Технология строительства выработок большого поперечного сечения

К выработкам большого поперечного сечения относятся выработки с S ≥ 30 м²: тоннели, подземные хранилища, а/стоянки и т.д.

Являются капитальными с продолжительным сроком службы.

Форма сечения и размеры разнообразны.

• Сводчатые с полуциркульным сводом

• Сводчатые с коробовым сводом

• Подковообразные

• Круглые

• Эллиптические

На поверхности земли выработка оформляется порталом, обеспечивающим устойчивость выемки, отвод воды и архитектурное оформление входа. Проводят открытым или подземным способом. Крепь называется обделкой.

Схемы строительства выработок

1) сплошным забоем на полный профиль сечения;

2) сплошным забоем на полный профиль с направляющей штольней;

3) с разделением забоя на уступы;

4) слоями;

5) с использованием опорного ядра.

Схему 1 применяют при S ≤ 200м² в устойчивых, не трещиноватых крепких и средней крепости породах.

Породу вынимают одновременно по всей площади забоя при помощи БВР.

Крепь - в весьма крепких не крепят; в других случаях- штанговая.

Достоинства: широкий фронт; большой объем работ; простая организация.

Недостатки: ограниченная область применения.

При использовании схемы 2 -работы начинают с проходки штольни. Затем выработку расширяют до проектных размеров. Эта схема имеет две разновидности.

Параллельная схема. Проведение штольни и ее расширение проводят одновременно.

Последовательная схема. Проведение штольни и ее расширение проводят поочередно.

Параллельная схема обеспечивает большую скорость проведения и хорошее проветривание. Однако, кроме направляющей, проводят боковую вспомогательную выработку и сооружают сбойки между ними площадь сечения ≥ 6м² .

Рисунок 23.1-Технологическая схема строительства сплошным забоем с направляющей штольней

При расширении шпуры бурят до контура. Расстояние между веерами шпуров 0,6-1м. Число дисков отбиваемой породы лимитируется устойчивостью обнажений и числом серий ЭД.

Достоинства: детальная геологоразведка; высокая эффективность БВР

Недостатки: высокая трудоемкость работ; сложность увязки работ в штольне и на расширяемой части.

Схему 3 - с разделением забоя на уступы:

- горизонтальные:

- с опережением верхнего или нижнего уступа:

- вертикальные

горизонтальные: один уступ отстает от другого на 1,5-1,7 длины заходки. Расчет зарядов для верхнего - как для забоев с одной открытой поверхностью; для нижнего - как для забоя с двумя открытыми поверхностями.

Рисунок 23.2-Технологическая схема строительства разделением забоя на уступе.

После проветривания бурят шпуры в верхнем и грузят породу в нижнем уступе. Постоянную крепь возводят на расстоянии 50-60м от забоя.

При бурении шпуров и возведении анкерной крепи применяют подмости.

Используют бетоно - насосы и передвижную опалубку.

Достоинства: совмещение бурения и погрузки.

Недостатки: невозможность применения высокопроизводительного оборудования для бурения шпуров в верхнем уступе.

Схемы с опережением верхнего или нижнего уступа применяют когда проходка на полное сечение обычным оборудованием невозможна.

Возможны варианты:

а) верхний уступ опережает нижний на 30-50м. Бурение шпуров, погрузка породы - как при проведении полевых выработок. Порода из верхнего уступа поступает в бункер, смонтированный на подвижном помосте, откуда перегружается в вагонетки. Временная крепь - штанговая. Постоянная - бетон.

Достоинства:

- дополнительная геологоразведка;

- работы в уступах можно выполнят параллельно.

Недостатки: необходимость монтажа транспортных средств на обоих ус­тупах и специальных подъездных устройств с нижнего уступа на верхний.

б) при опережении нижнего уступа шпуры в верхнем бурят с отвала породы в нижнем. Область применения - крепкие, устойчивые, не требующие временной крепи породы.

Достоинства: - 2 открытые поверхности в верхнем уступе;

- не нужны подмости;

- совмещены бурение шпуров в верхнем и погрузка породы в нижнем уступах.

Недостатки:

- трудность бурения шпуров в верхнем уступе;

- невозможность использования в трещиноватых и неустойчивых породах
Вертикальные уступы.

Отставание одного от другого на несколько десятков метров. Область применения - в выработках небольшой высоты и значительной ширины.

Достоинства: не нужны подмости и рамы.

Недостатки:

- сложность увязки во времени технологических процессов;

- потери времени на вспомогательные операции при ведении БВР.
Схема 4 строительство слоями - аналогично разделке сопряжения ствола с

околоствольным двором. Но сразу возводят постоянную бетонную крепь. Также крепят и почву.

Схема 5 с использованием опорного ядра. Применяют в сложных горно-геологических условиях, там где невозможно применить другие.

Достоинства:

- непрерывность работ по возведению бетонной крепи;

- безопасность работ.

Недостатки: высокая стоимость и трудоемкость работ.

Рисунок 23.3-Технологическая схема строительства с использованием опор­ного ядра