Способ проведения горных выработок и устройство для его осуществления

 

1. Способ проведения горных выработок, включающий формирование поверхности забоя путем бурения шпуров переменной глубины, их заряжения , взрьтания и дальнейшее разрушение массива с сохранением формы забоя взрывами зарядов в шпурах постоянной глубины, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости проведения горных выработок , поверхность забоя формируют в виде усеченного конуса, выступающего меньшим основанием в выработанное пространство, а при разрушении массива сначала образуют щель параллельно боковой поверхности конуса от верхнего основания до границы . нижнего основания у почвы выработки, после чего разрушают целик на.эту сл щель взрьтамикоротких шпуров по одному, при этом разворот фронта отбрйки шпуров производят снизу вверх в левой части забоя почасовой стрелке, а в правой против часовой стрелки. -а 4ik СП Од ее

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1)) (5()4 E 21 Р 9/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3624927/22-03 (22) 21.07.83 (46) 23.08.85. Бюл. Ф 31 (72) Г.С.Черепанов (71) Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А.А.Скочинского (53) 622. 27 (088. 8) (56) Патент ФРГ )(- 1198303, кл. Е 21 D 13/02, 1965.

Carl R. Peterson et aX. Spiral

Drill-and — Blast Concept May Speed

Up Tunneling Advance Rate. Mining

Engineering, 1977, Р 6, р. 29-32.. (54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРА.-

БОТОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО.ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ проведения горных выработок, включающий формирование поверхности забоя путем бурения шпуров переменной глубины, их заряжения, взрывания и дальнейшее разрушение массива с сохранением формы забоя взрывами зарядов в шпурах постоянной глубины, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения скорости проведения горных выработок, поверхность забоя формируют в виде усеченного конуса, выступающе- го меньшим основанием в выработанное. пространство, а при разрушении массива сначала образуют щель парал-. лельно боковой поверхности конуса от верхнего основания до границы нижнего основания у почвы выработки, после чего разрушают целик на.эту щель взрывами коротких шнуров по одному, при этомразворот фронтаотбойки шпуров производят снизу вверх. в левой части забоя по часовой стрелке, а в правой про тив часовой стрелки.

1174563

2. Способ проведения горных выработок IIo п.1, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что gapa образовании усеченного конуса первую из окружностей размечают от центра забоя на расстоянии, равном удвоенной линии наименьшего сопротивления, а глубину шпуров в капдой последунпцей окружности увеличивают пропорционально тангенсу угла конуса и линии наимень. шего сопротивления, при этом взрывание зарядов производят, начиная со шпуров, расположенных в первой от центра забоя окружности..

3. Устройство для проведения горных выработок, включающее самоход ную тележку с платформой, вдоль продольной оси которой смонтирован погрузочно-транспортный орган, установленные на опорах манипуляторы с

Изобретение относится к горной промьппленности и может быть использовано при проведении горных выработок буровзрывным способом.

На фнг. 1 показано устройство для 5 осуществления предлагаемого способа, поперечное сечение, выработки; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — забой после бурения шпуров1 10 на фиг. 5 — разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 6 — забой, выполненный в виде усеченного конуса на фиг ° 7 — разрез Г-Г на фиг. 6.

Устройство для проведения горных выработок имеет платформу 1, установленную на гусеничной тележке 2.

Вдоль продольной оси платформы размещен закрепленный на ней погрузочнотранспортный орган 3, опоры 4 мани- 20 пуляторов 5 защитных устройств 6 и опоры 7 буровых манипуляторов 8 бурильных машин 9. На опорах 7 закреп лены поворотные устройства 10 буровых манипуляторов. 25

Устройство содержит также зарядные шланги 11, зарядчики 12, маслостанцию 13 и пульт 14 управления.

Опорй 4 расположены на передней части платформы по обе стороны от бурильными машинами и защитным устройством, зарядчики со шлангами, маслостанцию, гидросистему и пульт управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительным защитным устройством с манипулятором, установленным на опоре, а защитные устройства установлены перпендикулярно платформе, при этом опоры манипуляторов защитных устройств установлены на передней части платформы по обе стороны от погрузочно-транспортного органа, а опоры манипуляторов бурильных машин размещены на платформе с внешней стороны по отношению к опорам манипуляторов защитных устройств,высотаих превьппает высоту опор защитных устройств на величину диамЕтра бурового манипулятора.

2 погрузочно-транспортного органа 3, а опоры 7 размещены на платформе с внешней стороны по отношению к опорам 4, причем высота опор 7 превышает высоту опор 4 на величину диаметра бурового манипулятора, а защитные устройства установлены перпендикулярно платформе.

Способ проведения горных выработок осуществляют с помощью предлагаемого устройства следующим образом.

Вначале на забое 15 плоской формы образуют забой в виде усеченного конуса 16. Для этого бурят шпуры

17 бурильньпки машинами 9, перемещая их по концентрическим окружностям

18, с помощью буровых манипуляторов

8. При этом правую часть забоя обуривают с помощью бурильной машины 9, расположенной на правой стороне платформы 1, а левую часть — бурильной машиной 9, установленной на левой стороне платформы 1.

Величина линии наименьшего сопротивления (W) определяется в зависимости от крепости и структуры породы, типа и характеристик взрывпатого вещества. Число концентрипеских окружностей (и) определяется исходя из наибольшего размера (ши1174563

n = — — 1, W У

1О

В

n = — — 1

W (2) где 2—

n—

W—

3 рины или высоты) выработки и линии наименьшего сопротивления (ЛНС) .

Например, если высота выработки больше ширины, то где Н вЂ” высота выработки, м;

W- ЛНС, м;

1 — величина, р ав ная одной ЛНС, являющаяся радиусом основания конуса.

Если ширина выработки будет больше высоты, то где  — ширина выработки.

При одинаковой ширине и высоте выработки концентрические окружности расположения шпуров вписываются в сечения полностью, а при неравных величинах высоты и ширины, окружности вписываются не полностью (фиг.1). Расстояние между шпурами в д окружностях определяется аналогично расстоянию между шпурами в ряду.

Для получения усеченного конуса шпуры первой окружности размечают на расстоянии от центра забоя, равном удвоенной ЛНС. Такое расстояние заложения шпуров первой окружности обусловлено тем, что после взрыва зарядов в этих шпурах произойдет разрушение массива на величину равную одной ЛНС в сторону

35 центра и на забое останется основание усеченного конуса с радиусом, равным ЛНС. Это основание в последующем будет разрушено взрывом за40 рядов в шпурах.

Каждую последующую концентрическую окружность размещают на расстоянии одной ЛНС от предыдущей. При этом глубину шпуров в каждой последующей окружности увеличивают. Глубина шпуров в каждой последующей окружности определяется, исходя из расстояния от центра забоя до окружности, выраженного числом ЛНС, и угла конуса я(по формуле и, (n; 1) tg Rò, глубина шпуров в окружности, порядковый номеР окРужности,".55 величина ЛНС; угол конуса (угол между осно ванием и образующей кон па).

После обуривания шпуров, расположенных по концентрическим окружностям 18, шпуры 17 заряжают при помощи зарядчиков 12 и зарядных шлангов 11.

Затем устройство отгоняют из забоя на безопасное расстояние и производят взрывание, начиная со шпуров первой окружности. После этого проветривается забой, подгоняют устройство и при помощи погрузочно-транспортного органа 3 убирают отбитую горную массу. После сборки забоя разделывают щель 19 вдоль поверхности усеченно"

ro конуса 16 от верхнего основания к почве выработки. Для этого с помощью одной из бурильных машин 9 бурят один ряд шпуров (или два ряда шпуров.в зависимости от крепости породы), располагая их от верхнего основания к почве, заряжают их взрывчатым веществом, закрывают защитным устройством 6 и взрывают по одному, начиная со шпура, расположенного ближе к верхнему основанию конуса 16, производят уборку отбитой горной массы погрузочно-транспортным органом 3.

Размеры поперечного сечения щели будут зависеть от глубины заложения шпуров, крепости и структуры пород, типа и характеристик взрывчатого вещества и определяются в каждом конкретном случае экспериментально.

Такой порядок определения размеров щели необходим для определения места заложения первого (нижнего) ряда отбойных шпуров 20 справа от щели и аналогичного ряда отбойных шпуров

21 слева от щели.

После образования щели 19 приступают к разрушению породы по площади усеченного конуса с одновременной уборкой отбитой горной массы. Для этого обуривают вначале по одному ряду шпуров с каждой стороны щели

19 шпуры 20 с правой стороны щели и шпуры 21 с левой с помощью бурильных машин 9, которые передвигают от шпура к шпуру манипуляторами 8. Шпуры заряжают при помощи зарядчиков

12 через шланги 11.

После окончания обуривания и заряжения шпуров 20 и 21 бурильные машины 9 переставляют манипуляторами 8 на обуривание шпуров в следующих 22 и 23 рядах, а защитными устройствами 5 закрывают шпуры 20 и 21 и взрывают в них заряды, начиная с ближнего к верхнему основанию усе1174563

P — Ь

N- =1

w (4) где N — число рядов;

P — периметр выработки;

Ь вЂ” ширина щели, определяемая г экспериментально.

При радиальном расположении рядов шпуров с расстоянием межцу ними, равном ЛНС у контура выработки, расстояние между рядами у верхнего основания усеченного конуса будет меньше JIHC что повышает надежность разрушения породы по всей поверхности усеченного конуса.. ченного конуса. Параллельно с выпол- нением операций бурения шнуров в рядах 22 и 23 производят уборку отбитой горной массы погрузочнотранспортным органом 3 °

Такую последовательность выполнения операций осуществляют на протяжении всего процесса разрушения целика при постоянном перемещении фронта отбойки снизу вверх в левой половине забоя по часовой стрелке, а против часовой стрелки в правой части забоя. В каждом конкретном случае число рядов определяется, исходя из размеров поперечного сечения выработки (высоты и параметра) и ЛНС по формуле

Для перемещения бурильных машин

9 вдоль рядов шпуров и от почвы до кровли выработки без соприкосновения с элементами защитных устройств и их манипуляторами, которые перемещаются вслед эа бурильными машинами

9 от ряда к ряду, опоры манипуляторов защитных устройств 4.расположе—

10 ны в передней части платформы 1 по обе стороны,от транспортного органа 3, а опоры 7 буровых манипуляторов расположены также на передней части платформы 1, но с внешней

15 стороны по отношению к опорам манипуляторов защитных устройств, а высота их превышает высоту опор манипуляторов защитных устройств на величину, равную не менее диаметра

20 цилиндра бурового манипулятора, что обеспечивает воэможность беспрепятственного взаимного перемещения бурового манипулятора и защитного устройства в процессе выполнения работ

25 по разрушению породы по всей поверхности усеченного конуса.

После окончания разрушения целика в выработке вновь получится забой в виде усеченного конуса 16, а проход30 ку начинают вновь с образования щели

19 и выполняют по указанной последовательности.

1174563

1174563

Г- /

Составитель В.Пономарева

Редактор И.Дербак ТехредМ Гергель Корректор E.Ñèðoõìàí

Заказ 5155/32 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4