1.2. Сущность проведения подземных выработок буровзрывным способом и комбайнами

В зависимости от крепости пород выработки проводят буровзрывным способом, с помощью проходческих комбайнов, гидромеханизации, и реже отбойными молотками (в ручную). А еще реже – термическим, электрическим и комбинированными способами.

И как уже было сказано ранее в настоящее время применяют в основном два способа проведения горных выработок: буровзрывной и комбайновый.

Под буровзрывным способом понимают способ, при котором ведутся буровзрывные работы – совокупность работ по бурению шпуров в забое с последующим взрыванием в них зарядов ВВ с целью отбойки (добывания) пород (руды) от массива. Бурение шпуров производят бурильными машинами или самоходными бурильными установками. В результате взрыва зарядов ВВ в шпурах заданной глубины забой в породах перемещается на заданную глубину, которая называется подвиганием забоя за взрыв, или длиной уходки. Различают подвигание забоя сменное, суточное и месячное.

Процесс бурения шпуров в забое можно расчленить на несколько операций: подготовительно-заключительные, основные и вспомогательные. К подготовительно-заключительным операциям относится подготовка рабочего места и оборудования к работе в начале процесса и по его завершению перед взрывными работами. Основные операции непосредственно связаны с бурением шпуров бурильными машинами, а вспомогательные сопутствуют им и заключаются в разметке шпуров, замене бурового инструмента и др.

Технологический комплекс сооружения горной выработки можно рассматривать как совокупность отдельных процессов и операций, которые выполняются в определенной последовательности (очередности). Рассматривая сооружение выработки при буровзрывном способе, можно выделить следующие основные процессы: бурение шпуров, заряжание шпуров ВВ и взрывание зарядов, проветривание выработки после взрыва, уборка породы и возведение постоянной крепи.

К вспомогательным процессам относят настилку временных и постоянных рельсовых путей, проведение водоотливной канавки, навеску вентиляционных труб, прокладку коммуникаций (труб сжатого воздуха и воды, электрических кабелей, сигнализации) и наладку освещения. Все проходческие процессы имеют определенную очередность. Основные процессы следует выполнять в приведенной выше последовательности, а вспомогательные – параллельно с основными с тем, чтобы сократить общую продолжительность всего проходческого процесса и закончить его в тот промежуток времени, который отведен графиком организации работ (циклограммой).

Все горнопроходческие работы носят цикличный характер. Под проходческим циклом понимают совокупность проходческих процессов и операций, повторяющихся в течение одинакового промежутка времени, за который забой подвигается на одинаковую величину (обычно на длину уходки). Продолжительность цикла при скоростных проходках составляет 2-3 ч, при обычных – около 6-7 ч. Буровзрывные работы занимают в проходческом цикле от 20 до 60% времени. При правильном ведении буровзрывных работ забой подвигается на заданную величину, формируется необходимый контур выработки (близкий к проектному сечению) и развал породы после взрыва, обеспечивающий производительную работу погрузочного оборудования. Эти требования могут быть выполнены путем правильного выбора типа ВВ, величины и конструкции заряда, соблюдения очередности взрывания зарядов и их расположения в забое. На каждую выработку разрабатывается и оформляется паспорт буровзрывных работ, который после апробирования в производственных условиях утверждается главным инженером геологоразведочной экспедиции или партии. С паспортом должны быть ознакомлены горные мастера, бригадиры, взрывники и проходчики.

Однако научно-технический прогресс в области проведения горных выработок, являющийся важнейшим элементом современной технологии добычи полезных ископаемых, в основном реализуется путем развития комбайнового способа проведения. Последний, по сравнению с буровзрывным способом, обеспечивает более высокие темпы проходки и производительность труда.

Основными достоинствами комбайнового способа проведения горных выработок являются:

- полная механизация и совмещение по времени основных процессов выемки и погрузки горной массы, при применении временных передвижных крепей с этими работами совмещают также возведение постоянной крепи;

-выемка породы производится в пределах проектного контура выработки без нарушения сплошности окружающего массива;

-увеличение темпов проходки и производительности труда рабочих в 2-2,5 раза по сравнению с буровзрывным способом:

- снижение стоимости строительства;

- повышение безопасности и улучшение санитарных условий работ.

Проходка стволов комбайнами имеет также ряд преимуществ не только перед буровзрывным, но и перед роторным бурением, которое пока еще не позволяет бурить стволы большого диаметра на заданную глубину и обеспечивать при этом жесткие требования к их вертикальности. При комбайновом способе проходки осуществляется непрерывный технологический процесс благодаря совмещению во времени основных трудоемких операций: разрушения породы в забое, погрузки породы и крепления ствола. Комбайны превышают в 2-3 раза средние темпы проходки стволов по сравнению с обычными проходческими комплексами. При механическом разрушении пород не происходит нарушения породных стенок ствола взрывом, что позволяет уменьшить толщину постоянной крепи [1].