Механизированные способы проходки шурфов. Проходка шурфов бурением
Разведочный шурф — вертикальная (реже наклонная) подземная выработка, проходимая с земной поверхности при геологической съемке, поисках и разведке месторождений полезных ископаемых, а также при инженерно-геологических изысканиях.
Разведочные шурфы применяются для изучения залегания и литологического состава горных пород, отбора валовых и технологических проб или в качестве вентиляционных и запасных выходов. Глубина шурфов достигает 30—40 м, наибольшее распространение имеют шурфы глубиной до 10 м. В глубоких шурфах проходятся дополнительные горизонтальные выработки, называемые рассечками, протяженностью от 10 до 100 м в одну или обе стороны от шурфа. Уборку горной массы при проведении рассечек, как правило, выполняют при помощи скреперных установок.
Распространенной формой поперечного сечения шурфов является прямоугольная (П), реже квадратная (Кв) и круглая.
Шурфы проходят:
в породах I—IV категорий крепости вручную без предварительного рыхления;
в скальных породах V—XX категорий крепости с применением буровзрывных работ и бурением шпуров ручными перфораторами и электросверлами;
в многолетнемерзлых породах с применением буровзрывных работ и бурением шпуров вручную (остроконечными ломами) или механическим способом (с использованием ручных пневматических перфораторов и сверл);в породах до IV категории крепости машинным способом (буровыми установками, копателями шахтных колодцев, грейферами и др.);в породах типа суглинков и глин способом уплотнения пород взрывом.
Проходка шурфов бурением
При помощи буровзрывных работ проходится более 60 % всего объема шурфов. Проходческий цикл при этом способе состоит из бурения, заряжания и взрывания шпуров, проветривания, погрузки и подъема горной массы, возведения крепи и вспомогательных операций. В обводненных условиях осуществляется водоотлив.
Для бурения шпуров в зависимости от крепости пород применяют ручные электрические или пневматические сверла : и переносные пневматические перфораторы При небольших объемах работ и в труднодоступных районах можно использовать мотоперфоратор МП-1 «Смена» с отводом отработанных газов по жаропрочному шлангу.
Вследствие ограниченных поперечных размеров шурфов взрывы зарядов осуществляются в условиях значительного зажима, что затрудняет работу зарядов. В таких условиях возрастает роль врубовых шпуров, которые, как правило, нужно располагать на более слабых участках породы в забое.
При площади поперечного сечения до 2 м2 комплект шпуров складывается из врубовых и оконтуривающих, при больших площадях сечений добавляются отбойные. В шурфах малой площади сечения при проходке в некрепких породах врубовые шпуры могут отсутствовать. Для создания врубовой полости применяют клиновой, пирамидальный, прямой и боковой врубы.
Щелевой и боковой врубы применяют в забоях шурфов с выраженной слоистостью, ориентированной трещиноватостью, включением участков более слабых пород, тектонических нарушений.
Основные параметры комплекта шпуров при проходке шурфов устанавливаются по таким же методикам, как и при проведении горизонтальных выработок и стволов разведочных шахт Взрывание должно производиться только с поверхности электрическим или электроогневым способом. Предпочтение следует отдавать электрическому способу, электроогневой способ может применяться лишь в сухих условиях. Во избежание повреждения крепи и армировки шурфа рекомендуется применять электродетонаторы замедленного действия марок ЭД-ЗД или ЭД-ЗН. Соединение электродетонаторов последовательное, при этом следят, чтобы места соединения проводов не находились в воде. Проветривание шурфа после взрывов осуществляют в основном нагнетательным способом с использованием вентилятора марки СВЦ-78М.
Для подачи воздуха в забой шурфа применяют металлические, фанерные или матерчатые (брезентовые, прорезиненные) трубы диаметром 200—300 мм. Конец вентиляционного трубопровода не должен отставать от забоя более чем на 5 м.
После проветривания проводится контроль состава и количества вредных газов газоанализаторами типа ГХ-4 (АМ-4) дистанционным способом.
При глубине шурфов свыше 2,5 м уборка породы производится ручными воротками или с помощью механизированных шурфоподъемников и кранов (ПМШ-2М, КШ-2М) с применением шурфопроходческих бадей типа БШ