Разработка породы механическими инструментами
|
Способ разработки и уборки породы, а также необходимые машины и инструменты выбирают с учетом характера ее залегания и свойств. Вследствие неоднородности состава, строения и сложения горных пород, также неоднородны их физические свойства — объемный и удельный веса, пористость, плотность, трещиноватость и другие свойства. Механические свойства горных пород (упругость, пластичность, твердость, абразивность) находятся в зависимости от строения и минералогического состава пород. Для более полной оценки сопротивляемости горных пород внешним воздействиям служат показатели их разрабатываемости: крепость, буримость, взрываемость и дробимость. Крепость — это сопротивление породы различным механическим воздействиям (сжатию, удару и т. п.); буримость — сопротивляемость ее разрушению в процессе бурения (показатель определяют длиной шпура, пробуренного в единицу чистого времени бурения стандартным перфоратором); взрываемость — сопротивляемость разрушению породы взрывом, определяемая количеством взрывчатого вещества, необходимого для разрушения единичного объема породы или удельным расходом взрывчатых веществ (BB); дробимость — сопротивление породы разрушению дроблением, определяемое удельным расходом энергии. Для количественной оценки свойств пород в целях правильного подбора проходческих инструментов и нормирования подземных работ принята единая для России классификация (СНиП, часть IV), в основу которой положена буримость пород (табл. V.1).  Как правило, породы разрабатывают механизированными инструментами, машинами и взрывным способом. Ручные инструменты применимы лишь на подчистке и подборке профиля выработки, а также в мягких и неустойчивых породах, где по условиям крепления забоя необходимо удаление породы небольшими частями. Современная техника тоннелестроения располагает целым рядом комбинированных проходческих машин для разработки и погрузки пород на транспортные средства. К числу высокопроизводительных способов разработки пород следует отнести гидромеханический способ, нашедший широкое применение в различных отраслях строительства. Этот способ перспективен и для тоннелестроения. Для разработки пород до III категории (по классификации СНиП) можно применять пневматическую лопату, работающую по принципу отбойного молотка. В качестве рабочих инструментов для механического воздействия на горные породы (рытье, взламывание, разрыхление) служат лопатообразные лезвия — наконечники. Лопата со слабовогнутой лопастью удобна для разработки вязких и плотных глин, с плоской — для сланцев и, наконец, с узкой-— для слаботрещиноватых пород. Основное назначение пневматической лопаты — отделение кусков породы от целика. Вес лопаты без наконечника 8,6 кг, расход воздуха 0,8—1,0 м3/мин при давлении 5,5 ати. Для разработки пород III и IV категорий применяют преимущественно отбойные молотки пневматического действия. К их достоинствам относятся: простота обращения, малые эксплуатационные расходы, использование отработавшего воздуха для вентиляции и низкая стоимость. Наибольшее распространение имеют легкие отбойные молотки весом 8 и 10,6 кг при расходе воздуха 1 м3/мин. Для успешной работы отбойным молотком, основанной на передовых принципах труда, необходимы: 1) безупречное знание рабочим конструкции молотка; 2) правильное использование свойств горной породы; 3) персональное закрепление молотка; 4) умелый подбор формы пик и качественная заправка и закалка их. Основное назначение отбойного молотка — отделение кусков породы разными приемами в зависимости от свойств пород: в слабых скальных — как механическим клином, в вязких — как ломом с отвалом породы в сторону. Эффективный способ проходки — работа спаренными отбойными молотками, при которой двое рабочих одновременно направляют усилия своих молотков под углом 45° к плоскости забоя, помогая друг другу и отламывая породу более крупными кусками. Скорость проходки при таком способе значительно повышается. Требуемый для приведения в действие пневматических инструментов сжатый воздух давлением в 5—8 ати вырабатывают на передвижных и стационарных компрессорных станциях. Первые, обычно небольшой производительности (6—9 м3/мин), применяют лишь при малых объемах работ. Вторые монтируют из нескольких компрессоров требуемой производительности с установкой всей станции, т. е. компрессоров, двигателей, воздухосборников и систем охлаждения, на специальных фундаментах. Компрессорная станция работает по следующей схеме: атмосферный воздух пропускают через фильтр в компрессор, где его сжимают до требуемого давления; затем воздух поступает через промежуточный и концевой холодильники (кроме одноступенчатого компрессора) в воздухосборник и оттуда к местам потребления по разводящей сети воздухопроводов, на которых устанавливают водо- и маслоотделители. Производительность компрессорной станции Pк (в м3/мин) определяют по формуле  Компрессоры требуемой производительности и давления подбирают по типам и маркам. Расход охлаждающей воды принимают в среднем 4,0—4,5 л на 1 м3 всасываемого воздуха. |
