Проведение разведочных канав и траншей

27.12.2016

Параметры и формы поперечного сечения выработок. Параметры разведочных канав довольно различны — глубина их достигает 4—6 м (наибольшее распространение имеют канавы глубиной до 3 м), длина измеряется десятками и сотнями метров; канавы, имеющие длину более 50 м, называют магистральными. Траншеи проводят глубиной до 25 м и более, длину их выбирают в зависимости от размеров полигона. Формы поперечного сечения канав и траншей выбирают исходя из способа проходки, свойств (в основном устойчивости) пересекаемых пород и глубины выработок.
Проведение разведочных канав и траншей

Основными формами поперечного сечения канав является прямоугольная, ступенчатая, трапециевидная (рис. 129). Прямоугольные канавы проводят ручным способом в достаточно устойчивых породах при глубине выработки до 2 м; при машинной проводке прямоугольная форма поперечного сечения может быть принята и для канав большей глубины. Ступенчатая форма характерна для ручной проводки канав глубиной более 2 м. Ступенчатая форма может быть получена и при использовании для проводки канавы многочерпакового канавокопателя с уширителями. В последнем случае ступенчатый профиль канавы, выбирается с целью повышения устойчивости стенок.
Трапециевидный профиль может придаваться выработкам при всех способах проведения; в одних случаях его выбирают для повышения устойчивости боковых стенок, в других — он является следствием принятой технологии выемки пород.
Для установления объема выработки площадь ее поперечного сечения определяют по простейшим формулам:
- для ступенчатой выработки
Проведение разведочных канав и траншей

- для трапециевидной
Проведение разведочных канав и траншей

где Hв — глубина выработки, м;
h — высота уступа, принимаемая при ручном способе проведения 2 м;
lб — горизонтальная площадка уступа (берма), принимаемая при ручном способе проведения 0,5 м;
b — ширина подошвы выработки, минимальное значение ее принимают 0,8 м;
β — угол наклона боковых стенок выработки, исходя из устойчивости пород принимаемый при проведении выработок без крепления в пределах от 30 до 60°, при закрепленных выработках от 80 до 85°.
Проведение разведочных канав и траншей

Способы проведения канав. Ручной способ проведения канав в качестве основного применяют — в процессе поисков и предварительной разведки месторождений при сравнительно небольших объемах канавных работ, их рассредоточенности и обычно небольшой глубине канав, проводимых в малосвязных и мягких породах. Породу вынимают лопатами с частичной раскайловкой. Выбрасываемую из канавы породу размещают на поверхности в отвале удлиненной формы, располагаемом параллельно канаве на расстоянии не менее 0,3 м от ее контура. Отвал породы должен быть компактным, так как это, с одной стороны 7 повышает безопасность работ, а с другой — снижает трудоемкость засыпки канавы при ее ликвидации.
При глубине канавы более 2 м ей придают уступную форму; из забоя породу выбрасывают на берму уступа, а с нее на поверхность.
С увеличением глубины канавы производительность труда резко снижается.
Крепят канаву в соответствии с паспортом крепления.
Крепь возводят обычно на каждом небольшом участке канавы, пройденном на всю глубину.
При машинном способе проведения канав применяют канатные скреперы и канавокопатели. Использование скреперных установок на проведении разведочных канав в несколько раз повышает производительность работ (по сравнению с ручным способом) и обеспечивает существенное снижение их себестоимости.
Эффективность скреперной проходки канав достигается при малосвязных и мягких породах до IV категории.
Проведение разведочных канав и траншей

Для проведения разведочных канав в труднодоступных районах предназначена малогабаритная переносная скреперная установка МСУ-0,1 (рис. 130). Техническая характеристика ее приведена ниже.
Проведение разведочных канав и траншей

Магистральные канавы целесообразно проводить последовательными заходками (секциями) — участками длиной 20—40 м. Породу из первой заходки скреперуют в отвал, размещаемый на поверхности в торцовой части канавы. Породу, вынимаемую из следующей заходки, скреперуют не в отвал, а в ранее пройденную заходку. Таким образом, проведение каждой заходки сопровождается засыпкой ранее пройденной, что снижает объем работ по ликвидации разведочной канавы.
Высокопроизводительными машинами для проведения канав являются канавокопатели. По конструкции канавокопатели разделяют на плужные (для проведения неглубоких узких канав), одноковшовые (экскаватор типа обратной лопаты, смонтированный на базе трактора), цепные (многочерпаковые) и роторные.
При проведении канав в породах I—IV категории в различных экспедициях получили применение небольшие одноковшовые канавокопатели, сконструированные на базе колесного трактора (рис. 131) и цепные канавокопатели (рис. 132). Использование канавокопателей целесообразно при проведении магистральных канав.
Технология проведения проста: извлекаемую на поверхность породу укладывают в отвал, располагаемый вдоль канавы.
Опыт работы Тетюхинской экспедиции Приморского геологического управления показал, что канавокопатели эффективно применять и в мерзлых породах, предварительно разрыхленных взрывом. Засыпка канав при их ликвидации производится обычно с помощью бульдозера.
Проведение разведочных канав и траншей

Буровзрывные работы применяют при проведении разведочных канав, или только для рыхления пород перед их ручной или машинной выемкой, или для разрушения породы и удаления ее из выработки за счет энергии взрыва («взрывом на выброс»). Тот или иной эффект от взрывных работ достигается при выборе соответствующих параметров зарядов.
Рыхление породы достигается при взрывах зарядов уменьшенного или нормального выброса, для которых показатель действия взрыва принимают равным 0,7—0,8.
Разрушение породы и выброс ее из канавы достигаются при взрывах зарядов усиленного выброса с показателем действия взрыва n=1,2/2,5. Заряды располагают в породе по оси канавы обычно в один ряд (двух- и трехрядное расположение зарядов применяют при большой площади сечения выработки). Расстояние между зарядами а ориентировочно рассчитывают в зависимости от глубины их заложения:
- при глубине заложения hз<1,5 м
Проведение разведочных канав и траншей

- при глубине заложения 1,5 м
Проведение разведочных канав и траншей

где r — радиус воронки взрыва, м.
При опытных взрывах расстояние между зарядами уточняется.
Массу заряда (кг) определяют по формуле М.М. Борескова
Проведение разведочных канав и траншей

где q — удельный расход BB, кг/м3.
Удельный расход BB для зарядов выброса при использовании аммонита № 6 ЖВ рекомендуется принимать по данным Союзвзрывпрома (табл. 41).
Проведение разведочных канав и траншей

При рыхлении породы заряды располагают в шпурах, при проведении канав взрывами на выброс — в котловых шпурах или лунках. Котловые полости образуют в шпурах при простреливании последних. Заряд для простреливания принимают равным 50—150 г. В зависимости от свойств пород шпур простреливают 2—3 раза.
Шпуры бурят мотобурами, мотоперфораторами, электросверлами, пневматическими перфораторами; лунки («рукава») выдалбливают в породе вручную.
При относительно небольшой глубине размещения зарядов в процессе взрывания вынимают слой породы мощностью 1—1,5 м; вслед за этим аналогичным способом вынимают следующий слой («ярус»), углубляя канаву. Послойное проведение канав иногда называют «поярусным». Оставшуюся после взрыва разрушенную породу удаляют из выработки вручную.
Проведение канав с взрывным рыхлением и взрывом на выброс должно производиться по паспорту буровзрывных работ.
Существенными недостатками проведения разведочных канав взрывом на выброс являются затрудненность выполнения геологической документации, значительные нарушения поверхности и разлет выбрасываемой взрывом породы, затрудняющие ликвидацию выработки и восстановление земной поверхности по окончании геологоразведочных работ.
Проведение траншей, связанное с выемкой значительных количеств пород, производят в основном на приисках при эксплуатационной разведке для уточнения запасов, содержания и условий залегания песков на полигонах. Процесс проведения, как правило, полностью механизирован. Основным проходческим оборудованием являются одноковшовые экскаваторы тина обратной лопаты на гусеничном или реже колесном ходу и бульдозеры, в некоторых случаях применяют колесные скреперы.
В мерзлых породах выемке породы предшествует естественная оттайка, в этих условиях целесообразно производить послойную выемку (периодичность выемки слоев и их мощность обусловливаются скоростью оттайки пород в летнее время). Послойную выемку целесообразно производить бульдозерами и колесными скреперами, причем бульдозеры наиболее эффективно используются для выемки верхних слоев пород и особенно растительного слоя.
Выемку пород при проведении траншей бульдозером можно производить поперечными и продольными заездами. При глубине траншей, не превышающей 1—1,5 м, целесообразна выемка пород поперечными заездами. Некоторое увеличение объема выемки при этом способе компенсируется сокращением расстояния транспортировки породы бульдозером. С увеличением глубины траншеи целесообразно применять продольные заезды, устраивая на расстоянии 50—60 м выезды из траншеи.
При использовании колесных скреперов породу вынимают продольными заездами, расстояние между выездами из траншей принимается равным 100—150 м.
Гидравлический способ проведения разведочных траншей применяют на приисках с гидравлической разработкой месторождения. Породу в забое траншеи размывают гидромониторами, пульпу за пределы выработки удаляют насосами по трубам.
В практике геологоразведочных работ известен способ проведения наклонных траншей (канав) длиной до 700 м на склонах свыше 10—15° с использованием энергии селевых потоков. Этот способ применим на участках склонов, перекрытых наносами, содержащими обломочный материал в количестве не более 30—35%. В верхней части разведуемого склона на источнике водоснабжения устраивают запруду, и вода по трубам поступает в водосборник, установленный в верхней части подлежащей проведению траншеи. По реи проектируемой траншеи верхний слой породы разрыхляют шпуровыми зарядами. После расчистки трассы траншеи и предварительного насыщения грунта водой в образовавшуюся канавку из водосборника выпускают «вал» воды. Образующийся селевой поток разрушает дно и стенки канавы и уносит разрушенную породу вниз по склону. Затем водосборник снова заполняют водой, и цикл размыва повторяют до тех пор, пока дно образующейся траншеи не достигнет коренных пород.