7. Буровзрывное рыхление скальных пород

При разработке скальных и полускальных пород, а также рыхлых пород, находящихся в мерзлом состоянии, необходима предварительная подготовка, которая осуществляется посредством взрывных работ.

Комплекс буровзрывного рыхления пород состоит из следующих рабочих процессов: бурение скважин, заряжание скважин взрывчатыми веществами и взрывание.

2.7.1. Выбор типа бурового станка

Для бурения взрывных скважин используются станки, которые по характеру воздействия разрушающих напряжений на забой скважин можно разделить на три группы.

К первой группе относятся буровые станки, обеспечивающие механическое воздействие на забой скважины. Эта группа представлена станками вращательного бурения режущими коронками (станки типа СБР), вращательного бурения шарошечными долотами (станками типа СБШ), ударно-канатного бурения (станки типа СБК), с погружным пневматическим молотком (пневмоударные станки типа СБУ).

Ко второй группе относятся буровые станки, обеспечивающие термическое или гидравлическое, или взрывное воздействие на забой скважины. Из этой группы на карьерах применяются только станки огневого бурения (станки типа СБО). Гидравлическое, взрывное и другие виды бурения находятся в стадии экспериментов.

К третьей группе относятся буровые станки, обеспечивающие комбинированное воздействие на забой скважины (комбинация механического и термического воздействия).

На карьерах наибольшее применение получили станки типа СБШ и СБР, которыми выполняются соответственно около 65 и 26 % объема буровых работ. В ближайшие годы бурение взрывных скважин с использованием шарошечных станков останется преобладающим.

При бурении скважин буровыми станками типа СБШ в качестве породоразрушающего инструмента используются долота с зубьями или штырями, армированными твердым сплавом. При вращении долота зубья или штыри скалывают частицы породы, которые выносятся из забоя скважины сжатым воздухом или водовоздушной смесью. Шарошечные станки наиболее перспективны для бурения скважин в породах с показателем П_б=6÷15. сменная производительность шарошечных станков составляет 50-60 м при бурении скважин в породах с показателем П_б=12÷15. При бурении скважин в менее крепких породах сменная производительность станков возрастает до 100 м и более. Производительность станков и стойкость шарошечных долот зависят от осевого усилия, частоты вращения долота и количества воздуха, подаваемого в скважину для очистки ее от бурового шлама. С увеличением осевого давления и частоты вращения долота бурения возрастает. Однако при большой частоте вращения в крепких породах наблюдается интенсивный износ шарошечных долот. Поэтому в крепких породах ориентируются на большое осевое усилие при небольшой частоте вращения долота. Затраты на буровой инструмент в общих затратах на шарошечное бурение скважин составляет 20-45%. От правильного выбора типа долот и режима бурения в значительной степени зависят их стойкость, скорость бурения и затраты на бурение.

В зависимости от массы и развиваемого осевого усилия шарошечные станки разделяются на легкие (масса до 40 т, осевое усилие до 200 кН, диаметр скважин 150-220 мм), применяемые в породах с показателем П_б=6÷10, средние (масса до 65 т, осевое усилие до 350 кН, диаметр скважин 220-270 мм), применяемые в породах с показателем П_б=10÷14, тяжелые (масса до 120 т, осевое усилие до 700 кН, диаметр скважин 295-320 мм), применяемые в породах с показателем П_б=14÷17.

Таблица 2.7