«Первопроходец» подземных работ: наглядное руководство по продвижению (проходке) рабочего забоя
В подземных проектах, таких как добыча угля, строительство метрополитена и проходка тоннелей, всегда существует «передовая линия», ответственная за освоение новых территорий. Это зона с наиболее концентрированными процессами и высочайшими техническими требованиями, критически важная для обеспечения последующих работ. Эта передовая линия и является предметом данной статьи — продвигающийся забой, обычно называемый в отрасли «выработкой».
Что такое передовой очистной забой? Проще говоря, передовой очистной забой — это передовая зона подземных работ, где открываются новые тоннели, камеры или штреки. Если бы подземный проект был «подземной экспедицией», передовой очистной забой был бы авангардом: все ключевые работы — отбойка породы, выемка породы и первоначальная фиксация — выполняются именно там.
Будь то откаточные штреки в угольной шахте, длинные железнодорожные туннели в горах или линии городского метро, продвигающийся забой должен сначала «прогрызть твёрдую породу», чтобы проложить проход. Только после прокладки прохода можно приступать к последующим операциям — транспортировке, добыче и монтажу.
Три основные характеристики продвигаемого очистного забоя — каждая из которых связана с безопасностью и эффективностью. Поскольку продвигаемый очистной забой является «горлом» подземного проекта, рабочая среда и схема технологического процесса в продвигаемом очистном забое являются узкоспециализированными, что определяет его основные характеристики:
Опасная рабочая среда — безопасность превыше всего. Передовой забой находится в ограниченном подземном пространстве со сложной и изменчивой геологией. Во время работ он может столкнуться с множеством опасностей: скоплением газа (особенно в угольных шахтах), обрушением кровли, внезапным притоком воды и чрезмерным запылением. Любой из этих рисков может привести к несчастному случаю, поэтому управление безопасностью здесь имеет первостепенное значение.
Необходимо обеспечить бесперебойную работу множества процессов — высокая потребность в координации. В условиях ограниченного рабочего пространства необходимо выполнять последовательность основных задач либо параллельно, либо непосредственно друг за другом: бурение с помощью перфораторов или проходческих комбайнов, первичное дробление породы, дальнейшее дробление породы взрывными работами или механическим способом, выемка и транспортировка отвалов, а затем крепление обнажившейся породы (например, анкерная крепь, торкретирование, установка стальных крепей), обеспечивая при этом вентиляцию, дренаж и другие вспомогательные работы. Все этапы взаимосвязаны — ошибка на одном из них может затормозить весь процесс.
Оборудование и методы различаются в зависимости от геологии — высокие технические требования. Различные грунтовые условия требуют различного оборудования и методов проходки в забое. Например, для очень твёрдых пород могут потребоваться тяжёлые буровые установки и взрывные работы; более мягкие грунты или угольные пласты можно эффективно разрабатывать проходческими комбайнами стрелового типа; а для проектов городского метрополитена, где критически важен контроль осадки, основным оборудованием обычно являются тоннелепроходческие комбайны (ТБМ).
Где применяется передовой очистной забой? Передовой очистной забой применяется практически во всех областях подземного строительства. Значительная часть инфраструктуры, которой мы ежедневно пользуемся, зависит от его работы:
Горное дело: На угольных или металлических шахтах проходка откаточных штреков, вытяжных воздуховодов и подготовительных штреков зависит от поступательного движения забоев.
Транспорт: Горные туннели для автомагистралей и железных дорог, тоннели городского метрополитена и туннели для переправ через реки — во всех них основными зонами строительства являются передовые рабочие забои.
Водные ресурсы и гидроэнергетика: Водоотводные туннели, подземные пещеры электростанций и противофильтрационные завесы водохранилищ также требуют продвижения рабочих забоев для их проходки.
Наступающий забой против добычного забоя: разные задачи, одна система Люди часто путают наступающий рабочий забой с добычным (шахтным) забоем, но их основные задачи различны — проще говоря, «сначала разработать, потом добывать»:
Проходка забоя: задача состоит в создании пространства — выкапывание тоннелей и камер для обеспечения последующей добычи, транспортировки, вентиляции и т. д.; это этап закладки фундамента.
Добычной (шахтный) забой: задача состоит в добыче ресурсов, например, угольный забой в шахте, где материал фактически извлекается и добывается.
Без продвигающегося рабочего забоя, «открывающего дорогу», добыча в выемочном забое была бы невозможна. Вместе они образуют центральную последовательность производственной деятельности в горнодобывающей промышленности и многих других подземных проектах.
