No Image

Горизонтальные проемы: штреки

13 просмотров
04 декабря 2023

Все горизонтальные или субгоризонтальные выработки, сделанные в шахте, имеют общее название штрек. Это просто туннели, проделанные в породе, размер и форма которых зависят от их назначения — например, для транспортировки, вентиляции или разведки. Штрек, проходящий параллельно рудному телу и лежащий в забое, называется штреком в забое, а штреки, проходящие от забоя через рудное тело, называются поперечными. Пандус также является одним из видов штрека.

Поскольку штрек является столь фундаментальной строительной единицей в подземной добыче, необходимо описать процесс его изготовления. Существует пять отдельных операций, связанных с увеличением длины штрека на один круг, или единицу объема породы. Перечисленные в порядке их выполнения, это бурение, взрывные работы, погрузка и транспортировка, наращивание и укрепление. Бурение осуществляется различными способами в зависимости от размера прорабатываемого отверстия, типа породы и уровня механизации. На большинстве шахт используются дизельные тележки на резиновых колесах, на которых установлено несколько буров; эти машины называются буровыми станками. Сами буры могут приводиться в движение сжатым воздухом или гидравлической жидкостью. При ударном бурении поршень движется вперед-назад в цилиндре буровой машины. При движении вперед он ударяет по заднему концу стального стержня или буровой штанги, к передней части которой прикреплена специальная фреза, или долото. Края фрезы с огромной силой вдавливаются в дно отверстия, и, когда поршень перемещается в заднюю часть цилиндра, долото поворачивается в новое положение для следующего хода. Благодаря воздействию высокой энергии, частоты (2000-3000 ударов в минуту) и скорости вращения можно с высокой скоростью бурить отверстия даже в самой твердой породе.

В конце штрека в скальной породе бурится ряд параллельных шпуров. Диаметр этих отверстий варьируется от 38 до 64 мм (1,5-2,5 дюйма), но, как правило, в рамках начального вскрытия также бурятся одно или несколько незаряженных отверстий большего диаметра. Эти отверстия служат свободной поверхностью для других отверстий, а также местом для расширения породы, разрушенной взрывом.

Взрывчатые вещества могут быть помещены в шпуры в виде палочек или патронов, завернутых в бумагу или пластик, а также взорваны или закачаны. Они состоят из химических компонентов, которые при правильном инициировании создают чрезвычайно высокое давление газа; оно, в свою очередь, вызывает новые трещины в окружающей породе и способствует росту старых трещин. При этом происходит разрушение и смещение горной породы.

В течение многих лет динамит был основным взрывчатым веществом, используемым под землей, но в настоящее время его заменили взрывчатые вещества на основе нитрата аммония (AN; химическая формула NH4NO3) и мазута (FO; химическая формула CH2). Ни один из этих компонентов сам по себе не является взрывчатым, но при смешивании в правильном весовом соотношении (94,5 % AN, 5,5 % FO) и воспламенении они вызывают следующую химическую реакцию:

Продукты этой реакции (углекислый газ, вода и азот, соответственно) обычно присутствуют в воздухе. Однако если в смеси слишком много мазута, образуется ядовитый газ — угарный газ; если мазута слишком мало, образуются оксиды азота, также ядовитые. Поэтому газы выводятся из шахты через вентиляционную систему, а взрывные работы обычно проводятся между сменами или в конце последней смены, когда шахтеры покидают шахту.

Взрывные скважины должны выстреливаться в определенном порядке, чтобы оставалось достаточно места для размещения раздробленной породы. Сначала выстреливаются ближайшие к большим пустым отверстиям, затем те, которые находятся рядом с образовавшимся большим отверстием. Так продолжается до тех пор, пока не будут достигнуты отверстия у контура. Чтобы создать такую расширяющуюся картину, очень важно правильно выбрать время взрывов. Для этого существуют электрические и неэлектрические системы. В электрической системе электрический ток пропускается через резистивный элемент, находящийся в взрывном колпачке. Когда он нагревается, то приводит в действие головку взрывателя, которая, в свою очередь, воспламеняет химический состав, сгорающий с известной скоростью. Эта комбинация служит элементом синхронизации или задержки внутри колпачка. На другом конце задержки находится праймер — взрывчатое вещество (обычно азид свинца, фульминат ртути или тетранитрат пентаэритрита [PETN]), которое при детонации выделяет большое количество энергии за очень короткое время. Этого достаточно для воспламенения большего количества взрывчатого вещества ANFO, упакованного в отверстие. Наиболее распространенный интервал времени между соседними задержками составляет 25 миллисекунд. Существуют и другие колпачки, в которых задержки вводятся электрически с помощью микросхем. Преимущество таких колпачков в том, что они практически не отличаются друг от друга при одинаковом периоде задержки; кроме того, количество доступных периодов задержки гораздо больше, чем у колпачков с горящим составом.

После взрыва раздробленная руда загружается и транспортируется машинами, которые могут работать на сжатом воздухе, дизельном топливе или электричестве. На высокомеханизированных рудниках используются машины, которые сами загружают руду, доставляют ее к рудоспуску и сбрасывают. Они известны под названием LHD и имеют различные размеры, которые зависят от объема или веса груза, который они могут перевозить. Самые маленькие из них вмещают менее 1 кубического метра (1 тонны), а самые большие — 25 тонн. На небольших месторождениях с узкими жилами часто используются гусеничные или резиновые перегружатели. После того как ковш такой машины заполняется, его поднимают и поворачивают назад, чтобы он сбрасывался во встроенный самосвальный ящик или прицепленный железнодорожный вагон. Погрузчики Overshot обычно приводятся в действие сжатым воздухом.

Другой тип перегрузочных машин оснащен специальными рычагами, которые сметают или счищают раздробленный материал в питатель, откуда он по бронированной конвейерной ленте подается в ожидающие грузовики или железнодорожные вагоны. Хотя большинство погрузочных машин имеют оператора-водителя на борту, некоторые управляются дистанционно с помощью телевизионного монитора.

После удаления разрушенной породы (а иногда и в процессе погрузки) кровля, стены и забой очищаются от рыхлой породы. Этот процесс называется скалированием. В небольших проемах очистка обычно выполняется вручную, при этом для «сбивания» рыхлой породы используется специальный стальной или алюминиевый инструмент, напоминающий длинный лом. В больших проемах и на механизированных шахтах используется специальная машина с ударным молотком или когтем, установленным на стреле. Скалирование — чрезвычайно важный шаг в обеспечении безопасности рабочего места.

В зависимости от грунтовых условий и постоянства отверстий, перед началом нового витка проходки можно использовать различные способы укрепления породы. Идеальным вариантом является самоподдержание породы; это достигается путем удержания блоков породы на месте, что позволяет формировать арки или балки, но часто эти блоки необходимо укреплять с помощью различных приспособлений, наиболее распространенными из которых являются болты, вставляемые в отверстия, пробуренные вокруг проема. В одном случае в отверстие вставляется стальной болт с расширительным анкером на конце. При вращении болта анкер расширяется, упираясь в стенки отверстия, а при дальнейшем вращении большая стальная пластина или шайба прижимается к породе, эффективно скрепляя блоки между собой. Ряд таких болтов вокруг и вдоль отверстия образует скальную арку. Если куски породы довольно мелкие, между болтами можно установить стальную сетку (подобно ограждению из цепей) или стальные ремни. На некоторых шахтах в шпуры просто закладывают арматуру или стальные тросы. Дробебетон — бетон, послойно наносимый на поверхность породы, — также оказался очень эффективным средством укрепления породы.

Комментировать
13 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Технологии
0 комментариев
No Image Технологии
0 комментариев
No Image Технологии
0 комментариев
No Image Технологии
0 комментариев