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

дов одного ряда неодинаковы, расстояние между зарядами определяют по формуле

Расстояние между шурфами соответствует расстоянию а между цент­ рами зарядов (см. рис. 108), а расстояние между штольнями с — двум расстояниям между центрами зарядов.

где Я — высота уступа, м.

Техника выполнения взрывных работ

Производство подготовительных работ. К подготовительным рабо­ там относят: расчистку участка массового взрыва; устройство подъез­ дов к месту взрыва; инструментальную разбивку шурфов или штолен; сосредоточение необходимых материалов, механизмов и приспособлений для проходки шурфов, штолен и камер; проходку подготовительных выработок (шурфов, штолен, ходков и камер). Наиболее трудоемкая и сложная работа — проходка подготовительных выработок в скальных грунтах. Проходческие работы состоят из бурения и взрывания шпу­ ров, проветривания выработок после взрыва, крепления выработок, выдачи разрыхленной взрывом породы.

192

Б у р е н и е и в з р ы в а н и е ш п у р о в п р и п р о х о д ­ к е ш у р ф о в , ш т о л е н и к а м е р . Для удобства ведения работ шурфы должны иметь поперечное сечение в свету не менее 1,0 м2. При механизированной выдаче породы сечение шурфов устанавливают по проекту. Штольне придают обычно трапецеидальное сечение. Попереч­ ное сечение штольни в свету должно быть не менее 1,2 м2 (высота штольни 1,5 м, средняя ширина 0,8 м).

Для проходки подготовительных выработок в скальных грунтах широко применяют метод шпуровых зарядов.

Взрывание в шурфах и камерах разрешено с безопасного места электрическим или электроогневым способом, а также при помощи де­ тонирующего шнура. Взрывание в штольнях и камерах, расположен­ ных при них, разрешено любым способом. Огневое взрывание в штоль­ нях допустимо в том случае, если по условиям расположения подгото­ вительных выработок обеспечен беспрепятственный отход взрывников в безопасное место. При огневом взрывании (без применения зажига­ тельных патрончиков) за один прием можно взорвать не более шест­ надцати зарядов.

Забой должен быть хорошо освещен. Зажигательные трубки может поджигать только один взрывник. Проверять результаты взрыва взрыв­ нику разрешено только после полного проветривания выработки.

П р о в е т р и в а н и е в ы р а б о т о к п о с л е в з р ы в а . Продукты взрывчатого разложения содержат ядовитые газы, опасные для жизни человека. Поэтому после взрыва подготовительные выработ­ ки следует проветривать в течение определенного времени.Проветривание может быть естественным и искусственным. Естественное про­ ветривание допустимо в исключительных случаях только в зимнее вре­ мя при температуре наружного воздуха ниже 0°С и глубине выработок не более 20 м. Для искусственного проветривания шурфов и штолен используют вентиляторы и в исключительных случаях — сжатый воздух. Проветривание при помощи вентиляторов может быть нагне­ тательным и всасывающим;

Наиболее целесообразным проветриванием шурфов и штолен считают на­ гнетательное. Для этой цели удобны центробежные вентиляторы низкого дав­ ления серии ВРН. Время проветривания выработок устанавливают согласно графику цикличности ведения проходческих работ.

Для обеспечения проветривания выработки подбирают вентилятор, способ­ ный подать в выработку необходимое количество воздуха в заданный отрезок времени. Кроме того, вентилятор должен создавать напор воздуха, способный преодолеть сопротивление воздухопровода.

Диаметр воздухопровода, конец которого должен находиться на расстоянии

пересчете на условную окись углерода.

После окончания проветривания необходимо проверить состояние воздуш­ ной среды в подготовительных выработках при помощи газоанализатора.

К р е п л е н и е в ы р а б о т о к . Для предохранения людей, ра­ ботающих в выработке, и для ее сохранения выработку необходимо

надежно крепить. Крепление шурфов осуществляют сплошной венцовой (срубовой) крепью или венцовой (срубовой) крепью на бабках с затяжкой боков горбылем. Сплошную венцовую крепь применяют для крепления шурфов, проходимых в нескальных малоустойчивых породах. Сруб должен возвышаться на 20—30 см над уровнем земли. Венцовую крепь на бабках с затяжкой боков горбылем применяют для крепления выработок, проходимых в устойчивых породах.

После взрыва и проветривания выработки необходимо проверить целость крепления. Разрушенные или расшатанные участки крепления следует исправить.

Штольни и камеры крепят полными или неполными крепежными рамами трапецеидальной или прямоугольной формы. В скальных грун­ тах (даже слабых) применяют неполные крепежные рамы. В зависимо­ сти от устойчивости пород крепление рамами может быть сплошным или вразбежку. При креплении вразбежку рамы устанавливают па

К выдаче разрыхленной взрывом породы на поверхность можно присту­ пать после проветривания выработки, осмотра взрывником результата взрыва и исправления разрушенных или расшатавшихся элементов крепления. Выдавать породу из шурфа можно при помощи механи­ ческой лебедки или крана-укосины, а при отсутствии электроэнер­

механической выдачи грунта на поверхность.

Ручной ворот, как правило, имеет храповое устройство, предо­ твращающее самопроизвольный спуск бадьи. Бадьи изготовляют из листовой стали и оковывают полосовой сталью. Емкость бадьи долж­ на соответствовать грузоподъемности подъемных механизмов. При ручном подъеме емкость бадьи не должна превышать 0,06 м3. Бадью сле­ дует подвешивать при помощи безопасного крюка с карабином. Для крепления крюка к тросу используют специальные зажимы. Стальной. трос, служащий для подъема бадьи, должен иметь диаметр 8— 10 мм. Бадью следует загружать несколько ниже уровня ее кромок.

Для укрытия рабочих в шурфе должны быть устроены специаль­ ные козырьки на прочных опорах. Разрыхленную породу из штолен выдают при помощи ленточного транспортера или малогабаритного ва-

. грнчика, откатываемого по рельсам.

Заряжание выработок и производство массового взрыва. К заря­ жанию выработок приступают после окончания проходческих работ

ипроверки соответствия фактического располржения шурфов, штолен

икамер, их глубин, объемов и линейных размеров проектным данным. Результаты проверки оформляют актом. Если фактическое расположе­ ние зарядных камер отличается от проектного, то вопрос о необходи­ мости корректировки величин зарядов решает автор проекта массового взрыва совместно с руководителем взрывных работ. До Начала заряжа­ ния должен быть разработан подробный план организации массового

194

взрыва с учетом местных условий и требований правил организаций работ. Приказом назначают лиц, ответственных за подготовку и про­ изводство массового взрыва. .

При заряжании выработок выполняют следующие работы: под­ готавливают ВВ для каждой выработки, опускают и укладывают ВВ в зарядные камеры, изготовляют патроны, выставляют оцепление в радиусе опасной зоны, устанавливают патроны, выполняют забойку выработок, монтируют взрывную сеть.

Взрывчатые вещества разгружают на устроенные заранее дере­ вянные настилы на расстоянии не менее 3 м от устья шурфов или што­ лен. Основание и стенки сухих зарядных камер перед заряжанием укрывают толем. При наличии небольшого притока грунтовых вод и применении неводоустойчивых ВВ около камер в шурфах делают водосборники (зумпфы) для стока воды, а штольни и камеры проходят с небольшим подъемом. Спускать ВВ в зарядные камеры при заряжа­ нии ВВ II группы россыпью можно одним из следующих способов: при помощи деревянного лотка размерами 2 0 0 x 200 мм, оборудован­ ного в верхней части воронкой, а в нижней части коленом для подачи

ВВнепосредственно в зарядную камеру; при помощи брезентового рукава диаметром 150 мм или с использованием предварительно про­ буренной над камерой скважины диаметром 150—300 мм.

Размещают ВВ внутри камеры при помощи деревянных лопат ра­ бочие, снабженные респираторами. Взрывчатые вещества в упаковке спускают в зарядную камеру при помощи подъемных устройств, обо­ рудованных тормозами.

Камеру отделяют от шурфа щитом, который закрепляют и наращи­ вают по мере заполнения камеры взрывчатым веществом. Доставляют

ВВв камеру при штольнях вручную или посредством специально при­ способленных тележек. Освещение зарядных камер в период заряжа­ ния их до ввода патронов-боевиков разрешено производить из примы­ кающих выработок от сети напряжением до 220 В. Перед вводом боевиков электропровода снимают, а для освещения используют аккумуляторные лампочки.

Внашей стране созданы опытные установки для механизирован­ ного заряжания камер путем пневматического транспортирования по­ рошкообразных аммиачноселитренных ВВ по шлангам и трубам.

До начала заряжания на расстоянии не более 50 м от места взрыва должно быть оборудовано временное помещение (палатка) для изго­ товления боевиков для камерных зарядов (рис. 109).

Боевик состоит из пучка 4 детонирующего шнура с плотно при­ крепленными к нему электродетонаторами 3 и 10—15 кг сухого хорошо измельченного аммонита 2, помещенных в прочный деревянный ящик. При длительности заряжания больше суток, если боевики готовят из аммиачноселитренных ВВ, электродетонаторы следует покрывать ла­ ком или резиновым раствором. В случае наличия грунтовых вод пучок ДШ вместе с электродетонаторами заключают в непромокаемую обо­ лочку 1, которую в месте вывода проводов и ДШ прочно завязывают шпагатом и изолируют мастикой. Ящик боевика заполняют водоустой­ чивым ВВ. Концы ДШ и провода для предохранения от выдергива-

ния должны быть привязаны к планке внутри боевика.

К каждому боевику при­ крепляют бирку, на которой записывают номер боевика (соответственно номеру подго­ товительной выработки), а также фактическое сопротив­ ление электродетонаторов и концевых проводов. Количе­ ство боевиков, помещаемых в зарядную камеру, предусмат­ ривается проектом массового взрыва.

- Устанавливать боевики в зарядные камеры целесооб­ разно по .окончании полного заполнения^камеры ВВ. Пос­ ле заполнения половины ка-

меры взрывчатым веществом устанавливают короб, сбитый

по размеру боевика из дере­ вянных досок, располагают его с небольшим наклоном внутрь ка­ меры. Затем заполняют взрывчатым веществом остальную часть ка­ меры. После заполнения всех камер взрывчатым веществом осво­ бодившихся рабочих отводят за пределы опасной зоны, выставляют оцепление и подкоманде начальника взрыва в гнезда, образован­ ные коробами, вводят боевики. Боевики спускают в подъемном сосуде со скоростью не более 1 м/с. Оставшееся пустое пространство короба заполняют ВВ. Спускает и устанавливает боевики только старший взрывник, ответственный за данные выработки.

Провода и детонирующий шнур для предохранения их от повреж­ дения во время производства забойки помещают в штробы. Штроба состоит из доски без планок и доски, к которой прибиты вдоль три уз­ кие планки (две по краям и одна посередине). Планки образуют две канавки. В первую их них укладывают концевые провода электровзрыв­ ной сети, а во вторую — нити детонирующего шнура, идущие от боеви­ ка на поверхность земли. Штроба должна выступать над устьем шурфа. Для этого длина штробы должна быть на 1—1,5 м больше длины вы­ работки. Доску с планками прочно прикрепляют к стенке выработки. После укладки в соответствующие канавки проводов и детонирующего шнура к доске с планками прибивают доску без планок.

Особое внимание следует уделить защите проводов и детонирую­ щего шнура от повреждения на участке от места выхода их из камеры до штробы. На поверхности накоротко соединенные концы проводов совместно с концами ДШ прикрепляют к верхнему обрезу штробы.

Перед забойкой выработок проверяют сопротивление электровзрыв­ ной сети каждой камеры. Забойку первых (от зарядов) двух-трех мет­ ров выполняют после удаления воды из зумпфов; в качестве забоечного

196

материала используют рыхлую землю или песок. Остальную часть вы­ работок забивают .раздробленной породой, вынутой при проходке.

Если зарядные камеры при штольнях размещены за .ходками, то забивают только ходки и места сопряжения их со штольней. После забойки каждых одного-двух метров шурфов и штолен необходимо про­ верить проводимость взрывной сети при помощи прибора ВИЭ-1. По­ сле окончания забойки вторично проверяют сопротивление электро­ взрывной сети каждой зарядной камеры.

Взрывную сеть монтируют с учетом указаний, приведенных в § 25 и 26. После окончания монтажа проверяют сопротивление всей сети. Взрывной пункт необходимо располагать вне опасной зоны или в на­ дежном укрытии и охранять. Взрывать камерные заряды можно толь­ ко в светлое время суток.

Осмотр места взрыва начальником взрыва допустим не ранее чем через 15. мин после взрыва. При наличии отказавших зарядов около них выставляют охрану. Ликвидацию таких зарядов, если линия наи­ меньшего сопротивления отказавшего заряда не уменьшилась, произ­ водят разборкой забойки с последующим введением нового боевика забойки и взрыванием в обычном порядке. Если выявилась возмож­ ность опасного разлета породы при взрыве, то для ликвидации отказа извлекают забойку и ВВ.

§33. ДРОБЛЕНИЕ НЕГАБАРИТНЫХ КУСКОВ ПОРОДЫ

Не г а б а р и т н ы м и называют образующиеся в результате взрыва крупные куски горной породы, размеры которых превышают максимально допустимые, установленные техническими условиями для данного предприятия или стройки. При разработке скальных по­ род максимально допустимые размеры отдельных кусков горной породы устанавливают в зависимости от метода и средств погрузки взорван­ ного грунта в транспортные средства. Например, применяемый для разработки взорванного скального грунта экскаватор с ковшом ем­

костью 1 м3 может грузить куски горной породы крупностью до 700 мм. В этом случае негабаритными будут куски горной породы, имеющие размеры более 700 мм.

На карьерах щебеночных заводов размер максимально допусти­ мых кусков горной породы устанавливают также с учетом размеров загрузочного отверстия дробилок. Например, для щековой камнедро­ билки марки СМ-11А с загрузочным отверстием 400 X600 мм максималь­ но допустимый размер кусков горной породы 340 мм. Куски горной породы больших размеров в этом случае будут негабаритами.

Негабаритные куски горной породы перед загрузкой должны быть раздроблены на более мелкие. Дробление негабаритов взрывным спо­ собом (вторичное взрывание) осуществляют шпуровыми или наруж­ ными зарядами. Для дробления негабаритов наиболее эффективно и экономично применять шпуровые заряды. Способ дробления негабари­ тов наружными зарядами более прост, но вызывает значительное увели­ чение расхода ВВ и границ опасной зоны по действию воздушной волны.

197

Г л а в а IX

УПРАВЛЕНИЕ ДЕЙСТВИЕМ ВЗРЫВА ЗАРЯДОВ ВВ

Для повышения полезной работы взрыва и управления его дейст­ вием применяют: короткозамедленное взрывание зарядов: взрывание скважинных зарядов, рассредоточенных воздушными промежутками; приемы направленного взрывания зарядов рыхления и выброса; кон­ турное взрывание зарядов; заряды кумулятивного действия.

Умелое и технически грамотное использование указанных методов управления действием взрыва (каждого в отдельности и различных их сочетаний) обеспечивает, как правило, значительно более высокока­ чественное' безопасное и экономичное выполнение взрывных работ в са­ мых различных условиях транспортного строительства. В частности, может быть обеспечено более равномерное и лучшее дробление горных пород до определенной крупности кусков при разработке скальных выемок и отбойке уступов в карьерах; достигнута лучшая направлен­ ность действия взрыва, что дает возможность регулировать направление и форму развала или выброса горной породы; представляется возмож­ ным ограничить действие взрыва в пределах заданного контура; улуч­ шается управление сейсмическим действием взрыва и т. д.

Сочетание контурного и короткозамедленного взрывания при раз­ работке железнодорожных и автомобильных скальных выемок позво­ ляет максимально приблизить проектируемую крутизну откосов выемок- к углу естественного откоса при сохранении хорошей их устойчи­ вости в период эксплуатации. Положительные результаты дает при+ менение многорядного короткозамедленного взрывания скважинных зарядов в зажатой среде при отбойке высоких уступов в карьерах (без предварительной уборки ранее взорванной породы у основания уступа).

При строительстве метрополитенов и других сооружений с широко развитой сетью подземных выработок применение рациональных схем короткозамедленного и контурного взрывания позволяет: повысить величину заходки за одно взрывание независимо от площади сечения подземной выработки, повысить равномерность дробления породы и создать лучшее оконтуривание выработки, снизить сейсмическое дей­ ствие взрыва.

§ 34. КОРОТКОЗАМЕДЛЕННОЕ ВЗРЫВАНИЕ

Сущность и преимущества короткозамедленного взрывания

В последние годы короткозамедленное взрывание нашло большое распространение на всех горных предприятиях и объектах транспорт­ ного строительства. Внедрение этого способа взрывания позволило рез­ ко улучшить качество взрывных работ и управление взрывом. В настоя­ щее время продолжается большая практическая и теоретическая работа

200

по дальнейшему совершенствованию короткозамедленного взрыва­ ния.

Сущность короткозамедленного взрывания состоит в том, что от­ дельные заряды или группы зарядов взрывают не мгновенно, а пооче­ редно, через строго определенные промежутки времени, измеряемые сотыми и тысячными долями секунды. При этом может быть выбрана любая наиболее целесообразная для данных горно-геологических усло­ вий очередность взрывания зарядов и наиболее эффективный интер­ вал замедления. Действие короткозамедленного взрывания сущест­ венно отличается от мгновенного или замедленного взрывания. При многорядном мгновенном взрывании второй и последующие ряды за­ рядов работают в зажиме. Поэтому для обеспечения лучшего дробле­ ния без образования порогов необходимо сближать скважины и уве­ личивать в них заряды, что ведет в свою очередь к увеличению зако­ лов и усилению действия воздушной и сейсмических волн.

Способ замедленного взрывания зарядов с интервалами замедления 2; 4 с и более по своему действию мало отличается от огневого способа взрывания. Замедленное взрывание зарядов хотя и позволяет несколь­ ко расширить сетку зарядов, но вследствие раздельного взрывания дробление породы не улучшается, а иногда ухудшается по сравнению с мгновенным взрыванием. Существует ряд гипотез, объясняющих ме­ ханизм разрушения пород при короткозамедленном способе взрыва­ ния. Гипотезы, получившие наиболее широкое распространение, объясняют повышение эффективности взрыва одной или совокупно­ стью нескольких из следующих четырех причин.

1.Воздействие взрыва на зажатую или напряженную среду. По этой причине улучшение дробления породы происходит вследствие повышения эффективности работы последующего заряда (или после­ дующей группы зарядов) за счет его воздействия на породу, находя­ щуюся в напряженном состоянии от действия взрыва предыдущего заряда (или предыдущей группы зарядов).

2.Интерференция ударных волн. Эта гипотеза, основанная на тео­ рии вибрационного разрушения среды, объясняет улучшение дроб­ ления породы наложением (интерференцией) ударных волн, которое получается при взрывании двух смежных зарядов (или двух групп смежных зарядов) через определенный промежуток времени, в течение которого упругие колебания частиц породы, вызванные предыдущим взрывом, могли бы усилиться действием последующего взрыва.

3.Образование дополнительных поверхностей обнажения. Вновь образованные обнаженные поверхности отражают продольную волну сжатия и преобразуют ее в продольную волну растяжения. Образую­ щиеся при этом растягивающие напряжения обеспечивают более эф­ фективное дробление породы, так как временное сопротивление скаль­ ных пород растяжению значительно ниже временного сопротивления сжатию.

4.Соударение летящих кусков взорванной породы. Опытами уст новлено, что непосредственно от образующейся взрывом обнаженной поверхности порода отрывается с большой скоростью (20—40 м/с). Поэтому первые куски от взрыва последующего заряда нагоняют по-

201