Геологические работы по добыче полезных ископаемых

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

На человека в процессе его трудовой деятельности могут воздействовать опасные (вызывающие травмы) и вредные (вызывающие заболевания) производственные факторы. Развитие страны обуславливает необходимость значительного увеличения объёма строительства капитальных горных выработок в горнодобывающей промышленности, городских инженерных коммуникаций, а также подземных сооружений специального назначения, транспортных и гидротехнических тоннелей. В связи с этим повышение интенсивности труда, улучшение качества и уменьшение сроков подземного строительства в первую очередь за счёт совершенствования организации производства и применения (внедрения) в строительстве новой техники и технологии работ является весьма важным. Поэтому при строительстве городских подземных коммуникаций более широкое применение получают механизированные щитовые комплексы, прогрессивные способы производства работ, новые виды строительных материалов и конструкций.

1. Добыча полезных ископаемых открытым способом

На практике мы посетили Икшинский песчано-гравийный карьер, который находится в Дмитровском районе Московской области. Разработка ведется открытым способом, уступами, путем вырывания небольших котлованов, между которыми остаются протяженные вытянутые возвышенности, очень напоминающие гребни в горах. Выемка производится гидравлическими одноковшовыми экскаваторами, далее порода доставляется (в основном, при помощи 25-титонных БЕЛАЗов) на промывку и сортировку (работа данного оборудования также была нам продемонстрирована).

Мировой и отечественный опыт недропользования свидетельствует о том, что открытый способ добычи полезных ископаемых (с применением открытых горных работ) обладает существенными преимуществами в сравнении с подземной разработкой месторождений. Из общей мировой добычи полезных ископаемых на долю открытого способа приходится почти 75%. В России открытым способом добывается более 65% угля, до 80-90% руд черных, цветных и редких металлов, до 100% золота, алмазов и строительных материалов. Горное предприятие, ведущее разработку открытым способом называется карьером. Открытый способ разработки месторождений заключается в выемке горных пород нисходящими горизонтальными слоями непосредственно с земной поверхности. Карьер (франц. carriиre, от позднелат. quarraria, quadraria - каменоломня), горнопромышленное предприятие по добыче угля, руд и нерудных полезных ископаемых открытым способом. В угольной промышленности карьером называемый разрезом, в горнорудной - иногда рудником. Карьером называют также совокупность выемок в земной коре, образованных при добыче полезных ископаемых открытым способом.

1.1 Технология ведения открытых горных работ

В Карьере горные работы включают выемку, перемещение и разгрузку горных пород: полезных ископаемых и вскрышных пород, покрывающих и вмещающих залежи. Цель горных работ - выполнение плановых заданий по добыче полезных ископаемых и создание подготовленных к выемке их запасов. Отличительная особенность карьера - постоянное перемещение в нём рабочих мест.

Современные карьер являются высокомеханизированными предприятиями, оснащёнными производительными машинами и механизмами для разрушения, выемки, транспортирования и складирования любых горных пород. Основными производственными единицами небольших карьеров (по добыче нерудных строительных материалов) являются горный цех (участок) и цех переработки полезных ископаемых, а крупных угольных и рудных карьеров - территориальные участки или специализированные цехи (буровой, взрывной, выемочно-погрузочный, транспортный и др.). Помимо этого, карьер включает цехи и участки вспомогательного и подсобного производства. В горнорудной промышленности часто сам карьер является цехом горно-обогатительного или металлургического комбината (Норильский горно-металлургический комбинат, криворожские горно-обогатительные комбинаты и др.).

Совокупность выемок карьере образуется при разработке горных пород уступами. Выемка пород в пределах уступов производится последовательными полосами - за ходками при подвигании в них забоев выемочно-погрузочных машин. Верхние уступы опережают нижние. При разработке горизонтальных залежей глубина карьера постоянна, а подвигание уступов ведёт к увеличению в плане выработанного пространства карьера, в котором обычно размещаются вскрышные породы. Горные работы на наклонных и крутопадающих залежах обусловливают углубление карьера и создание новых уступов путём проходки разрезных траншей; при этом необходима опережающая отработка вышележащих уступов. Для обеспечения транспортной связи между поверхностью и забоями в карьере проводятся наклонные капитальные траншеи. Строительство карьера предусматривает вскрытие и нарезку уступов по залежи при опережающей отработке уступов в покрывающих вскрышных породах, сооружение подъездных транспортных коммуникаций, производственных и жилых зданий.

Глубина отдельных карьеров в СССР (1970) достигает нескольких сотен м (например, Коркинский Карьер - 300 м), проектная глубина ряда Карьер - 500-700 м. Производительность мощных карьер в СССР составляет десятки млн. т руды в год [например, Карьер южный горно-обогатительного комбината (ЮГОК) и сев. горно-обогатительного комбината (СевГОК) в Кривом Роге]. Проектируются (1972) Карьер по добыче угля и руды с годовой производительностью 40-50 млн. т по полезному ископаемому и свыше 100 млн. т по вскрышным породам.

Различают цикличную, циклично-поточную и поточную технологию ведения открытых горных работ. При цикличной технологии процессы выемки и транспортирования прерываются технологическими паузами. При циклично-поточной технологии выемка осуществляется машинами цикличного действия (одноковшовыми экскаваторами или погрузчиками), а перемещение - ленточными конвейерами или сочетанием конвейерного транспорта с автомобильным (иногда с применением самоходных дробильных агрегатов или полустационарных и стационарных дробильных, дробильно-сортировочных или сортировочных установок) или ж.-д. транспортом. При поточной технологии процессы отбойки, выемки, транспортировки, разгрузки выполняются механизмами непрерывного действия (например, многочерпаковыми экскаваторами, ленточными конвейерами или гидромеханизацией). Для цикличной и циклично-поточной технологии разработаны и созданы системы автоматизированного управления отдельными процессами, информация о протекании которых обрабатывается с помощью средств вычислительной техники. Для поточной технологии, и прежде всего техники непрерывного действия, существуют автоматизированные системы управления производством. Техника непрерывного действия в СССР создаётся на базе комплексов оборудования с роторными экскаваторами и теоретической производительностью 630, 1250, 1500, 2500, 5000, 10000, 12500 м³/ч. Наиболее освоенный вид техники непрерывного действия - роторные экскаваторы с нормальным усилием резания. Совершенствование поточных схем горных работ связано с применением полустационарных и самоходных дробильных и дробильно-грохотильных агрегатов производительностью до 2000 т/ч, а также надёжных конвейеров с лентами, способными перемещать крупнокусковой абразивный материал.

Главные параметры карьера следующие:

1. Конечная глубина. Она устанавливается при проектировании карьера. Современные карьеры имеют глубину от нескольких метров до 400 м. Проектами предусматривается возможность открытых горных разработок до глубины 700-900 м.

2. Размеры карьера по простиранию и крест простирания залежи по поверхности определяются размерами залежи, дна карьера, глубины и углов откоса его бортов. Длина карьера изменяется от сотен метров до 5 км, а ширина, в зависимости от типа месторождения, - до 4 км.

3. Размеры дна карьера. Минимальные размеры дна карьера определяются условиями безопасной выемки и погрузки пород на нижнем уступе (по ширине - не менее 20 м, по длине - не менее 50-100 м).

4. Углы откосов бортов карьера определяются условиями устойчивости пород прибортового массива и размещения транспортных коммуникаций.

5. Общий объём горной массы в контурах карьера является важнейшим показателем, определяющим производственную мощность предприятия, срок его существования и др.

6. Запасы полезного искомаемого в карьерном поле - важнейший показатель, определяющий возможный масштаб добычи, срок существования карьера и экономические результаты разработки.

1.2 Безопасность при ведении открытых горных работ

Одноковшовые экскаваторы

1) При передвижении гусеничного экскаватора по горизонтальному участку или на подъем привод ходовой тележки должен находиться сзади, а при спусках с уклона - впереди. Ковш должен быть опорожнен и находиться не выше 1 м от почвы, а стрела должна быть установлена по ходу экскаватора.

2) При движении шагающего экскаватора ковш должен быть опорожнен, а стрела установлена в сторону, обратную направлению движения экскаватора.

3) При движении экскаватора на подъем или при спусках необходимо предусматривать меры, исключающие самопроизвольное скольжение.

4) Перегон экскаватора должен осуществляться по трассе, расположенной вне призм обрушения, с уклонами, не превышающими допустимые по техническому паспорту экскаватора, и имеющей ширину, достаточную для маневров. Перегон экскаватора должен производиться по сигналам помощника машиниста или специально назначенного лица, при этом должна быть обеспечена постоянная видимость между ними и машинистом экскаватора. Для шагающих экскаваторов допускается передача сигналов от помощника машиниста к машинисту через третьего члена бригады.

5) Экскаватор необходимо располагать на уступе или отвале на выровненном основании с уклоном, не превышающим допустимого техническим паспортом экскаватора. Расстояние между откосом уступа, отвала или транспортным средством и контргрузом экскаватора устанавливается паспортом забоя в зависимости от горно-геологических условий и типа оборудования, но в любом случае должно быть не менее 1 м.

6) При работе экскаватора с ковшом вместимостью менее 5 м³ (базовая модель) его кабина должна находиться в стороне, противоположной откосу уступа.

7) При погрузке экскаваторами в железнодорожные вагоны и разгрузке их на экскаваторных отвалах поездная бригада должна подчиняться сигналам машиниста экскаватора, подаваемым в соответствии с сигналами, установленными при эксплуатации железнодорожного транспорта.

8) При погрузке в автотранспорт водители автотранспортных средств обязаны подчиняться сигналам машиниста экскаватора, значение которых устанавливается руководством организации.

9) Таблицу сигналов следует вывешивать на кузове экскаватора на видном месте, с ней должны быть ознакомлены машинисты экскаватора и водители транспортных средств.

10) Запрещается во время работы экскаватора пребывание людей (включая и обслуживающий персонал) в зоне действия экскаватора.

11) Применяющиеся на экскаваторах канаты должны соответствовать паспорту и иметь сертификат завода-изготовителя. Канаты подвески стрелы подлежат осмотру не реже одного раза в неделю механиком участка. На длине шага свивки допускается не более 15% порванных проволок от их общего числа в канате. Торчащие концы оборванных проволок должны быть отрезаны.

12) Подъемные, тяговые и напорные канаты подлежат осмотру в сроки, установленные на предприятии.

13) Результаты осмотра канатов заносятся в журнал приема-сдачи смены, а записи об их замене с указанием даты установки и типа вновь установленного каната заносятся в агрегатный журнал горной машины.

14) В случае угрозы обрушения или оползания уступа во время работы экскаватора или при обнаружении отказавших зарядов взрывчатых материалов (ВМ) машинист экскаватора обязан прекратить работу, отвести экскаватор в безопасное место и поставить в известность технического руководителя смены.

15) Для вывода экскаватора из забоя необходимо всегда иметь свободный проход. Негабаритные куски горной массы должны укладываться устойчиво в один слой, не создавая препятствий для перемещения горнотранспортного оборудования на площадке.

16) При работе экскаватора на грунтах, не выдерживающих давления гусениц, должны осуществляться специальные меры, отражаемые в паспорте забоя, обеспечивающие его устойчивое положение.

17) Погрузка горной массы экскаватором в забоях с контактными сетями электрифицированного транспорта в думпкары или другие емкости допускается при условии осуществления мероприятий по безопасным методам работы, включая защиту от прикосновения ковшом к контактному проводу. Мероприятия утверждаются техническим руководителем организации.

Многоковшовые экскаваторы

1) Уклоны и радиусы рельсовых путей и дорог многоковшовых экскаваторов на рельсовом, шагающе-рельсовом и гусеничном ходу должны устанавливаться в пределах, допускаемых техническим паспортом экскаватора.

2) Устройства контроля за изменением ширины рельсовых путей и их уклонов должны проверяться не реже одного раза в месяц с занесением результатов в специальный журнал.

3) Запрещается работа экскаватора при отсутствии или неисправности указанных устройств.

4) Запрещается эксплуатация экскаваторов на рельсовом ходу при неисправных подэкскаваторных путях.

5) Не допускается эксплуатация подэкскаваторных путей на обводненных уступах при отсутствии водоотводных устройств.

6) Роторные экскаваторы с невыдвижными стрелами должны иметь автоматические устройства, обеспечивающие заданные скорости движения и углы поворота роторной стрелы.

7) Многоковшовые экскаваторы должны иметь приспособления, предохраняющие черпаковую раму, роторную стрелу и конвейер от подъема, опускания или поворота на угол больший, чем предусмотрено конструкцией экскаваторов.

8) В кабине машиниста экскаватора должны быть установлены щит аварийной сигнализации и приборы контроля:

- скорости и угла поворота роторной стрелы;

- скорости передвижения экскаватора;

- напряжения и нагрузки на вводе экскаватора.

9) Во время работы многоковшовых экскаваторов запрещается находиться людям у загружаемых вагонов и между ними, под загрузочными и разгрузочными люками, конвейерами, перегрузочными устройствами и под рамой ходового устройства экскаватора.

10) Перед началом разработки новой заходки многоковшовыми экскаваторами начальник смены или горный мастер обязан осмотреть забой и принять меры по удалению посторонних предметов (крупные корни, древесина, металлические предметы и т.д.) по всему фронту работы экскаватора на ширину заходки с учетом призмы обрушения.

11) Работа многоковшовых экскаваторов нижним черпанием разрешается при условии, если в разрабатываемой толще не имеется пород, склонных к оползанию, и обеспечивается устойчивость откоса и рабочей площадки экскаватора.

12) При работе роторных экскаваторов в комплексе с конвейерами и отвалообразователем, а также при работе многоковшовых экскаваторов с погрузкой на конвейер управление должно быть сблокировано.

13) При ремонте и наладочных работах следует предусматривать ручное управление каждым механизмом в отдельности.

14) Все конвейерные линии многоковшовых экскаваторов или их комплексов, транспортно-отвальных мостов и отвалообразователей должны быть оборудованы в соответствии с требованиями раздела «Непрерывный транспорт» настоящих Правил.

15) Кабина экскаватора должна обеспечивать машинисту обзор примыкающего к экскаватору участка забоя.

Скреперы, бульдозеры, погрузчики

1) При применении канатных скреперных установок угол откоса уступа не должен превышать 35 град.

2) Не разрешается включать скреперную канатную установку без предупредительного сигнала, во время ее работы производить какие-либо ремонты, находиться в зоне действия каната и направлять канат руками.

3) Зона действия скреперной лебедки должна быть ограждена предупредительными знаками и освещаться в темное время суток.

4) Вся самоходная техника (грейдеры, скреперы, бульдозеры, погрузчики и др.) должна иметь технические паспорта, содержащие их основные технические и эксплуатационные характеристики.

5) Они должны быть укомплектованы:

- средствами пожаротушения;

- знаками аварийной остановки;

- медицинскими аптечками;

- упорами (башмаками) для подкладывания под колеса (для колесной техники);

- звуковым прерывистым сигналом при движении задним ходом;

- проблесковыми маячками желтого цвета, установленными на кабине;

- двумя зеркалами заднего вида;

- ремонтным инструментом, предусмотренным заводом-изготовителем.

6) На линию транспортные средства могут выпускаться только при условии, если все их агрегаты и узлы, обеспечивающие безопасность движения, а также безопасность других работ, предусмотренных технологией применения, находятся в технически исправном состоянии.

7) Во всех случаях при движении транспортного средства задним ходом должен подаваться звуковой сигнал.

8) Запрещается движение самоходной техники (скреперов, бульдозеров, погрузчиков и др.) по призме возможного обрушения уступа.

9) Формирование предохранительного вала на перегрузочном пункте производится в соответствии с паспортом перегрузочного пункта, при этом движение бульдозера должно производиться только ножом вперед.

10) При применении колесных скреперов с тракторной тягой уклон съездов в грузовом направлении должен быть не более 15 град., в порожняковом направлении - не более 25 град.

11) Не разрешается оставлять самоходную технику с работающим двигателем и поднятым ножом или ковшом, а при работе - направлять трос, становиться на подвесную раму, нож или ковш, а также работа техники поперек крутых склонов при углах, не предусмотренных инструкцией завода-изготовителя.

12) Запрещается эксплуатация бульдозера (трактора) при отсутствии или неисправности блокировки, исключающей запуск двигателя при включенной коробке передач, или устройства для запуска двигателя из кабины.

13) Для ремонта, смазки и регулировки бульдозера, скрепера или погрузчика они должны быть установлен на горизонтальной площадке, двигатель выключен, а нож или ковш опущен на землю или специально предназначенную опору.

14) В случае аварийной остановки самоходной техники на наклонной плоскости должны быть приняты меры, исключающие ее самопроизвольное движение под уклон.

15) Запрещается находиться под поднятым ножом или ковшом самоходной техники.

16) Для осмотра ножа или ковша снизу его необходимо опустить на надежные подкладки, а двигатель выключить.

17) Максимальные углы откоса забоя при работе бульдозера не должны превышать пределов, установленных заводской инструкцией по эксплуатации.

18) Расстояние от края гусеницы бульдозера или передней оси погрузчика (колесного бульдозера) до бровки откоса определяется с учетом горно-геологических условий и должно быть занесено в паспорт ведения работ в забое (отвале) или перегрузочном пункте.

2. Строительство подземных сооружений

На практике мы посетили один объект подземного строительства - прокладка водопровода под ул. Бауманская. Работы велись при помощи оборудования фирмы MTS Perforator, позволяющее проходить в сутки до 30 метров. Нехватка свободных площадей в центре крупных городов, особенно таких, как Москва и Санкт-Петербург, сказывается сегодня очень остро. Поэтому зачастую помещения всевозможного назначения проектируются подземными и даже подводными, если речь идет о строительстве в местах протекания городских рек. При этом строители оказываются в довольно сложной ситуации, с одной стороны, застройка подобного рода открывает невероятные горизонты, с другой, она связана с дополнительными технологическими трудностями, порой самыми непредвиденными.

Одна из главных сложностей, которую преодолевают специалисты при строительстве подземных сооружений, заключается в том, что вновь проводимые работы не должны приводить к аварийным последствиям для соседних зданий. Объяснить это просто, подземное строительство требует откопки глубоких котлованов, а в стесненных городских условиях это может привести к осадкам фундаментов и прочим неприятным последствиям для окружающих объектов строительства. Поэтому перед началом реализации любого проекта сначала проводится геотехнический мониторинг, в том числе с построением моделей в специальных программных средах. Обязательное условие при откопке любых размеров котлована это сохранение несущих свойств окружающего грунта на всех глубинах. Для этого используются продуманные несущие конструкции, которые сберегают грунты от сдвигов и защищают окружающие постройки от деформаций даже при больших масштабах строительства подземных сооружений.

Еще одна особенность подземного строительства заключается в том, что такие объекты не подразумевают в обозримом будущем каких-либо усовершенствований и реконструкций. Объяснение этому простое, ведь доступ к тем или иным конструктивным элементам таких сооружений максимально ограничен. В том числе он ограничивается тем, что над подземным сооружением в городских условиях обязательно возводится надземное здание, поэтому проводить какие-либо работы под землей по прошествии времени очень затруднительно. Поэтому строят такие здания с солидным запасом прочности, принимая во внимание даже возможное увеличение нагрузки на них, например, при сносе существующей наверху постройки и возведении новой, более массивной.

Если поискать недостатки подземного строительства, то, как и у любых инновационных технологий, они обязательно найдутся. В частности, против подобных методов застройки очень часто встают люди, которые считают своим долгом сохранять культурное наследие старины, а именно архитектурные памятники прошлых веков. Действительно, подземное строительство под зданиями, построенными 100 и более лет назад, и даже вблизи них, проводить зачастую опасно, потому что фундаменты памятников архитектуры не рассчитывались на такие нагрузки, да и понесли большой урон от времени. Поэтому единственным компромиссом, который в данной ситуации можно найти, является предварительный снос старого здания, отстройка в полном объеме всех подземных коммуникаций, и дальнейшее возведение так называемого новодела, то есть здания, в точности копирующего стоявший здесь ранее памятник архитектуры. Однако многие искусствоведы и историки считают такой способ неприемлемым и ратуют за полную неприкосновенность этих зданий, что исключает возможность строительства рядом с ними подземных сооружений.

Но как бы то ни было, за подземными транспортными артериями, гаражами, магазинами, кафе и ресторанами будущее, ведь прогресс не остановить.

2.1 Технология подземного строительства

Выбор способа подземного строительства зависит в основном от глубины заложения и назначения объекта, горнотехнических условий строительного участка. Неглубокие подземные сооружения строят открытым способом, методом опускного сооружения, либо в траншеях, под гиксотропными суспензиями. Подземные сооружения глубокого заложения и, в особых случаях, неглубокого (например, перегонные тоннели метрополитенов или городские коллекторы) строятся закрытым (подземным) способом.

Строительство подземных сооружений может осуществляться с помощью буровзрывных работ, механизированных комплексов (горные комбайны, щиты проходческие), скважинными методами (подземное выщелачивание, взрывное уплотнение грунтов).

Метод подземного строительства получивший название «стена в грунте», основан на способности тиксотропных суспензий удерживать грунтовые стенки от обрушения; он состоит в возведении вертикальных стен в траншеях-щелях до начала разработки грунта внутри сооружения. Применение этого метода целесообразно в сложных гидрогеологических условиях (отпадает необходимость в водопонижении, замораживании и т.п.). Он эффективен при строительстве на застроенных территориях небольших подземных сооружений на значительной глубине (обычно около 20 м) - транспортных тоннелей, пешеходных переходов и т.п.

История проходческих щитов началась в позапрошлом веке в Англии. Первый щит был построен инженером Брюнелем для прокладки тоннеля род Темзой. Чтобы понять устройство современных щитовых проходческих комплексов, сначала разберемся, откуда пришло само понятие «щит», ведь с рыцарским доспехом то, что мы видим на фотографиях, не имеет общего. Щитом это устройство стали называть потому, что основной задачей была защита проходчиков в забое от обрушения породы на коротком участке между забоем и местом, где постоянная обделка тоннеля уже готова. Постепенно, конструкции щитов усложнялись - от просто замкнутой стальной конструкции (кстати, первые щиты вовсе не были круглыми), до современных сложнейших тоннелепроходческих комплексов. На первых щитах грунт в забое выбирался рабочими в ручную с помощью лопаты, кирки, позже отбойного молотка, и удалялся через построенный тоннель на вагонетках. Для продвижения шита вперед использовались винтовые домкраты, которые упирались в готовый участок тоннельной обделки и толкали щит вперед. Впоследствии, вместо винтовых домкратов стали применяться гидравлические. Это был уже колоссальный шаг вперед, значительно повысивший скорость проходки. Мощные домкраты и сейчас остаются одним из основных узлов современных проходческих комплексов. Следующим шагом стало почти повсеместное использование сборной обделки из крупных элементов - первоначально - чугунных тюбингов. Такая конструкция обделки обладает рядом замечательных качеств - помимо способности выдерживать гигантское давление и герметичности, немаловажным является именно возможность сборки кольца из небольшого количества крупных элементов. Использование механизмов, позволяющих сразу устанавливать тюбинги в требуемое положение (тюбингоукладчиков), значительно повысило скорость возведения обделки. В водонасыщенных грунтах работа зачастую шла с применением кессона. Тоннель позади щита перегораживался герметичной переборкой, устанавливался шлюз для прохода людей к забою. Компрессором в забой нагнетался сжатый воздух. Повышенное до нескольких атмосфер давление позволяло буквально отжимать воду в глубину породы и исключало ее поступление в забой. Однако работа проходчиков при высоком давлении накладывала серьезное ограничения - продолжительность смены не более 2-х часов, потом проводилось длительное шлюзование. Часто у строителей возникала кессонная болезнь, требовавшая многочасового нахождения в барокамере. Так как размеры тоннелей все время росли, в передней части щита появились горизонтальные площадки, которые позволили рабочим разрабатывать грунт одновременно с двух (а иногда и боле) ярусов. Однако скорость проходки все равно не была очень высокой из-за большого количества ручного труда, стесненности пространства, нередких аварий, выбросов породы и прорывов грунтовых вод в забой. Первый в СССР проходческий щит работал при строительстве тоннеля на перегоне «площадь Дзержинского» («Лубянка») - «Охотный ряд». Там в первые в мире была применена сборная бетонная обделка. При строительстве второй очереди на трассах одновременно работало 42 щита - это абсолютный мировой рекорд. Щитовыми комплексами большого диаметра строились и станционные тоннели.

Для проходки в песчаных грунтах щиты стали оснащаться в головной части горизонтальными рассекающими площадками, удерживающими забой от осыпания. Такой щит вдавливается в породу домкратами, грунт ссыпается вниз и собирается погрузчиком. Следующим шагом стало практически полное исключение ручного труда, за счет механизации процесса разработки породы в забойной части. Как правило, на оси щита устанавливается мощный стальной ротор с резцами, который разрабатывает породу в забое. Дальше порода подается на конвейер, откуда пересыпается в вагонетки и вывозиться по уже построенному туннелю.

Существуют щиты и с ковшовым рабочим органом - для более мягких пород. Для проходки в сложных водонасыщенных грунтах стало применяться кессонирование (работа под давлением сжатого воздуха) забойной части. Труд проходчика превратился в квалифицированную работу оператора. Современные средства навигации - гироскопы и лазерные теодолиты позволяют щиту точно выдерживать проектные значения трассы, как в плане, так и в профиле. Ручной труд сохранился только при необходимости замены изношенных резцов. Мировой рекорд скорости проходки - 1250 метров тоннеля в месяц - поставлен серийным щитом КТ-1-5,6 на участке строительства перегонного тоннеля в Ленинграде на участке от «Пионерской» до «Удельной» в 1981 году. В 70-х -80-х годах эти щиты считались одними из самых совершенных в мире.

При сооружении тоннелей в неустойчивых водонасыщенных грунтах требовалось применение сложных специальных методов - водопонижение, замораживание грунта, что значительно снижало скорость и увеличивало стоимость строительства. Все больше ужесточались требования, случавшиеся в пролом просадки поверхности ныне недопустимы, ведь вблизи поверхности земли пролегала огромнейшая сеть водо- и газопроводов, электрических кабелей, линий связи, обеспечивающих жизнь крупного города. При работе щита разрабатываемая порода подается сначала в герметичную камеру грунтопригруза. Из этой камеры грунт удаляется с помощью шнекового конвейера (как в мясорубке) только тогда, когда его давление в камере сравняется с давлением в забое, за этим следят специальные датчики. Таким образом, обеспечивается постоянное поддерживании давления на забой, как при движении щита вперед, так и при отводе щитовых домкратов для монтажа очередного кольца обделки.

Сегодня тоннели строятся в самых сложных инженерно-геологических условиях. В плывунных неустойчивых грунтах, при значительном давлении грунтовых вод, при недопустимости даже незначительных просадок поверхности используются проходческие комплексы с гидропригрузом. В таких комплексах в призабойную часть, под необходимым давлением (речь ожжет идти о десятке атмосфер) нагнетается бентонитовый раствор, что позволяет поддерживать забой в стабильном положении даже а самых тяжелых плывунных грунтах. Разработанная порода, измельченная до состояния пульпы, отводиться вместе с бентонитом по трубопроводу. В сепарационной камере происходит отделение породы и рекультивация бентонитового раствора. Отделенный о бентонита грунт вывозиться по уже построенному тоннелю, а бентонитовый раствор возвращается в камеру гидропригруза. В зависимости от условий проходки и характеристик грунтов, рецептура бентонитового раствора постоянно корректируется. В составе комплекса действует химическая лаборатория, исследующая состав грунта и вносящая соответствующие изменения в рецептуру раствора. При необходимости проведения работ в призабойной области - замены резцов ротора и т.д. (кстати, все эти работы можно выполнять из камеры грунтопригруза, то есть, находясь «внутри» щита), бентонитовый раствор в камере гидропригруза вытесняется сжатым воздухом. Остатки бентонита в виде пленки и подушка сжатого воздуха удерживают забой, в то время как специалисты получают доступ к исполнительным органам щита.

С помощью тоннелепроходческих комплексов с гидропригрузом построены тоннели в самых сложных инженерно-геологических условиях, подобный комплекс «Виктория» использовался при проходке новых тоннелей через зону «Размва» в Санкт-Петербурге. В Москве тонелепроходческий комплекс Херренкнехт диаметром 14,2 метра успешно завершил проходку автодорожного тоннеля под рекой Яузой и Лефортовским парком по трассе третьего транспортного кольца. Сейчс этот комплекс ведет проходку совмещенного авто-метротоннеля по трассе будущего Краснопресненского проспекта род Серебряноборским лестничеством.

2.2 Безопасность при строительстве подземных сооружений

Правила безопасности при строительстве подземных сооружений являются переработанным и дополненным изданием Правил безопасности при строительстве метрополитенов и подземных сооружений, утвержденных в 1992 г. Госгортехнадзором России, и Дополнений к ним, утвержденных в 1996 г.

Правила разработаны Тоннельной ассоциацией России при участии Госгортехнадзора России, с привлечением специалистов ОАО «Мосметрострой», ОАО «Метрострой Санкт-Петербург», ОАО «Мосинжстрой», АО «Бамтоннельстрой», Управления горного надзора и ВГСЧ при Госстрое России, Научно - исследовательского института транспортного строительства, СКТБ Тоннельметрострой, НИИ медицины труда Российской академии медицинских наук и др.

Настоящие Правила учитывают происшедшие изменения в технике, технологии и организации строительства подземных сооружений, в том числе зарубежный и отечественный опыт в области промышленной безопасности.

Требования к специальному оборудованию (Щитовые тоннелепроходческие комплексы и комбайны).

Технические характеристики щитовых тоннелепроходческих комплексов, комбайнов, бурового, погрузочного и другого оборудования, занятого на подземных работах, должны соответствовать условиям их работы и требованиям, предъявляемым к выработкам по взрывобезопасности, электробезопасности и др.

По окончании монтажа тоннелепроходческого комплекса производится опробование основных рабочих узлов, систем и технических устройств комплекса, включая устройства обеспечения безопасной эксплуатации с оформлением актов. Руководитель организации или назначенное им лицо технического надзора принимает решение о проходке контрольного участка тоннеля.

После окончания проходки первых 50 м тоннелепроходческими комплексами диаметром 3,6 м и более комиссия, назначенная руководителем организации, с участием представителей территориального органа Госгортехнадзора России, других заинтересованных органов государственного контроля и профсоюзной организации принимает решение о готовности оборудования к эксплуатации.

При работе механизированного щита или комбайна должны быть предусмотрены технические устройства для подавления или улавливания пыли, снижающие ее содержание в призабойной зоне до допустимых уровней.

Эти устройства должны включаться в работу до пуска рабочего органа.

Допускается работа механизированного щита, комбайна без применения специальных устройств для подавления или улавливания пыли при обеспечении средствами вентиляции в призабойной зоне концентрации пыли в воздухе не выше предельно допустимых уровней.

Рабочее место машиниста механизированного щита должно быть оборудовано световой и звуковой сигнализацией, соединенной со всеми рабочими местами на механизмах технологического комплекса.

Двигатели рабочего органа щита, комбайна должны включаться только после того, как машинист лично убедится в отсутствии в забое людей, обрушения породы, остатков крепи или каких-либо других предметов.

При осмотре забоя, рабочих органов щита и приводов все двигатели должны быть обесточены, а на пульте управления должен быть вывешен плакат «Не включать - работают люди!».

При работе на щитовых комплексах, оборудованных кессонными камерами, надлежит выполнять требования настоящих Правил и производственных инструкций по производству работ под сжатым воздухом, согласованных с Госгортехнадзором России.

Буровое, погрузочное оборудование и оборудование для устройства монолитных бетонных обделок.

Выдвижные площадки буровых рам должны иметь ограничители выдвижения, а также устройства, предотвращающие их выпадение.

Запрещается нахождение на площадке более двух человек.

Техническое состояние установок должно проверяться согласно инструкции, но не реже чем в следующие сроки:

перед началом работ, ежесменно - машинистом;

еженедельно - механиком участка;

ежемесячно - главным механиком организации.

Передвижение буровой установки из одного забоя в другой допускается только в транспортном положении.

Каждая буровая установка (на рельсовом или пневмоходу) должна быть оснащена рельсовыми захватами или выносными опорами (аутригерами).

Буровые рамы должны быть оборудованы специальными люльками для производства работ по зарядке шпуров, установке временного крепления и т.д.

Запрещается использовать манипуляторы буровых рам, не оборудованных специальными приспособлениями («рогами»), для монтажа элементов временного крепления, арматурных каркасов, сборных опалубок.

Кабель погрузочной машины должен быть надежно закреплен зажимным хомутом в месте, установленном заводской инструкцией, иметь дополнительную резиновую оболочку на длине 1,0-1,5 м от машины, предохраняющую кабель от трения. Кабель не должен быть завален породой.

Все ремонтные работы на пневмонагнетателе, материальном трубопроводе и сопле, удаление пробок можно производить только после отключения сжатого воздуха и снятия давления в системе.

Все трубы и шланги бетонорастворопровода должны соединяться между собой и с нагнетателями только при помощи фланцев или быстроразъемных соединений.

Шланги растворопровода в рабочем положении не должны иметь перегибов под прямым или острым углом и должны крепиться хомутами к надежным конструкциям через каждые 5 м, но не менее чем в двух местах. Запрещается крепление бетоноводов и шлангов проволокой.

Пневмобетононагнетатели (растворонасосы) и трубопроводы должны быть оборудованы опломбированными манометрами и предохранительными клапанами, отрегулированными на давление, превышающее рабочее не более чем на 10%.

Место подачи бетонной смеси с использованием бетононасосов должно быть связано с рабочим местом машиниста бетононасоса двусторонней связью.

Заключение

Производственная среда обитания - это совокупность факторов материального мира, оказывающих существенное влияние на трудоспособность и состояние здоровья человека в процессе его трудовой деятельности. Основными носителями травмирующих и вредных факторов в производственной среде являются машины и другие технические устройства, нерегламентированные действия работающих, нарушения режимов и организации деятельности, а также отклонения от допустимых параметров микроклимата рабочей зоны.

ископаемый цикличный подземный сооружение

Список литературы

1. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Часть 1 и 2. М.: Недра, 1985.

2. Картозия Б.А., Федунец Б.И., Шуплик М.Н. и др. Шахтное и подземное строительство. Учебник для вузов. - М., Изд. МГГУ, 2003, Т1, Т2.

3. Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело (под ред. К.З. Ушакова).М.: «Академия горных наук», 1999.

4. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом, М., НПО ОБТ, 2002.

5. Правила безопасности при строительстве метрополитенов и подземных сооружений. - М.: ТИМП, 1992.

6. Правила безопасности при строительстве подземных сооружений. ПБ03-428-02. - М.: ГУП «НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2002.

7. Соболев Г.Г. Горноспасательное дело. М.: Недра, 1979

Размещено на Allbest.ru