ТОННЕЛЕСТРОЕНИЕ И БУРЕНИЕ ШПУРОВ


Развитие науки и техники в XIX веке, широкое применение энергии пара, электричества и на их базе машин в различных отраслях промышленности привело и не могло не привести к использованию различных машин в горном деле. Во второй половине прошлого века горняки стали свидетелями изобретения и применения машин при бурении шпуров. После использования при добыче руд черного пороха машинное бурение явилось вторым революционным скачком в технике горного дела и привело к стремительному росту производительности бурения и труда бурильщика.

Во второй половине XIX века человечество стало свидетелем осуществления грандиозных проектов строительства железнодорожных тоннелей в Европе и Америке.

Первые железнодорожные тоннели в России построены на линии С.Петербург-Варшава в 1859-1862 гг. Это - два двух путных тоннеля длиной 427 и 1280 м. Далее строительство железнодорожных тоннелей в России не прекращалось и интенсивно велось в XIX и начале XX веков В период 1872-1888 гг. построен ряд тоннелей на Кавказе и Урале. Отмечается, что проходка их велась на высоком техническом уровне. Если суточная скорость проходки тоннелей в этот период в Европе была не более 4 саженей (8 м), то в России она достигала 5 сажень (10 м). Большой вклад в совершенствование техники строительства внесли русские ученые М.В. Остроушко и И.А. Евневич. В 1890-1904 гг. осуществлена проходка ряда тоннелей в Армении, девять тоннелей на линии Восточно-китайской ж.д. и среди них тоннель длиной 3078 м. В 1902-1904 гг. сооружаются кругобайкальские тоннели числом более шестидесяти и общей длиной 7296 м, пройденных по гранито-гнейсам, кварцитам и сиенитам. В 1916 г. было закончено строительство нескольких тоннелей на Дальнем Востоке общей протяженностью 5174 м, включая тоннель длиной 1607 м.

Нельзя не отметить влияния на совершенствование техники буровзрывных работ строительства метрополитенов. Начало было положено пуском в 1863 г. метрополитена в Лондоне, протяженность линий которого составляла 3,6 км, с 1868 г. действует подземка в Нью-Йорке, с 1896 г.- в Будапеште, с 1898 г.- в Вене. Парижское метро было пущено в эксплуатацию в 1900 г.

В восьмидесятых годах XX века подсчитано, что в мире насчитывалось 140 тоннелей длиной более 3 км. Наиболее известные альпийские тоннели, соединяющие железными дорогами Францию и Швейцарию с Италией: Монт-Сени (12850 м, 1857-1871 гг.), С.Готард (14984 м, 1872 - 1882 гг.), Симплонский (19780 м, 1896 - 1906 гг.). В XY11 и XY111 веках производительность труда при проведении горных выработок в крепких породах была в пределах 2 - 5 см проходки на человека в смену, в менее крепкой породе она несколько выше - 12 см при сечении выработки 0,7 на 1,5 м или 0,02 - 0,13 м3/смену на человека. В начале XX века производительность труда выросла до 2 - 5 м, или с учетом увеличения сечения выработок до 1 - 2 м3/смену на человека. Ко второй половине века она увеличилась до 30 - 36 м/чел. смену.

Если после применения в горном деле черного пороха за 250 лет производительность бурильщика практически осталась почти неизменной, то после применения перфораторов за 100 лет она возросла в 30 - 40 раз. С семидесятых до девяностых годов двадцатого века чистая скорость бурения в крепких породах увеличилась с 80 до 180 м/ч. В породах с временным сопротивлением сжатию меньше 150 МПа для проведения выработок стали широко использовать комбайны.

В истории развития технологии буровзрывных работ и составной её части бурения шпуров и скважин, возможно выделить несколько периодов. Период ручного бурения шпуров, длившийся с начала применения в горном деле черного пороха и до изобретения работоспособных машин для бурения шпуров, до второй половины XIX века, характеризуется относительно постоянной производительностью буровзрывных работ. Во второй период, до середины 20-х годов XX века происходила замена ручного бурения на механическое, совершенствование технологии, значительный рост производительности бурения шпуров машинами, работающими на энергии сжатого воздуха, воды, электричества. Третий период, до второй половины XX века, характеризуется интенсификацией бурения шпуров, многократным ростом производительности бурения и бурильщика за счет совершенствования конструкции машин, использования твердых сплавов для инструментов, массового применения кареток, гидравлических установок со стреловидными манипуляторами. В четвертый период, во второй половине XX века горняки стали свидетелями революционных преобразований в технологии бурения горных пород. Получили применение машины с новым принципом разрушения породы под рабочим инструментом, изменились энерговооруженность и, соответственно, на порядок параметры энергии, подаваемой в машину. В начале восьмидесятых годов XX века осуществилась давняя мечта горняков - полная автоматизация процесса бурения на базе гидравлики и бортовых компьютеров на каретке, производительность бурения и бурильщика в крепкой породе возросла до нескольких сотен метров за час работы.

Технология буровзрывных работ продолжает развиваться, её история пишется на практике и, очевидно, будет писаться еще продолжительное время и оказывать активное влияние на рост производительности работ в тоннелестроении в крепких породах.

В нашу задачу входили краткое изложение истории проходки тоннелей и других подземных горных выработок буровзрывным методом, роста производительности проходческих работ в результате прогресса в техники и, соответственно, производительности бурения и бурильщика в процессе развития технологии, а также прогноз наиболее рациональных путей её совершенствования.
1. ОБЪЕКТИВНОСТЬ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ОЦЕНОК ИЗМЕНЕНИЯ ИСТОРИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ТЕХНИКЕ ГОРНОГО ДЕЛА

Семантика и историчность изложения. За сравнительно короткий период развития механического бурения, изменилась терминология в горном деле, получила колоссальное развитие техника измерений количественных изменений различных процессов, меры их измерения, размерность и значения их конкретных величин.
 далее
Навигация по книге: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109