§ 7. Підривні роботи

Основні теорії вибуху та вибухових речовин (ВР). Підривні роботи широко застосовують у геологорозвідувальній справі, при видобуванні корисних копалин, гідротехнічному й транспортному будівництві, будівництві газонафтопроводів. Котловани, канали, дамби, дороги та інші споруди створюють за методами вибухів на скид або на викид. Особливе місце належить підривним роботам у гірничорозвідувальних роботах.

Підривні роботи корисні при геофізичних дослідженнях — для сейсморозвідки з метою збуджування пружних хвиль, швидкість поширення яких визначає властивості гірських порід. Широко застосовується вибух при дослідженнях розвідувальних експлуа­таційних свердловин. Такі роботи мають назву пострільно-підривних, складаються з операцій: 1) перфорація стінок свердловин стріляючими апаратами — кульковими та снарядними, а також кумулятивними перфораторами; 2) перфорація (прострілювання) колон бурильних або насосно-компресійних труб; 3) відбір зразків порід бічними стріляючими ґрунтоносами; 4) простріли каналів у стінках свердловин для відбору проб рідини або газів каротажними опробувачами пластів; 5) ліквідація аварій у свердловинах шляхом руйнування металу, який потрапив на забій свердловини, або обриву колон труб (бурильних, експлуатаційних, обсадних), тобто торпедування;

6) поділ пластів у свердловині за допомогою вибухових паркерів;

7) розрив пластів у свердловинах пороховими генераторами тиску;

8) утворення мережі тріщин, які сполучаються в породі, в стінках або забої свердловини, торпедами (для збільшення віддачі або прийнятності пластів);

Підривні роботи застосовуються при демонтажі глибоких сверд­ловин, гасінні пожеж, корчуванні пнів тощо.

Підривний метод завдяки високій продуктивності та економічності дає змогу в скельній породі проходити гірничорозвідувальні виробки, які мають технологію ведення, подібну до виробок при розробці родовищ корисних копалин. Проте в разі гірничорозвідувальних робіт необхідно враховувати їхні особливості, пов'язані з можливими змінами фізико-механічних властивостей гірських порід у напрямі проходки.

До 1970 р. найбільш поширеними на підривних роботах були класифікації, побудовані на основі коефіцієнта міцності порід за шкалою М.М. Протодияконова.

Визначено, що найголовнішим фактором, який впливає на ступінь дрібнення порід зарядами, є тріщинуватість масиву, а коефіцієнт міцності й інші міцнісні властивості порід стають другорядними. Розроблено міжгалузеву класифікацію порід за вибуховістю з урахуванням тріщинуватості порід, питомої витрати ВР і деяких інших властивостей (табл. 2).

Вибух — це процес швидкого надзвукового фізичного або хімічного розкладання речовини за рахунок проходження крізь неї детонаційної хвилі, яка супроводжується переходом потенціальної енергії цієї речовини або продуктів її перетворення в кінетичну.

Вибуховою речовиною (ВР) називають суміші та хімічні сполуки, які під впливом зовнішньої дії (нагріву, удару, тертя тощо) вибухають, тобто надзвичайно швидко переходять в інші сполуки з утворенням значної кількості тепла та газів.

Вибухове перетворення (хімічний вибух) — хімічна реакція, внаслідок якої речовина поширюється з великою швидкістю, з виділенням тепла, а також утворенням дуже стиснених газів.

Детонація — окремий випадок вибуху, що здійснюється з певною для, цієї речовини швидкістю.

Залежно від швидкості вибухового розпаду розрізняють три види вибухів: 1) детонацію, коли ВР розкладаються зі швидкістю від 1000 до 8500 м/с і більше; 2) вибухове горіння, коли ВР розкладаються зі швидкістю від 400 до 1000 м/с; 3) термічне горіння (дефлягразція), коли ВР розкладаються зі швидкістю менш як 400 м/с; виникає в тому випадку, коли нагрівання ВР відбувається нижче рівня температури її спалаху; вибух не виконує механічної роботи.

За своєю природою вибухи поділяються на: фізичні, коли відбувається лише фізичне перетворення речовин (безполум'яне вибухання рідкої вуглекислоти та стисненого повітря, вибухи парових котлів, балонів зі зрідженим газом, електричні розряди тощо); хімічні, коли відбуваються надшвидкі хімічні реакції з виділенням тепла в кількості 3200—6600 кДж/кг і газів (вибухи ВР, метану, вугільного пилу); ядерні, за яких відбуваються ланцюгові реакції поділу ядер з утворенням нових елементів. На гірничих підприємствах застосо­вують хімічні вибухи ВР.

За характером дії на навколишнє середовище ВР поділяються на дві групи: бризантні (які дроблять) та метальні (кидальні). Бризантні ВР діють на породу сильним, але коротким ударом, що подрібнює уламки. Метальні (фугасні) ВР діють на породу порівняно повільно, внаслідок чого розколюють її на великі блоки. Такі ВР призводять до вибухового горіння. До метальних ВР належать димний (чорний) та бездимний (піроксиліновий) порох. До особливої групи бризантних речовин відносять ініціюючі ВР з високою чутливістю до тепла, удару, тертя.

За фізичним станом ВР можуть бути твердими сполуками або сумішами (аміачна селітра + тротил тощо), сумішами рідких і твердих речовин (аміачна селітра + рідке паливо, рідкий кисень + тверде паливо тощо), газовими сумішами (метан + повітря, ацетилен + кисень), сумішами твердих і рідких речовин з газами (вугільний, дерев'яний пил, гас, бензин, повітря), рідкими речовинами (нітрогліцерин, нітрогліколь). Промислові ВР, що використовуються, можуть мати такі різновиди: порошкоподібні, шнековані, пресовані, литі, гранульо­вані (або лускоподібні), водотривкі.

Залежно від умов застосування ВР поділяють на незапобіжні та запобіжні. Запобіжні ВР застосовуються в шахтах, небезпечних щодо газу (метан, водень, сірководень тощо) й пилу (вугільний, колчеда­новий, сірчаний тощо).

Промислові ВР. ВР, що призначаються для підривних робіт у народному господарстві, називаються промисловими. Кожна промис­лова ВР має свої технологічні та вибухові характеристики.

До основних технологічних харак­теристик ВР належать: густина, пластичність, злежу-ваність, гігроскопічність, водостійкість, ексудація тощо.

Густина — це відношення маси ВР до її об'єму. Для кожної ВР існує оптимальна густина, що дає найбільший ефект вибуху.

Пластичність — властивість ВР легко деформуватися, змінювати форму заряду й зберігати певну жорсткість.

Злежуваність — це здатність порошкоподібних ВР утрачати при зберіганні пухкість і перетворюватися на щільну масу з утратою сприйнятливості до детонації.

Гігроскопічність — здатність ВР поглинати вологу з навколиш­нього середовища.

Водостійкість — здатність патронів ВР при безпосередньому контакті з водою зберігати протягом деякого часу вибухові власти­вості. Водостійкість ВР зростає при введенні до їхнього складу гідрофобних домішок.

Ексудація — здатність ВР виділяти рідкі та легкоплавкі компоненти при зберіганні. Ексудація виникає в разі наявності рідких нітроефірів.

Чутливість ВР до ініціювання характеризується величиною початкового імпульсу, необхідного для збудження вибуху.

Стійкість — здатність ВР зберігати хімічні та фізичні власти­вості. Розрізняють хімічну та фізичну стійкість. Фізична стійкість — здатність ВР зберігати незмінними свої фізичні властивості й структуру. Хімічна стійкість — здатність ВР протистояти розкладанню протягом певного часу.

До вибухових характеристик нале­жать теплота вибуху, об'єм газів, сталість детонації, бризантність, працездатність, старіння.

Теплота вибуху — кількість тепла, що виділяється в момент вибухового перетворення 1 кг ВР. Це одна з основних характеристик при оцінці ефективності ВР для руйнування порід.

Об'єм газів — кількість газоподібних продуктів, які виділяються в момент вибуху 1 кг промислових ВР. Цей показник коливається в широкому діапазоні — від 300 до 1000 л/кг — і залежить від складу та густини ВР.

Бризантність — здатність ВР поширювати роздрібнювальну дію в навколишнє середовище. Розрізняють місцеву (бризантну), або руйнівну, й загальну, або фугасну дію. Перша характеризується руйнуванням породи в безпосередній близькості від заряду. При другій, фугасній, порода руйнується на більшій відстані від заряду за рахунок ударних хвиль і поршневої дії газів. Бризантність визначають величиною обтиснення свинцевого циліндра в лінійних міліметрах, тобто різницею його висот до й після вибуху патрона випробуваної ВР масою 50 г (проба Гесса) (рис. 21).

Детонація зумовлена поширенням в об'ємі ВР детонаційної хвилі, яка в момент проходження спричиняє стрибкоподібну зміну тиску, температури та густини ВР. Швидкість детонації заряду ВР залежить від характеристик власне ВР (склад, дисперсність і густина), діаметра заряду та умов вибуху.

Працездатність — здатність ВР при вибуху виконувати ме­ханічну роботу (руйнування та стискання навколишнього середови­ща). Працездатність визначають вибухом наважки 10 г певної ВР у свинцевій бомбі або на зразках порід. Після вибуху канал бомби очищують і вимірюють місткість, наливаючи в нього воду.

Старіння — безповоротний процес погіршення або повної втрати ВР вибухових властивостей протягом певного часу. Внаслідок старіння ВР знижується її чутливість до зовнішнього впливу, а також здатність до передачі детонації.

Всі промислові ВР поділяються на два класи: вибухові хімічні сполуки та вибухові хімічні суміші. Перший клас — це хімічно однорідні речовини (тротил, нітрогліцерин, піроксилін тощо). Другий клас складається з двох (або більше) речовин, як вибухових, так і невибухових. До них належать динаміти, амоніти, грануліти, грамонїти та інші вибухові суміші.

Широкий асортимент промислових ВР пояснюється тим, що вибухові роботи в ході розвідки та розробки родовищ проводять за різних умов.

Випускають ВР у патронах, пакетах, мішках і ящиках, кожний із яких відрізняється номером оболонки патронів і діагональних стрічок на ящиках та мішках.

За хімічним складом ВР поділяються на:

аміачно-селітрові (амоніти, амонали, граммоніти, грануліти, ігданіти, динафтоліти);

нітроефіровмісні (динаміти, детоніти, побідити, угленіти);

нітросполуки та їхні сплави (тротил, алюмотил, гексонен, тен, тетрил);

оксиліквіти (патрони, насичені рідким киснем);

5) порохи (димні, піроксилінові, нітрогліцеринові). Окрему групу становлять ініціюючі ВР. Аміачно-селітрові ВР мають складові: аміачна

селітра, тротил, гексоген, динітронафталін (вибухові); деревне, торф'яне або макухове борошно (горючі), а також алюміній, стеарати, мінеральні олії тощо.

Аміачна селітра (NH4NО3) — сипкий порошок білого кольору, який вибухає лише від сильного початкового імпульсу. Тротил (СН3С6Н2(NO2)3), тринітротолуол, тол-продукт нітрації толуолу — кристалічний порошок світло-жовтого кольору, не розчиняється у воді, хімічно стійкий. Температура плавлення та спалаху дорівнює відповідно 80 і 280—300°С, густина кристала — 1,66 г/см3. Тротил застосовують в аміачно-селітрових ВР для підвищення чутливості до початкового, імпульсу (іскри, вогню тощо). Тротил виготовляють порошкоподібним, гранульованим, лускоподібним, пресованим і литим. Гексоген (С3Н6N3(NО2)2) — білий кристалічний порошок, густина — 1,8 г/см3, підвищує дієздатність і бризантність аміачно-селітрових ВР. Динітро­нафталін (С10Н8(NО2)2) — сіро-жовтий порошок, водостійкий, мало­розчинний у спирті та ефірі, детонує від проміжних детонаторів. У чистому вигляді — це слабка ВР, але в суміші підвищує водостійкість аміачно-селітрових ВР. Горючі домішки значно посилюють енергію вибуху та сповільнюють процес злежування ВР.

Аміачно-селітрові ВР виготовляються трьох видів: порошкоподібні пухкі, порошкоподібні патроновані (діаметр стандартних патронів ЗО ± 1 мм), пресовані та шнекоподібні (шнековані).

В аміачно-селітрових ВР з індексом ЖВ гранули аміачної селітри (зерна діаметром від 1 до 3 мм) просочені нерозчинними солями олійних кислот (стеаратом кальцію тощо). Такі ВР мають добру водостійкість.

Аміачно-селітрові ВР є найменш небезпечними відносно до теплового та механічного впливу. Залежно від складових компонентів вони поділяються на: амоніти, динафтоліти, амонали, динамоли, зерногрануліти, грануліти, ігданіти, акватоли тощо. Амоніти містять: аміачну селітру від 79 до 88 % (незапобіжні сорти) і від 56 до 70 % — запобіжні сорти, тротилу від 5 до 21 %, горючих домішок від 1 до 8 %.

Динафтоліт — суміш парафінової селітри з динітронафталіном, слабоводостійкий.

Амонал ВА-2 — суміш селітри, тротилу, алюмінію, стеарату, водостійкий.

Динамон — суміш селітри, алюмінієвої пудри та мінеральної олії.

Зерногрануліти: 80/20 — гранули селітри, опудрені порошком тротилу (для сухих виробок); 80/20 Б — гранули селітри, покриті розплавленим тротилом; 50/50 і 30/70 А — суміш гранульованої селітри з гранульованим або пластинчастим тротилом (для мокрих виробок). Зауважимо, що в чисельнику дробів — процентний вміст селітри, а в знаменнику — тротилу.

Грануліти: АС — гранули селітри, просочені мінеральною олією та вкриті алюмінієвою пудрою; С — гранули селітри, просочені соляровою або веретеновою олією та опудрені сажею, торфом тощо. Грануліти використовуються в сухих виробках. Ігданіт — суміш аміачної селітри з соляровою олією (в сухих виробках), детонує від проміжного детонатора з амоніту, вага якого береться від 20 до 25 % від ваги головного заряду.

Акватол 65/35 С — суміш гранульованої селітри з гранульованим або пластинчастим тротилом і желатиновою домішкою; являє собою потужну ВР, придатну для заряджання обводнених і сухих шпурів і свердловин. Безвідмовно детонує за будь-яких умов: потребує такого ж проміжного детонатора, як і ігданіт.

Крім згаданих ВР, поширюється застосування гранулітів АС-4 і АС-8, зерна гранулітів 79/21 Б, грамоналу А-8, еквівалентів, пластитів.

У гірничій справі застосовуються патрони без полуменевого вибухання. Металевий патрон таких ВР дістав назву гідрокс. У патроні міститься звичайна аміачна селітра з деякими домішками. Гідрокс вибухає від електричного підривного пристрою. Гази, що виникають при вибусі, створюють тиск понад 147 • 10 гПа. Продукти вибуху інертні й нетоксичні, мають низьку температуру, що виключає небезпечне запалювання газів та пилу, які можуть бути присутні в зоні вибуху. Серійні патрони-гідрокс мають масу 190 і 270 г і застосовуються при проходці відкритих і підземних гірничорозвідувальних виробок.

Нітроефіровмісні (нітрогліцери­нові) ВР. До нітрогліцеринових ВР належать переважно динаміти, детоніти, победіти угленіти.

Динаміт складається з нітрогліцерину (в чистому вигляді або в суміші з нітро'гліколем), калієвої, натрієвої, рідше аміачної селітри, колоїдної бавовни, деревного борошна та стабілізатора (крейди або соди).

Нітрогліцерин і нітрогліколь виробляють при нітрації: перший — технічного гліцерину, другий — гліколю (спирту). Нітрація — це обробка органічної речовини розчином азотної та сірчаної кислот. Стабілізатори нейтралізують вільні кислоти в динаміті, які утворю­ються протягом його зберігання. В разі відсутності стабілізатора виникає процес саморозкладання динаміту, що закінчується вибухом. Позитивні якості динамітів: висока дієздатність і бризантність, добра водостійкість. Недоліки: висока чутливість до тертя й удару; мерзлі, напівмерзлі та нашввідталі динаміти дуже небезпечні, тому що від легкого тертя кристалів між собою виникає вибух; швидке старіння, що призводить до відказу при вибуху; явище ексудації — виділення з часом на поверхні патрона чистого нітрогліцерину, що дуже небезпечно. Динаміт використовують при проходці гірничо-капітальних виробок (стволів шахт, квершлагів, штолень тощо). В дуже міцних і зволожених породах найчастіше застосовується 62 %-ний динаміт, який має найнижчу температуру замерзання.

Детоніти — потужні порошкоподібні низькопроцентні нітро­гліцеринові ВР, які містять нітроефіри, водостійку аміачну селітру, тротил і алюміній. Детоніти марок 6, 10, 15 мають відповідно 6, 10, 15 % нітроефіру (суміш нітрогліцерину з нітрогліколем). Усі детоніти мають відмінну детонацію зарядів, що забезпечує стійкі та підвищені показники відбійки порід. Детоніти — незапобіжні ВР. Детоніт 10А близький за складом і структурними особливостями до амоналу, але містить нітроефіри. В детоніті М тротил відсутній, але вміст алюмінію підвищений. Головний недолік детонітів — під­вищений токсичний вплив на людину. Виробляються детоніти у вигляді патронів діаметром 24—36 мм.

Победіти — порошкоподібні ВР, до складу яких входять аміачна селітра, нітрогліцерин і солі полум'ягасника. Победіти — запобіжні ВР.

Угленіт — запобіжна нітроефіровмісна ВР, яка складається з окисника і полум'ягасника. На гірничих підприємствах застосовують угленіти Е-6, № 5, № 7. Угленіт № 5 — малопотужна високозапобіжна ВР, яка застосовується для вибуху відкритими зарядами порід і вугілля в шахтах, небезпечних щодо газу та пилу.

П о р о х и. За вмістом розрізняють нітроцелюлозні та сумішні порохи.

Нітроцелюлозні (бездимні) ВР виготовлені з нітратів целюлози з різним вмістом азоту при розчиненні їх у вибухових і невибухових розчинниках. Залежно від технології виготовлення та їхніх власти­востей бездимні порохи поділяються на піроксилінові та нітрогліцеринові.

Піроксилінові порохи — це група нітроцелюлозних бездимних порохів, що мають велику детонаційну здатність, особливо у воді.

Нітрогліцеринові порохи — це тверді желатинові маси, які одержано при пластифікації нітроцелюлози нітрогліцерином або іншими нітроефірами. Нітрогліцеринові порохи детонують у воді гірше, але швидкість детонації більша.

Сумішні порохи поділяють на сипкі (димні) та тверді (монолітні).

Димний порох — зерниста речовина темно-сірого кольору, що має розмір зерен у крупного пороху З—8,5 мм, дрібного — 1,5—3 мм. Порох небезпечно застосовувати у ВР. У шпурах або свердловинах порох згоряє зі швидкістю 400 м/с. Димний чорний порох складається з суміші сірки, калієвої (іноді натрієвої) селітри та деревного вугілля (вільхового або березового). Для підривних робіт випускається шпуровий порох, із якого виготовляють вогнепровідний шнур (ВШ) з пониженою небезпечністю пороху за рахунок тканинного плетіння. ВШ застосовується при видобуванні штучного каменю.

Сумішні порохи — тверді суміші неорганічного окисника (нітрати, перхлорати) та металевої горючої речовини (алюміній, магній), які з'єднані органічним пальним — полімерами, смолами тощо.

І н і ц і ю ю ч і ВР застосовуються для виробництва детона­торів і ДШ. їх поділяють на дві групи:

1) власне ініціюючі ВР, або первинні ініціатори, які легко детонують від іскри або полум'я;

2) вторинні ініціатори, або передавачі детонації від первинного ініціатора до заряду ВР.

До первинних ініціаторів належать гримуча ртуть, тенерес, азид свинцю. До вторинних — тетрил, тен, гексоген. Тен застосовується також для спорядження ДШ.

Ініціюючі ВР — кристалічні порошки білого, сірого або золотистого кольору. Дуже небезпечні в обігу, особливо гримуча ртуть. Швидкість детонації — в межах 4850—8300 м/с.

Водоутримувальні промислові ВР (ВВР). Водоутримувальні ВР — промислові вибухові речовини, які утримують воду або водні розчини окисників. Окрім аміачної селітри, алюмінію, води, тротилу, гексогена, до складу водоутримувальних ВР входять загусники, за допомогою яких їх переводять у гелеподібний, або текучий стан. Як рідкий наповнювач і пластифікований матеріал застосовують насичені гелеподібні розчини селітри.

До групи ВВР входять акватоли, іфзаніти, акваніти, акванали, емульсійні ВР тощо. ВВР малосприйнятливі до детонаційного імпульсу. Детонують лише від потужного детонатора типу тротилової шашки. ВВР застосовують на відкритих (акватоли, іфзаніти) та на підземних (акваніти) роботах.

Вибір типу ВР та умови їх раціонального використання. ВР вибирають за їхніми технічними характеристиками на основі техніко-економічного порівняння. Враховують властивості вибухового середовища (міцність тощо), ступінь обводненості, можливість та необхідність механізованого зарядження, а також метод ведення підривних робіт.

Економічну ефективність застосування ВР при рівному ступені дрібнення визначають за формулою

де Сп, Сб — затрати на підривання та буріння. Затрати на буріння та підривання становлять

де Сі — вартість буріння 1 м шпуру, крб./м; — вихід гірської маси з 1 м шпуру, м3/м; С2 — вартість 1 кг ВР, крб./кг; — питомі витрати ВР, кг/м .

Остаточно

де — коефіцієнт використання шпуру (КВШ); еі — перевідний коефіцієнт ВР; Ро — місткість 1 м шпуру; — густина заряду.

Як бачимо з останньої формули, вибір найефективнішої ВР не залежить від ступеня вибуховості порід, а визначається їхньою буримістю, вартістю 1 кг ВР і густиною.

Запалювання групи шнурів здійснюється за допомогою: 1) відрізка ВШ завдовжки 25—30 см, що надрізують до половини через 2—3 см; 2) ґнота, що тліє, із лляних або бавовняних ниток, насичених розчином калієвої селітри; 3) запальної свічки, загальний час горіння якої — 1, 2, 3 хв; 4) запального патрона.

Запалювальна трубка — це капсуль-детонатор, що поєднується з ВШ. Шнур у металевій гільзі закріплюють за допо­могою щипців-затискачів, а в паперовій — шпагату або прогумованої стрічки (в мокрих вибоях). Мінімальна довжина запалювальної трубки — 1м, максималь­на — 10 м.

Спосіб має кілька недоліків: складність монтажу; необхідність підрахунків і перевірки електропідривної мережі; можливість утво­рення попередніх вибухів внаслідок блукаючих струмів (рис. 25).

Контрольно-вимірювальні прилади. Перед проведенням підривних робіт електричним способом необхідно перевірити електропідривну мережу за допомогою електровимі­рювальних приладів, які визначають їхню провідність і величину опору.

За конструкцією контрольно-вимірювальні прилади поділяються на три групи: 1) з індикатором стрілочного типу; 2) з індикатором світлового типу; 3) з індикатором звукового типу. Прилади першого та третього типів не тільки перевіряють мережу на несправність, а й дають можливість мати числове значення її опору, а другого типу — лише встановити факт провідності за спалахом світлового індикатора.

Контрольно-вимірювальні прилади. Перед проведенням підривних робіт електричним способом необхідно перевірити електропідривну мережу за допомогою електровимі­рювальних приладів, які визначають їхню провідність і величину опору.

За конструкцією контрольно-вимірювальні прилади поділяються на три групи: 1) з індикатором стрілочного типу; 2) з індикатором світлового типу; 3) з індикатором звукового типу. Прилади першого та третього типів не тільки перевіряють мережу на несправність, а й дають можливість мати числове значення її опору, а другого типу — лише встановити факт провідності за спалахом світлового індикатора.

Для вимірювання опору електродетонаторів і електропідривних мереж застосовують переносний кишенько­вий омметр М-57Д, переносний міст Р-353 (рис. 28), омметр-класифікатор-електродетонатор ОКЕД-1 і ом­метр ОВМ-2.

Спосіб електровогневого підрива­ння. Електровогневе підривання здійснюється шляхом електрозапалення вогнепровідного шнура у вигляді пучків, які вводять у патрон зі складом, що запалює. Застосовуються патрони з електро-запальником (рис. 34, 35).

Методи підривних ро­біт. Для розміщення в гірській породі заряду ВР бурять шпури, свердлови­ни, котлові шпури, або котлові свердловини, роб­лять камери й рукави (малі камери). Залежно від типу виробки, яка призна­чається для розміщення за­ряду, розрізняють шість ос­новних методів підривних робіт (рис. 36): шпурових, свердловинних, котлових, камерних, малокамерних і накладних зарядів.

Сфера стиснення — шари середо­вища, які безпосередньо стикаються із зарядом, зазнають найбільшого напруження під час вибуху й залежно від фізико-механічних властивостей середовища ущільнюються (пла­стичні породи) або подрібнюються (скельні).

Сфера викиду — шари середовища, які оточують сферу стиснення, в яких напруження значно менше, але достатнє для руйнування порід і відкидання їх на значну відстань за наявності вільного виходу на будь-яку поверхню. При цьому виникає підривна воронка (конус викиду), діаметр якої залежить від величини заряду і властивостей середовища.

Сфера розпушення — шари середовища, які оточують сферу викиду й мають силу вибухової хвилі, недостатню для викиду на будь-яку поверхню, але спроможну вчинити руйнування середовища, тобто його розпушення.

Сфера коливання (стрясання) — шари середовища, які містяться за межами сфери розпушення й зазнають лише коливання, тому що вибухова хвиля не порушує зв'язок між частинками середовища.

В необмеженому середовищі викиду породи не виникає, в цьому випадку замість сфер викиду й розпушення утворюється сфера зруйнування середовища між сферами стиснення й коливання. При підриванні заряду дія його виявляється на вільній поверхні у вигляді підривної воронки, в якій залишається або викидається за її межі зруйнована порода.

На рис. 39 показано схему воронки вибуху та її елементи. Основним елементом воронки є лінія найменшого опору (л.н.о.) — найкоротша відстань від центра зосередженого заряду до найближчої відслоненої поверхні.

Показником дії вибуху називається відношення радіуса воронки вибуху до л.н.о.:

Зарядом викиду називається заряд, показник дії вибуху якого дорівнює одиниці або більший за неї.

Зарядом нормального викиду називається заряд, показник дії вибуху якого дорівнює одиниці.

Зарядом посиленого вики­ду називається заряд, показник дії вибуху якого більший за одиницю.

Значення п беруть не більш як 3, тому що під­вищення показника дії вибу­ху призводить до зростання втрати енергії газів і питомої затрати ВР.

Зарядом розпушення (або зменшеного викиду) називається заряд, показник дії вибуху якого менший за одиницю (0,75 < п < 1,00). Характер дії згаданих вище зарядів показано на рис. 40.

Проходка підземних гірничорозвідувальних виробок за підривним способом. У загальному обсязі проходки підземних гірничороз­відувальних виробок 96—98 % припадає на частку горизонтальних, причому за довжиною 70 % становлять штольні, квершлаги, штреки, а 30 % — розсічки. Близько ЗО % горизонтальних виробок мають переріз до 5,1 м2, а 70 % — від 5,1 до 7,5 м2. Приблизно 40 % виробок мають довжину понад 300 м. Основні обсяги проходки підземних гірничопрохідницьких виробок (близько 98 % за довжиною) виконуються в скельних породах, у тому числі 45 % — в міцних і дуже міцних породах XV—XX категорій. Основним способом проходки підземних виробок є підривний — 98 % загального обсягу.

Врубові т а відбійні шпури. При проходці підземних гірничо­розвідувальних виробок за підривним спосо­бом у суцільному забої виробки бурять так звані врубові та відбійні шпури за певною схемою (рис. 41).

Призначення врубових шпурів — утворити додаткові площини відслонення (вруб), що дає найбільший ефект при підриванні.

За наявності врубу використання довжини шпурів стає найкра­щим, тобто коефіцієнт використання

Вруби розрізняють залежно від форми забою, характеру порід, гірничогеологічних умов і поділяють на три основні групи: 1) одно­бічні вруби, коли вруб з одного боку оконтурено шпурами, а з другого — натуральною площиною відслонення; 2) вруби зі шпурів, що сходяться, коли об'єм врубу оконтурено шпурами з двох або кількох боків; 3) прямі вруби, коли шпури бурять паралельно один одному й розміщують на відстані, що забезпечує руйнування породи підриванням одного заряду.

До першої групи врубів належать верхні, нижні та бокові; до другої — клинові, пірамідальні та конусоподібні; до третьої — бочкоподібні (призматичні) та щілиновидні. Можливе застосування комбінованих врубів.

Параметри буропідривних робіт. Розрахунок параметрів підривних робіт при підри­ванні на викид заснований на їхній залежності від показників дії вибуху. На рис. 42 зображено, як впливає показник дії вибуху на показники й параметри ВР. На рисунку зображено оптимальне значення попт , при якому досягається максимальний ефект вибуху.