Данный способ может применяться при крепости пород f = 6-20.

Вращательно-ударный способ бурения сочетает вращательный и ударный способы. Коронке, находящейся под давлением, придается независимое вращение и одновременно по ней наносятся удары. Разрушение породы происходит за счет ее скалывания при вращении коронки. Этот способ бурения це­лесообразно использовать в породах крепостью f = 4-14.

При вращательном бурении разрушение забоя шпура производится за счет сжатия, раздавливания и скалывания лез­виями инструмента (резца), вращающегося при одновремен­ном действии осевого давления. Вращательное бурение может применяться в породах крепостью f  12 в зависимости от типа бурильной машины вращательного действия.

Ударно-поворотный способ бурения характеризует­ся тем, что порода разрушается в результате последовательных ударов по забою шпура бурового инструмента (штанги и буро­вой коронки), совершающего возвратно-поступательные движе­ния. Перед каждым следующим ударом инструмент поворачи­вается на некоторый угол, чем обеспечивается разрушение по­роды по всей площади шпура. Этот способ бурения может ис­пользоваться для пород крепостью f=4~20.

В некоторых случаях в труднодоступных районах, куда трудно доставить технику и при малом объеме работ в породах V - XIII категорий применяется ручное бурение шпуров. Ручное бурение бывает только ударно-поворотным.