книги из ГПНТБ / Вовк, А. А. Действие взрыва в грунтах

[99]. На основании многочисленных экспериментов и детального анализа работ Н. М. Сытого он вносит уточнение в выражение для определения диаметра порохового заряда (11.53):

Приняв средний объемный вес грунта естественной влажности для торфа 0,6, песка, супеска и легкого суглинка 1,6, глины и тя­ желого суглинка 1,8, после извлечения значения из-под корня

Глубина заложения горизонтального удлиненного порохового заряда, по Ю. А. Химерику,

(11.56) — (11.58) получены глубины заложения заряда для различных

Для проведения большого объема работ рекомендуется форму­ ла для расчета погонного веса заряда пороха:

ный путем соответствующих вычислений (табл. 30).

Поскольку при взрывных работах с порохом оболочка явля­ ется лишь средством концентрации пороха в большем или мень­ шем объеме, при соответствующих условиях (неводонасыщен­ ный грунт) можно применять заряды без последней. Порох за­

135

мачивается непосредственно в зарядной траншее. При этом Ю. А. Химерик рекомендует применять заряды пороха диамет­ ром более 0,1 м и считает, что попадание грунта (забойки) в верхний слой порохового заряда в количестве до 20% по объему не уменьшает эффекта взрыва и отказа не вызывает. Сверху за­ ряд можно накрывать слоем сена, соломы и другими вспомога­ тельными материалами. Расход пороха на 1 пог. м такого заря­ да по сравнению с зарядами в оболочке примерно на 10% боль­ ший для торфяных и мягких минеральных грунтов и на 15% — для плотных минеральных грунтов.

Вес 1 пог. м заряда при этой технологии Ci = /CiCn, где К\ — = 1,1 — для торфа и мягких грунтов и /0 = 1,15 — для плотных грунтов. Если в выражение (11.79) подставить ранее получен­ ную формулу, то можно получить:

АН УССР) и Южного горнообогатительного комбината «Укрглавруда» в 1954 г. провели испытание пироксилинового пороха на открытых горных работах. Этот участок представлял собою мартитомагнетитовую залежь окисленных и неокисленных рогови­ ков с коэффициентом крепости по шкале М. М. Протодьяконова f= 10-е 18 и тонкопслосчатой структурой с большим количеством трещин

Взрывались серии глубоких скважин средней глубиной около 12 м при высоте уступа 10 м и диаметром 260. мм. Инициирую­ щими зарядами служили патроны-боевики водоустойчивого ам­ монита В-3 весом 600 г, обмотанные несколькими витками ДШ; забойкой служила вода и глинистая пульпа. Средний расход по­ роха составил 0,312 кг на 1 м3 взорванной руды. В случае при­ менения аммонита № 6 расход пороха составил бы 0,571 кг на 1 м3 руды. Следовательно, расход пороха по сравнению с расчет­ ным расходом аммонита составил 55%.

На основании многочисленных результатов, полученных Н. М. Сытым, К. А. Седокуром и Ю. А. Химериком, построены основные зависимости применительно к торфянистым и сугли­

136

данных показал, что грунтовые условия существенно влияют на взрывные параметры, которые необходимо учитывать при веде­ нии взрывных работ по получению выемок в водонасыщенпых грунтах с использованием некондиционных пироксилиновых порохов.

Влияние типа грунта, по нашему мнению, объясняется тем, что, с одной стороны, прочностные показатели торфянистых

Рис. 46. Зависимость показателя действия взрыва от приведенного

Рис. 47. Зависимость удельного расхода пироксилинового пороха от приведенного значения ЛНС для торфянистых (а) и суглини­ стых (б) грунтов:

1—3 — то же, что на рис. 46.

грунтов ниже, чем суглинистых, с другой — затухание ударных волн в водонасыщенных грунтах происходит значительно мед­ леннее, нежели в суглинке, а следовательно, расход энергии взрыва на единицу объема грунта меньше. Стоимость взрывных работ, произведенных зарядами из пороховых отходов, пример­ но в 1,5—2 раза ниже стоимости разработки грунта экскавато­ рами. При производстве работ удлиненными (горизонтальными)

137

зарядами выработка на одного человека в 15—20 раз больше, чем вручную, и в 3—4 раза больше, чем при разработке грунта экскаваторами со еланями.

Приведенные результаты показывают, что применение энер­ гии взрыва зарядов пироксилинового пороха для выполнения

Рис. 48. Зависимость объема выброшенной породы с 1 м выработки от приведенного значения ЛНС для торфянистых (а) и суглинистых (б) грунтов:

1—3 — то же, что на рис. 46.

Рис. 49. Зависимость приведенной глубины получен­ ной выработки от приведенного значения ЛНС для торфянистых (а) и суглинистых (б) грунтов:

1—3 — то же, что на рис. 46.

земляных работ при устройстве котлованов, каналов и других выемок является достаточно простой, надежной и эффективной технологией, снижающей стоимость, трудозатраты и сроки строи­ тельства. Эти результаты позволяют рекомендовать технологию получения открытых, выемок различного назначения в связных

138

грунтах взрыванием горизонтальных и колонковых удлиненных (или комбинированных) зарядов из пироксилинового пороха для широкого промышленного применения.

8. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВЗРЫВНОГО СПОСОБА ПРОХОДКИ ИРРИГАЦИОННЫХ КАНАЛОВ

Несмотря на то, что взрывной способ проходки каналов в связных грунтах и сооружение оросительных систем находятся в состоянии промышленного эксперимента, т. е. на грани науч­ ной разработки и практической ее реализации, результаты испы­ таний, даже при весьма осторожной их оценке, позволяют гово­ рить о перспективности взрывного способа по сравнению с тра­ диционными механическими технологиями.

Важнейшим показателем эффективности взрывного способа проходки каналов является значительное сокращение продолжи­ тельности строительства и ускорение ввода в i эксплуатацию сооружаемого объекта. Новая технология в строительстве ороси­ тельных систем, применяемая в виде взрывного способа проход­ ки каналов, уже на данной стадии разработки и промышленного внедрения обусловливает возможность получения экономическо­ го эффекта как непосредственно в процессе строительства, так

ив дальнейшем, после ввода сооружения в действие.

Впроцессе строительства реальная экономия достигается за счет сокращения продолжительности строительных работ, что

обеспечивает снижение себестоимости в результате экономии на условно постоянных накладных расходах. Кроме того, ускорен­ ное строительство и ввод в действие' производственного объекта позволяют сократить незавершенные капитальные вложения и время замораживания капитальных затрат. Это, а также полу­ чение и реализация продукции от досрочного ввода объекта в эксплуатацию обусловливают возможность получения дополни­ тельного народнохозяйственного экономического эффекта.

Эталоном продолжительности строительства является норма продолжительности строительства, утвержденная Госстроем

СССР. Дополнительное время, которое затрачивается на возве­ дение объекта, представляет собой разницу между нормативной и фактической продолжительностью строительства. Отклонение от установленной нормы может быть допустимо только в особых случаях. Однако в практике строительства имеется достаточно примеров, когда фактические сроки строительства превышают нормы. В этой связи возникает необходимость (и целесообраз­ ность) проведения сравнительного экономического анализа двух возможных способов строительства ирригационных каналов — существующего, механического, и нового, взрывного, определе­ ния экономического эффекта, осуществляемых при строительстве капитальных вложений и выборе более экономического способа

139

строительства. Этот сравнительный анализ основывается на ме­ тодических положениях типовой методики определения эконо­ мической эффективности капитальных вложений и новой техни­ ки в народное хозяйство СССР с учетом методических указаний в строительстве и осуществляется сопоставлением основных эко­ номических показателей, являющихся исходными при проекти­ ровании объектов строительства, капитальных вложений, т. е. единовременных затрат, осуществляемых на строительство, и прямых затрат.

Экономическая эффективность затрат на строительство опре­ деляется с помощью основных и дополнительных показателей. К основным показателям экономической эффективности капи­ тальных вложений относятся себестоимость продукции С; капи­ тальные вложения, связанные с проведением работ по строи­ тельству, К\ продолжительность строительства Т; коэффициент

коэффициенту 1эффективности. К дополнительным показателям относятся трудоемкость производства работ; количество высво­ бождаемых рабочих; удельный расход материалов и энергии

идр.

Всамом понятии «экономическая эффективность» уже содер­ жится элемент сравнения. Поэтому при сравнительных расчетах большое значение имеет выбор базы (или эталона). От правиль­ ного выбора зависит не только количественная оценка экономи­ ческой эффективности, но и решение вопроса о том, прогрессив­ но ли данное мероприятие, дает ли оно положительный экономи­ ческий результат, заслуживает ли внедрения. Базовым вариантом (эталоном сравнения) является тот, с которым срав­ нивается рассматриваемый вариант. В наших условиях за базу для сравнения принимается применяемый в условиях строитель­ ства каналов оросительных систем механический способ, т. е. способ применения землеройных машин, заложенных в проекты Укргипроводхоза и Туркменгипроводхоза.

Экономически более эффективен тот вариант, при строитель­ стве которого требуются меньшие капитальные затраты и одно­ временно обеспечивается наименьшая себестоимость единицы продукции (1 м3 выемки грунта). Если в одном варианте себе­ стоимость ниже, а капитальные вложения выше, чем в другом, то дополнительные капитальные вложения (т. е. разница капи­ тальных вложений по вариантам Ki—К2) сопоставляются с эко­ номией от снижения себестоимости (К2—Cj). Этим соотношени­ ем определяется срок окупаемости дополнительных капитальных вложений или коэффициент их экономической эффективности, а

затраты на строительство канала с учетом земляных работ по вариантам, руб.; С\ и Сг — себестоимость 1 м3 выемки грунта

140

земляных работ по вариантам, руб.; Ток — срок окупаемости до­ полнительных капитальных вложений, лет; е — коэффициент сравнительной экономической эффективности.

Типовая методика определения экономической эффективности капитальных вложений 1969 г. рекомендует определять срок окупаемости не дополнительных, а всех капитальных вложений Tkc= Ki/Ci—С2, где Ci и С2 — себестоимость продукции до и после осуществления капитальных затрат.

Эта формула применима в условиях, когда на действующем уже предприятии или строительном производстве внедряется новая техника и в результате этого повышается эффективность производства или строительства, т. е. происходит снижение себе­ стоимости продукции. Поэтому для наших условий, когда срав­ ниваются два варианта строительства, вполне целесообразно анализировать эффективности по дополнительным капитальным вложениям. Полученные при расчетах сроки окупаемости и ко­ эффициенты сравнительной экономической эффективности срав­ ниваются с нормативными значениями этих показателей, диф­ ференцированными по отраслям. Для строительства и промыш­ ленности строительных материалов приняты коэффициент эффективности 0,12 и срок окупаемости 6 лет.

На основании приведенных методических положений и при­ нятых условий расчета исходными данными для новых эконо­ мических расчетов являются показатели проектного задания пионерного канала Геок-Тепе—Казанджик для орошения и ос­ воения земель в зоне 4-й очереди Каракумского канала. Из них для расчета принимаются: прямые затраты на строительстве, определяемые умножением объемов работ на соответствующие единичные расценки; капитальные затраты на производство земляных работ; установленный срок строительства участка ка­ нала. Соответственно эти же показатели принимаются по взрыв­ ному способу производства работ, определенные расчетным пу­ тем и уточненные по результатам экспериментальных работ, проведенных в условиях Каракумского канала.

Из данных табл. 32 видно, что применение взрывного способа работ сокращает продолжительность строительства канала, а это обусловливает возможность более рационального распреде­ ления и использования капитальных вложений, уменьшения пря­ мых затрат и снижения стоимости строительства. Сумма эконо­ мии на прямых затратах при сравнении двух вариантов строи­ тельства канала — механического и взрывного — может быть различной в зависимости от применяемых ВВ. Поэтому для каж­ дого вида ВВ, применение которого в рассматриваемых услови­ ях строительства возможно, экономия прямых затрат определя­

141

где Эп — экономия на прямых затратах; Q — объем земляных работ на участке канала.

Для аммонита Эп= (1 ,9 —0,675)-3,3=0,04 млн. руб.; для зер-

ностью 26 км значительна и в случае применения игданита она максимальна — превышает 5 млн. руб.

Т а б л и ц а 32

Исходные данные для расчета сравнительной экономической эффективности взрывного способа проходки пионерного канала Геок-Тепе — Казанджик

Экономия на прямых затратах на участке канала протяжен­ ностью 224 км, где не планируется облицовка, составит

э ; = ( с , — <п. в4>

Здесь С1— сметная стоимость 1 м3 выемки при механическом способе строительства; С2 —С2" — стоимость 1 м3 выемки при

142

взрывном способе с учетом технологии взрывания; Qi — объем земляных работ на участке канала протяженностью 224 км.

Для аммонита = ^0,38---- 0.59 + 0,76 ^ 28,7=—8,47 млн. руб.;

для зерногранулита Эп =|о,38 — °’3-^' 0,45j 28,7=—0,574млн. руб.;

затратах при взрывной технологии достигается только за счет дополнительных затрат, осуществляемых при механическом спо­ собе строительства на противофильтрадионную одежду. Эти до­ полнительные затраты увеличивают себестоимость 1 м3 выемки с 0,38 руб. до 19 руб., т. е. в пять раз. При отсутствии затрат на облицовку экономия на прямых затратах возможна только при условии применения игданита и составляет 1,72 млн. рублей. Но для получения требуемого эффекта взрыва в настоящее время недостаточно ограничиться только одним игданитом. Вместе с тем в рассматриваемых условиях снижение прямых затрат при применении взрывной технологии безусловно возможно, и преж­ де всего за счет замены дорогостоящего аммонита другим, так­ же эффективным ВВ — зерногранулитом, т. е. имеется в виду, что для образования выемки канала будут применяться различ­ ные ВВ в равных либо в соответственно пропорциональных ко­ личествах, что и позволит снизить текущие затраты.

=—4,59 млн. руб.; для аммонита и игданита^0,38 — o,675+0,32jg g ^ _

=— 3,4 млн. руб.; для зерногранулита и игданита ^0,38— 0,4-°^~Q--2j х

Как видно из данных расчета, только применение зерногра­ нулита и игданита обусловливает возможность получения эко­ номии на прямых затратах в размере 574 тыс. руб.

Таким образом, экономическая эффективность на прямых затратах зависит не только от применяемого ВВ, а также от за­ трат на устройстве противофильтрационного покрытия на кана­ ле (табл. 33). Из данных таблицы видно, что применение взрыв­ ной технологии производства работ на строительстве Каракум­ ского канала экономию на прямых затратах по существу не обеспечивает. Это положение обусловливается большим удель­ ным расходом ВВ на 1 м3 выемки и высокой стоимостью едини­ цы ВВ, куда уже включены накладные расходы. Однако его

143

можно изменить, если технологию взрывных работ осуществлять с применением не самого дорогого ВВ (аммонита), а в сочета­ нии его с другими, не менее эффективными, но более дешевыми ВВ, в частности с зерногранулитом. Даже применение одного зерногранулита приближается к возможности получения эконо­ мии (для этих условий, согласно данным табл. 33, отрицатель­ ный эффект минимальный). Применение же зерногранулита с игданитом уже обеспечивает получение экономии на прямых за­ тратах более чем полмиллиона рублей. Следовательно, на уров­ не продолжающихся теоретических исследований и осуществле­ ния производственных испытаний возможно дальнейшее совер­ шенствование взрывной технологии строительства, причем также и в направлении выбора оптимальных схем взрывания, обеспечивающих возможность получения выемки заданного про­ фильного сечения, необходимую уплотненность и противофильтрационную поверхность канала при минимальном расходе ВВ. В этом могут быть заложены основные резервы снижения себе­ стоимости 1 м3 грунта выемки и, таким образом, достижение экономик на прямых затратах строительства.

Т а б л и ц а 33

Экономическая эффективность в зависимости от применяемого ВВ, млн. руб.

Наряду с этим взрывной способ проходки каналов, создавая противофильтрационную поверхность в сооружаемой выемке, обеспечивает сокращение потерь воды из канала, которые в на­ стоящее время на Каракумском канале, в частности на участке 4-й очереди, весьма значительны. По данным проектного зада­ ния потери воды на фильтрацию на 20-м участке (длиною 48 км) пионерного канала составляют 1,477 м3/сек.

В то же время потери воды через фильтрацию на канале, пройденном путем применения взрывной технологии, составляют только 0,15 м3/сек, т. е. они уменьшаются на 1,324 м3/сек, а в абсолютном объеме — на 17 236 800 м3/г. Такое резкое сокраще­ ние потерь воды из канала достигается образованием большой зоны уплотненного грунта, при котором фильтрация воды из ка­ нала уменьшается в 9—10 раз. При этом условии можно считать, что в случае сооружения канала взрывным способом более 17 млн. м3 воды не будет теряться из канала, а явится дополни­ тельным количеством, получаемым в результате внедрения но­ вой взрывной технологии в строительстве оросительной системы.

144