книги из ГПНТБ / Эстеров, Я. Х. Буровзрывные работы на транспортном строительстве учебник

образования выемок в скальных грунтах. Непре­ рывный линейно-распре­ деленный заряд ВВ раз­ мещают по всей длине штольни, пройденной па­ раллельно проектному дну выемки (на уровне или ни­ же проектного дна выемки).

Для размещения расчет­ ного количества ВВ штоль­ ня должна иметь переменное сечение: максимальное — на наиболее

глубокой части выемки и минимальное — на участке выемки наи­ меньшей глубины. Метод штольневых зарядов был успешно применен на строительстве автомобильной дороги Алма-Ата — Ново-Илийск.

Метод траншейных зарядов (рис. 96) применяют при взрывании вые­ мок на выброс в нескальных грунтах. В этом случае непрерывный линейно-распределенный заряд ВВ размещают по всей длине узкой траншеи, пройденной предварительно экскаватором или канавокопате­ лем. ВВ в траншею укладывают при помощи автокрана, а мешки с ма­ лочувствительными порошкообразными ВВ можно сбрасывать в тран­ шею по лоткам. Для забойки используют ранее вынутый при проходке траншеи грунт, который бульдозером в необходимом количестве стал­ кивают в траншею. Работы по заряжанию и забойке траншей ведут вслед за разработкой экскаватором траншеи с соблюдением минималь­ но необходимого разрыва., Метод штольневых и траншейных зарядов позволяет механизировать проходческие и зарядные работы и получить в результате массового взрыва на выброс выемку с более ровным дном.

М е т о д н а р у ж и ы.х з а р я д о в применяют для дробления негабаритных кусков породы, валунов, металла, перебивания и валки деревьев, дробления льда и т. д.

Преимущество этого метода — простота исполнения и отсутствие буровых работ. Недостатки метода — значительное увеличение рас­ хода ВВ по сравнению с расходом при методе шпуровых зарядов; пере­ жог минерального сырья; увеличение радиуса действия воздушной ударной волны и зоны, опасной по разлету кусков породы; увеличение загазованности подземных выработок. Метод наружных зарядов сле­ дует применять только в исключительных случаях, когда отсутствуют

средства бурения, или в местах, трудно­

172

§ 28. МЕТОД СКВАЖИННЫХ ЗАРЯДОВ ПРИ ОТБОЙКЕ УСТУПОВ

Условия применения и расчет параметров взрывных работ

Метод вертикальных скважин (рис. 97) применяют при отбойке ус­ тупов высотой 5 — 20 м и угле откоса уступа более 70 — 75°. При мень­ шем угле откоса возрастает сопротивление по подошве уступа, кото­ рое затрудняет работу заряда ВВ. В этих условиях, как правило, об­ разуются пороги, т. е. не разрыхленные взрывом участки на подошве уступа, ликвидация которых требует больших затрат труда и времени и приводит к простою экскаваторов.

Поэтому при угле откоса уступа от 60 до 75° выгоднее применять наклонные скважины, пробуриваемые параллельно откосу уступа (рис. 98). При более пологих откосах взорванная порода зависает на них, что осложняет погрузочные работы. Применение наклонных сква­ жин дает возможность увеличить высоту уступа без ухудшения усло­

1 — забоечный материал; 2 — заряд ВВ

173

где р — количество ВВ, размещающееся в 1 м скважины, кг; К — расчетный удельный расход ВВ, кг/м3.

Для первых опытных взрывов значение К берут по данным табл. 4. В случае использования ВВ, отличных от аммонита №6ЖВ, необходи­ мо значение К умножить еще на переводной коэффициенте (см.табл. 13). Длину расчетной линии сопротивления Wv можно также определять по формуле

Расстояние Ь' от бровки уступа до устья первого ряда вертикаль­ ных скважин определяют в м по формуле

174

По условиям безопасности труда рабочих, обслуживающих буровой станок, расстояние от бровки уступа до гусениц станка должно быть не менее Зм.

В зависимости от типа бурового станка определяют расстояние Ь' от бровки уступа до устья первого ряда вертикальных скважин, а за­ тем по формулам (48) определяют Wp. Если полученное Wp окажется меньше, чем рассчитанное по формуле (47), необходимо для удовлетво­ рения равенства (48) увеличить Wp за счет увеличения диаметра сква­ жины, который определяют по формуле

Если увеличить диаметр скважины нельзя, то следует рассмотреть возможность применения котловых, наклонных или вертикальных сдвоенных скважин.

Расстояние между скважинами в ряду определяют в м по формуле

где т — коэффициент сближения зарядов;

Wp — длина расчетной линии сопротивления по подошве уступа, м.

Определив величину заряда Q, -необходимо проверить, какую часть скважины он займет и какая часть останется для заполнения забоечным материалом. Длина части скважины, заполняемой забоечным материа­ лом, должна быть в пределах 20 — 25 диаметров скважины. Величину заряда для скважин второго и последующего рядов принимают равной величине заряда скважин для первого ряда.

Расстояние между рядами скважин при их расположении в два ря­ да и более определяют по формуле

где Ь — расстояние между рядами зарядов (скважин), м;

Wp — расчетная линия сопротивления для первого ряда скважин, м. При мгновенном или порядном короткозамедленном взрывании'скважины располагают в шахматном порядке. При других схемах много­ рядного короткозамедленного взрывания скважины располагают по

углам прямоугольной сетки.

Заряд в перебуре, как правило, располагают сплошной колонкой. Расположение заряда в скважине выше перебура может быть сплошным или рассредоточенным. Этот вопрос следует решать для каждой сква­ жины в отдельности с учетом конфигурации откоса уступа и геологи­ ческого строения взрываемого массива.

На некоторых карьерах применяют расширенную сетку скважин, для которой значение относительного расстояния между зарядами уве­

175

личивают до 1,5— 1,6. Применение короткозамедленного взрывания позволяет еще более расширить сетку скважин.

Высота развала породы при многорядном короткозамедленном взры­

Техника выполнения взрывных работ

После окончания бурения устье каждой скважины должно быть за­ крыто деревянной пробкой. Устья скважин в неустойчивых породах должны ^ыть закреплены обсадными трубами на глубину 1 — 1,5 м.

Работы по заряжанию и взрыву вертикальных скважин состоят из следующих основных операций: подготовки пробуренных скважин к заряжанию, подготовки ВМ, изготовления боевиков, заряжания сква­ жин, монтажа взрывной сети и проверки ее исправности, производства взрыва.

П о д г о т о в к а п р о б у р е н н ы х с к в а ж и н к- з а р я ­ ж а н и ю состоит в очистке скважин от шлама, их осушения и очист­ ке поверхности в радиусе не менее 0,7 м около устья скважин от му­ сора и камней. Шлам и вода из скважины могут быть удалены при по­ мощи желонки. На некоторых карьерах скважины осушают взрывом небольших зарядов или откачивают воду насосами.

До начала заряжания необходимо проверить тщательность очистки скважины и ее фактическую глубину. Это можно сделать при помощи шаблона из дерева, подвешенного на троссе. Размер шаблона должен соответствовать размеру патронов ВВ. Около каждой скважины долж­

их качества, подвозке и раскладке расчетных количеств зарядов ВВ у устья каждой скважины и заготовке отрезков детонирующего шну­ ра. Сильно слежавшееся ВВ должно быть предварительно измельчено в специально отведенном месте. ВВ, находящиеся в нормальном состо­ янии, следует подвозить к скважинам в заводской таре без предва­ рительного размельчения. Заготовку отрезков детонирующего шнура делают в специально отведенном для этого месте на определенном расстоянии от скважин.

Если для заряжания увлажненных скважин используют водонеустоичивые ВВ, то к подготовительным операциям добавляется также патронирование ВВ и изоляция патронов. Диаметр патронов должен

обходимо производить в специально отведенном месте или будке, рас­ положенных не ближе 50 м от места заряжания. При бескапсюльном взрывании (кроме ВВ I группы) патроны-боевики можно изготавливать непосредственно около скважин.

176

Конструкция патрона-боевика зависит от способа взрывания и вида применяемого ВВ (см. § 25 и 26). Все патроны-боевики должны быть снабжены прочны­

ипатронов-боевиков, а также заполнении свободной ее части забоечным материалом (забойке). Каждую скважину заряжает один, взрывник с подсобным'ра- бочим-. Взрывник должен иметь таблицу с указанием величины зарядов и схему расположения зарядов ВВ

ипатронов-боевиков в скважине с указанием необхо­ димых размеров (длина заряда или частей заряда ВВ, глубина заложения заряда и боевиков, длина, запол­ няемая забоечным материалом, и т. д.).

При заряжании скважин порошкообразным ВВ ис­ пользуют воронки диаметром 0,8 — 1м, изготовлен­ ные из оцинкованной листовой стали. ВВ насыпают в

рошка измельченного аммонита, хорошо детонируют и качество "рых­ ления горной породы при этом не ухудшается.

При заряжании порошкообразным ВВ необходимо следить за тем, чтобы внутри скважин не образовались пробки из ВВ. Применяют под­ весные деревянные забойники без металлических наконечников, кото­ рыми осторожно проталкивают ВВ к основанию скважины. Пробивать забойником образовавшиеся из ВВ пробки или застрявшие боевики запрещено. Опускать боевики на проводах электродетонаторов, дето­ нирующем или огенепроводном шнуре нельзя. Для этой цели исполь­ зуют специальные приспособления, одно из которых показано на рис. 99.

Если скважину заряжают рассредоточенным зарядом, то в каждую часть заряда помещают боевик. Наклонные скважины удобнее заря­ жать патронированным ВВ. По окончании заряжания каждой сква- "жины ее заполняют забоечным материалом до самого устья. В некото­ рых случаях патроны ВВ перед опусканием в скважину надрезают, а затем раздавливают их в скважине, что увеличивает плотность заря­ жания. Созданы специальные патроны, оболочки которых раздаются при нажатии на них после опускания в скважину.

На некоторых крупных карьерах ведется работа по механизации весьма трудоемких процессов заряжания и забойки скважин.

Карпинским машиностроительным заводом на базе автомобиля КРАЗ-256 выпускается универсальная пневмозарядная машина СУЗН-5 конструкции Свердловского института НИПИГормаш (рис. 100).

177

Бункер машины емкостью 8 м3 продольной перегородкой разделен на два отсека, что позволяет транспортировать два различных ВВ или два составных компонента ВВ. Внизу бункера устроены два корыта со шнеками, подающими из отсеков бункера в питатель компо­ ненты ВВ. Питатель состоит из корпуса, изготовленного из нержа­ веющей стали, и ротора с лопатками. На шасси автомашины установ­ лен компрессор. При вращении ротора ВВ поступают в нижнюю часть корпуса питателя, откуда сжатым воздухом по гибкому шлангу длиной 25 м транспортируются в скважину. Это позволяет с одной стоянки за­ рядить скважины в радиусе до 25 м от места установки машины. При­ вод шнеков и питателя осуществляется при помощи гидродвигателей. Для приготовления игданита на машине имеются форсунки, бак ем­ костью 0,3 м3 для жидких горючих добавок и маслонасос. Для приго­ товления водонаподненных смесей на машине имеется водяной бак ем­ костью 0,5 м3 с трубопроводом. Из бака в питатель вода подается под действием сжатого воздуха. Производительность машины 10 т/ч.

Правильно выполненная забойка снижает потери энергии ВВ при взрыве, увеличивает разрушающее действие взрыва заряда ВВ, увели­ чивает длительность воздействия и давление газов взрыва на среду, снижает разлет взорванной породы. Исследования и опыт показали, что наиболее эффективны забойки, выполненные из несвязных крупно­ зернистых и тяжелых материалов, например из высевок продуктов дробления пород высокой плотности.

В процессе введения в скважины забоечного материала его следу­ ет периодически уплотнять забойниками или трамбовками.

Для механизированной забойки скважин на некоторых крупных горных предприятиях применяют машину ЗС-1Б (рис. 101) конструк­ ции института Гипроуглеавтоматизация. Забоечная машина ЗС-1Б — самоходный агрегат, смонтированный на базе автомобиля МАЗ-509 П. Емкость бункера машины 5 м3. Обслуживает машину один шофер. В качестве забоечного материала применяют песок или мелкие отходы камнедробильного производства. Для загрузки бункера на машине имеется гидравлический грейдерный кран с вылетом стрелы 2,7 м

5

/ — кабина машины; 2 — пульт управления; 3 — бункер; 4 — корыто со шнеками; 5 — лопаст­ ный питатель; 6 — шланг; 7 — центробежный искрогаситель

178

2

Рис. 101. Машина для механизированной забойки скважины ЗС-1Б:

ским способом или при помощи детонирующего шнура. Порядок мон­ тажа взрывной сети указан в § 25 и 26.

Ликвидацию отказавших скважинных зарядов из аммиачноселитренного ВВ при бескапсюльном их взрывании производят путем раз­ борки экскаваторами породы у отказавшего заряда с извлечением пос­ леднего из скважины. При электрическом взрывании отказавший за­ ряд ликвидируют взрыванием заряда в скважине, пробуренной на рас­ стоянии не менее 3 м параллельно скважине с отказавшим зарядом. Для определения направления отказавшей скважины часть забоечного мате­ риала должна быть предварительно удалена. После взрыва заряда в параллельно пробуренной скважине следует внимательно осмотреть взорванную породу, собрать все обнаруженные ВМ отказавшего заря­ да и приступить к уборке породы ручным способом с принятием необ­ ходимых мер предосторожности.

Если отказ произошел по причине нарушения целости внешней взрывной цепи," то ликвидировать отказавший заряды повторным взрыванием можно только в том случае, если при новой длине линии наименьшего сопротивления отказавшего заряда или новом ее на­ правлении разлет кусков породы или сейсмическое влияние взрыва не представляет опасности для окружающих сооружений и построек.

§ 29. МЕТОД ШПУРОВЫХ ЗАРЯДОВ ПРИ ОТБОЙКЕ УСТУПОВ

Условия применения и расчет параметров взрывов

Метод шпуровых зарядов применяют для отбойки уступов высотой до 3 м. При методе шпуровых зарядов обычно производят серийное взрывание, которое позволяет разрыхлить требуемый объем скальных

179

уступа, глубину шпуров, расстояние между шпурами в ряду, вели­ чину заряда, расстояние между рядами шпуров.

Диаметр шпуров определяют по формуле (43).

Длину расчетной линии сопротивления (РЛС) на уровне Подошвы уступа (см. рис. 102) при заданном диаметре шпуров можно приближен­

где р — количество ВВ в 1 м шпура (вместимость 1 м шпура), кг (за­ висит от диаметра шпуров и плотности заряжания);

К — расчетный удельный расход аммонита № 6ЖВ для заря­ дов рыхления, кг/м3 (см. табл. 4).

При выводе формулы (53) принято, что шпур заполнен ВВ на 0,7 его глубины. Если при принятом диаметре шпуров найденное значение Wv окажется больше 0,8 высоты уступа Я, то принимают Wv <; (0,6-4- 4 -0 8) Я. Подставив эту величину в формулу (53), вычисляют требу­ емую вместимость 1 пог. м шпура, а затем диаметр заряда.

Глубину шпуров в зависимости от свойств горных пород принимают равной: а) высоте уступа при наличии на уровне подошвы уступа более слабой породы; б) несколько меньше высоты уступа (на 0,1 —-0,2 м) при наличии на уровне подошвы уступа глинистой прослойки; в) боль­ ше высоты уступа в крупноблочных или монолитных и крепких поро­ дах. Величина перебура зависит от крепости породы, диаметра шпу­ ров и.принимается равной, до 10 диаметров заряда.

180

Расстояние между шпурами в ряду определяют в м по формуле

Если фактический удельный расход ВВдля данного предприятия еще не известен, то для предварительных расчетов величину шпурово­

где Wp — расчетная линия сопротивления по подошве уступа, приня­ тая для первого ряда шпуров, м.

Взависимости от способа и схемы взрывания шпуры располагают

впрямоугольном или шахматном порядке. Величину заряда в шпурах

второго и последующего рядов принимают равной величине заряда в шпурах первого ряда. В процессе взрывных работ величины зарядов и наиболее выгодные параметры расположения шпуров уточняют опыт­ ным путем.

Техника выполнения взрывных работ

Работы по заряжанию и взрыванию шпуров осуществляют в такой последовательности: подготовка пробуренных шпуров к заряжанию, подготовка ВМ, изготовление патронов-боевиков, заряжание шпуров, монтаж взрывной сети и проверка ее исправности, производство взрыва.

П о д г о т о в к а п р о б у р е н н ы х ш п у р о в к з а р я ж а - н и ю состоит в очистке шпуров от буровой пыли, проверке глубины, направления и правильности их расположения. Одновременно взрыв­ ник проверяет правильность забуривания шпуров, т. е. их глубину, направление и размещение. Полученные данные взрывник должен све­ рить с имеющимся у него паспортом на буровзрывные работы для дан­ ного забоя. Неправильно забуренные шпуры заряжать запрещено, так как это может привести к порче забоя, отказам или подрыву зарядов соседных шпуров. Вместо неправильно пробуренных должны быть пробурены другие шпуры.

181