24. Взрывной метод разработки грунтов

Взрывные работы широко применяются в строительстве для разработки выемок, устройства насыпей, рыхления скальных пород и мѐрзлых грунтов, ликвидации ледяных заторов, при сносе строений, уборке крупных камней и многих других работах.

К взрывчатым материалам относятся взрывчатые вещества и средства взрывания. Взрывчатые вещества (ВВ) представляют собой химические соединения (тол, гексоген, нитроглицерин и др.) или механические смеси (аммонит, порох, динамит др.), способные под действием нагревания или удара разлагаться со скоростью в несколько тысяч м/с, образуя при этом большое количество газов. В результате этого возникает ударная волна, которая, распространяясь во все стороны окружающей среды, оказывает разрушающее действие, называемое взрывом. По скорости взрывчатого превращения и зависящего от него характера воздействия на окружающую среду ВВ делят на две основные группы – метательные и бризантные (дробящие).

К средствам взрывания и воспламенения относят капсюль- детонатор, электродетонатор, детонирующий шнур, огнепроводный шнур, зажигательную свечу, зажигательный патрон.

Для взрывания зарядов ВВ применяют следующие способы: огневой, электрический и при помощи ДШ. По времени взрывания отдельных зарядов различают мгновенное, короткозамедленное и замедленное взрывание.

Методы ведения взрывных работ

Метод шпуровых зарядов применяют на открытых и подземных разработках. Сущность его состоит в том, что удлиненные заряды располагают и взрывают в шпурах. Заряд ВВ в шпуре должен занимать не больше 2/3 его длины, верхнюю треть шпура заполняют забивкой. Шпуры забивают сначала пластичной песчано-глинистой смесью, а затем песком или буровой мукой. Влажные шпуры, заряженные негигроскопическими ВВ, вместо забивки можно заливать водой.

Метод скважинных зарядов отличается от шпурового только тем, что заряды размещают в скважинах диаметром 75…300 мм и глубиной до 30 м. Скважины бурят ниже подошвы забоя (перебур) на глубину 1...2 м, что повышает эффект действия взрыва. Заряжают скважины удлинѐнными или сосредоточенными зарядами по всей высоте, за исключением самой верхней части, в которой размещается забивка. Забивочный материал для скважин должен быть сыпучим и мелким. Расстояние скважин от забоя h зависит от высоты забоя H и назначается в пределах от 0,5 Н (при H = 10 м) до 0,25 Н (при H = 25 м).

Метод котловых зарядов применяют в тех случаях, когда заряд ВВ не вмещается в обычном шпуре (скважине). При этом устраивают камеру (котел) на дне шпура, подрывая несколько опущенных небольших зарядов. После первого прострела обычного шпура на дне образуется небольшой котел; затем производят второй прострел, третий и так далее, пока не будет получен требуемый объем котла. Метод котловых зарядов значительно производительнее шпурового, так как обеспечивает большой объем взрываемой породы и уменьшение дорогостоящих буровых работ. Метод камерных зарядов применяют при массовых взрывах на выброс или обрушение для разработки котлованов или каналов значительных размеров. Он заключается в том, что в разрабатываемой породе делают вертикальные колодцы (шурфы) или горизонтальные галереи (штольни), из которых в боковых направлениях устраивают большие зарядные камеры для размещения крупных сосредоточенных зарядов. Колодцы и штольни крепят рамами и досками.

Метод малокамерных зарядов (зарядов в рукавах) применяют при высоте забоя менее 6 м, преимущественно в нескальных грунтах. Длина рукава должна составлять 2/3 высоты забоя, но не более 6 м, а расстояние между рукавами, в зависимости от размеров кусков породы – 0,8…1,5 h. Заряд ВВ закладывают в рукав на поддоне. Забивку рукавов нужно выполнять тщательно. Метод наружных (накладных) зарядов заключается в расположении зарядов ВВ в небольших углублениях либо на поверхности взрываемого объекта. Заряд ВВ прикрывается забоечным материалом, а где это невозможно, привязывается к объекту. При этом методе не нужно бурить шпуры, но использование ВВ весьма неэффективно и расход его в 8…10 раз больше, чем при взрывании другими способами.

При необходимости устройства нешироких траншей в зимних условиях может быть применен метод рыхления мерзлого грунта щелевыми зарядами ВВ. При этом методе при помощи баровой машины на базе трактора или роторного экскаватора с баровой установкой с двух сторон траншей в мерзлом грунте прорезаются щели – рабочая и компенсирующая.

Первая щель предназначена для закладки одного, двух или трех удлиненных зарядов ВВ. удлиненных зарядов ВВ. Согласно опытным данным, при глубине щели до 2 м достаточно двух удлиненных зарядов ВВ, расположенных друг над другом в забое щели на расстоянии по высоте до 6…8 диаметров заряда. При этом нижний удлиненный заряд укладывают по всей длине щели, а верхние – с промежутками. При взрыве нижний ряд зарядов как бы подрезает основание призмы грунта, а верхние дробят его. Грунт силой взрыва смещается в сторону компенсирующей щели. Разрыхленный мерзлый грунт затем выбирается экскаватором, оборудованным прямой лопатой.