В последние годы непрерывно растет роль торкретбетона в цикле буровзрывных работ при проходке подземных выработок и тоннелей.
Технология заключается в бурении в породе шпуров, размещении в них взрывчатых веществ и подрыве породы с обеспечением нужных размеров обломков в рабочей зоне.
Вместо взрывных работ возможно применение тоннелепроходческих комплексов. Такие комплексы широко используются в строительстве и находят все более широкое применение в горном деле, даже несмотря на то, что возможности их использования ограничиваются устойчивостью горных пород, длиной тоннеля, а также экономическими причинами.
Для крепления бортов и кровли выработки после взрывных работ во многих случаях возможно применение набрызг-бетона, или торкретбетона, вместо дорогостоящей стальной сетки, монтаж которой сопряжен с большими трудозатратами.
Торкретбетон, ранее применявшийся лишь для временного крепления выработок, в настоящее время часто используется в качестве постоянного средства крепления породы. Разработка фиброторкретбетона, обладающего повышенной пластичностью и энергоемкостью, также вызвала рост внимания к данной технологии.
Ниже приводится подробное описание всех этапов цикла буровзрывных работ.
1. Бурение
Бурение шпуров для последующей закладки взрывчатых веществ осуществляется при помощи бурильных машин большой мощности.
Число шпуров и размеры зоны подрыва определяются с учетом качества и характеристик горной породы в месте проведения работ.
2. Заряжание взрывчатыми веществами
Шпуры заряжаются патронированными либо россыпными взрывчатыми веществами, однако последние считаются более эффективными с точки зрения использования энергии взрыва.
Наиболее широко применяются динамиты, гидрогелевые вещества, эмульсии и взрывчатая смесь нитрата аммония и дизельного топлива (ANFO). Заряжание шпуров осуществляется при помощи шланга. Заряжание обычно производится механизированным способом, что позволяет повысить безопасность при проведении работ и обеспечить точное дозирование взрывчатых веществ за счет применения измерительной аппаратуры.
3. Подрыв
Подрыв обычно производится последовательно и в установленном порядке, что обеспечивает разрушение породы до необходимых размеров фракций, позволяет уменьшить вибрацию и исключить повреждение конструкций на прилегающем участке.
4. Вентиляция
При взрыве образуются токсичные газы а также пылевые облака, поэтому вентиляция проводится в обязательном порядке. Вентиляция осуществляется путем подачи струи воздуха по рукавам, к месту подрывных работ.
5. Выемка и оборка породы
Состоит из трех этапов: погрузка и уборка обломков и окончательный вывоз обломков с места работ. Работа выполняется при помощи живой силы и механизированным способом, при помощи самосвалов, предназначенных для работы под землей, а также машин для оборки бортов и кровли выработки.
6. Крепь: торкретбетон и анкерное крепление
В зависимости от характеристик места работ может применяться легкая либо прочная крепь тоннельной выработки из торкретбетона со стальной сеткой на анкерах.
Более легкая крепь может выполняться из нескольких слоев торкретбетона (толщиной 5–10 см) с применением меньшего числа анкеров; для более тяжелой крепи толщина слоев торкретбетона увеличивается (30–40 см), применяется большее количество анкеров, а также используются металлические фермы.
«Золотым стандартом» сегодня является технология торкретирования мокрым способом благодаря своей простоте, равномерности наносимого слоя бетона, экономии времени и средств, повышенной безопасности работ и меньшему отскоку материала. Данная технология подразумевает нанесение бетонной смеси механизированным способом, с помощью оборудования специально предназначенного для работы в подземных условиях. Оборудования работающего совместно с подземными бетоносмесительными узлами и автобетоносмесителями.
Применение анкеров и металлических арматур обычно зависит от геомеханических условий в месте проведения работ. Часто анкера и металлическая арматура могут использоваться наряду с торкретбетоном для обеспечения повышенной защиты от коррозии.
Узнать больше о преимуществах торкретбетона и его применении при проходке подземных выработок и тоннелей можно по этой ссылке.
Источники:
- Хосе Бернаола, Хорхе Кастилья и Хуан Херрера Херберт. Буровзрывные работы в горной промышленности (José Bernaola, Jorge Castilla & Juan Herrera Herbert, “Perforación, y Voladura de Rocas en Minería”). Факультет добычи полезных ископаемых и подземных работ, Лаборатория горных технологий, Мадридский политехнический университет, 2013. Последний доступ 15.06.16.
http://oa.upm.es/21848/1/20131007_PERFORACION_Y_VOLADURA.pdf
- Маркус Даммерс. Горизонтальные подземные выработки: цикл буровзрывных работ (Dr Markus Dammers, “Underground Horizontal Development: Drilling & Blasting Cycle”). Институт горных технологий, Рейнско-Вестфальский технический университет Ахена. Последний доступ 15.06.16.
http://www.mre.rwth-aachen.de/en/sprengzyklus
- Эрик Эберхардт. Проектирование тоннелей и подземных сооружений: методы проходки тоннелей в твердых породах (Dr Erik Eberhardt, “Tunnelling & Underground Design: Hard Rock Tunnelling Methods”). 2012. Последний доступ 15.06.16.
https://www.eoas.ubc.ca/courses/eosc547/lecture-material/Topic4-HardRockTunnellingMethods.pdf
- Эверт Хук и Дэвид Вуд. Крепь подземных горных выработок (Prof Evert Hoek & David F. Wood, “Support in Underground Rock Mines”). Опубликовано в издании «Системы крепи подземных выработок» (Underground Support Systems). Канадский институт горной промышленности и металлургии, 1987. Последний доступ 15.06.16.
