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

следние куски от взрыва предыдущего заряда, и так как сила удара (20—30 тыс. кгс/см2) в 10—20 раз превышает временное сопротивление скальных пород сжатию, последние разбиваются на более мелкие куски.

Кроме улучшения дробления породы и уменьшения заколов по сравнению с мгновенным и замедленным взрыванием, короткозамед­ ленное взрывание имеет следующие преимущества: снижается сейсми­ ческое воздействие взрыва на окружающие сооружения; представляет­ ся возможность руководить направлением и формой развала горной породы; уменьшается расход бурения и соответственно увеличивается выход горной массы с погонного метра бурения. Но все эти преимуще­ ства короткозамедленного взрывания могут иметь место только при правильно подобранных для данных горно-геологических условий ин­ тервалах замедлений и высоком качестве средств взрывания.

Оптимальный интервал замедления по проф. А. Н. Ханукаеву определяется временем, необходимым для образования дополнитель­ ной плоскости обнажения (после прохождения по заряду детонацион­ ной волны). Это время t складывается из времени tu необходимого для распространения упругой волны от зарядной камеры до поверхности и обратно; времени t2, необходимого для образования трещин, распро'- страняющихся от поверхности к зарядной камере, и времени t 3, необ­ ходимого для перемещения породы (образование сквозной щели) на расстояние 0,8—1,0 см от целика. При меньшей ширине щели продоль­ ная волна сжатия распространится на массив. Это уменьшает количе­ ство энергии в отраженной волне, что может привести к ухудшению результата взрыва. При ширине щели больше 1 см время замедления увеличивается, что может привести к распространению трещин до следующих скважин с нарушением целости зарядов и взрывной сети.

Ориентировочно время к может быть определено в мс по формуле

С учетом времени t2 и t3 время замедления t в мс может быть при­

Эту формулу можно применять при расчетах параметров для прове­ дения первых опытных взрывов.

Наибольшее снижение сейсмического воздействия взрыва на окру­ жающие сооружения достигается при интервале замедления, равном половине периода сейсмических волн. В этом случае происходит такое взаимодействие сейсмических волн, когда сейсмические колебания, воз­ никшие от взрыва последующей серии зарядов, не совпадают по фазе с колебаниями, возникшими в результате взрыва предыдущей серии зарядов, что вызывает некоторое гашение колебаний.

202

При неправильно подобранном интервале замедления уменьшения сейсмического влияния взрыва не произойдет. Период сейсмических волн определяют опытным путем при помощи сейсмографов.

Рациональные схемы короткозамедленного взрывания

Отбойка уступов скважинными зарядами. При наличии достаточ­ ного опережения вскрышных работ следует применять многорядное короткозамедленное взрывание (КЗВ) по схемам, приведенным на рис. 1 1 1 *

Рис. 111. Схемы короткозамедленного взрывания зарядов (цифрами указана по­ следовательность взрывания):

а, б — порядные схемы; в — клиновой вруб; г — трапецеидальный вруб; д — схема с двумя трапецеидальными врубами; е — продольный вруб; ж — поперечный вруб

2Q3

При порядной схеме КЗВ скважины располагают в шахматном по­ рядке (рис. 1 1 1 , а и б).

При врубовых схемах КЗВ для более равномерной загрузки заря­ дов и большей простоты их размещения на местности применяют пря­ моугольную сетку (рис. 1 1 1 , в).

При взрывании по схеме трапецеидальный вруб (рис. 111, г) рас­ стояние между смежными врубовыми зарядами может быть уменьшено. Для уменьшения загрузки врубовых зарядов на гранитных карьерах можно применять фиксированный вруб (рис. 111, д). Следует учиты­ вать, что после взрыва врубовых зарядов (рис. 1 1 2) направление дейст­ вия поочередно взрываемых зарядов Б ряда 1 изменяется в сторону, перпендикулярную новым плоскостям обнажения, вследствие чего воз­ можно образование порогов. Поэтому, применяя трапецеидальный вруб, следует на 15—30% уменьшить длину расчетной линии сопротивления ряда 1 зарядов по сравнению с расстояниями между последующими рядами зарядов. Величина зарядов ряда 1 такая же, как принятая для остальных зарядов последующих рядов. Исследованиями, проведен­ ными канд. техн. наук Н. И. Зуб, установлено, что лучшее использо­ вание фактора соударения при КЗВ по схеме трапецеидальный вруб за­ висит от физико-механических свойств породы, скорости движения кусков пород в результате взрыва и угла встречи их в момент соуда­ рения.

Изменяя расстояние между скважинами в ряду, а и между рядами Ь, можно подобрать для данного месторождения наиболее оптималь­ ный угол встречи а (см. рис. 1 1 2 ) движущихся при взрыве кусков поро­ ды. На гранитных карьерах, где буровзрывные работы ведет СУ-.77, этот угол составил 90° (квадратная сетка скважин).

Отношение = т д (см. рис. 112) в практике взрывного дела по­

лучило название динамического коэффициента сближения скважин. При квадратной сетке скважин т д = 2.

Лучший эффект соударения на уступах высотой 10—12 м дости­ гается при длине фронта взрыва до 60 м. С увеличением высоты уступа

Рис. 112. Работа зарядов при короткозамедленном взрывании по схеме трапецеи­ дального вруба:

0, 1, 2, .... 7 — последовательность взрывания

204

Рис. 114. Схема короткозамедленного взрывания зарядов при разработке выемок и траншей (цифрами указана последовательность взрывания):

206

ходке по всей ширине и взрывании короткими участками; с клиновым и трапецеидальным врубом (см. рис. 114, г) —- при разработке выемок шириной более 10 м в основании при лобовой проходке по всей ширине и взрывании ограниченными участками по длине.

Врубовые ряды скважин необходимо усиливать за счет:

а) уменьшения расстояния между скважинами в ряду врубового

в шахматном порядке. Расстояние между скважинами в ряду долж­ но быть в 1 ,2—1,6 раза больше, чем расстояние между рядами зарядов.

При взрывании по схеме клинового или трапецеидального вруба скважины располагаются по квадратной сетке, кроме трех средних ря­ дов при клиновом врубе и двух средних рядов при трапецеидальном врубе, расстояние между которыми может быть уменьшенным.

Особенности выполнения взрывных сетей

Короткозамедленное взрывание производят при помощи ЭДКЗ

ипиротехнических реле. Взрывные сети должны быть при этом просты

инадежны.

Взрывание можно осуществлять: с применением ЭДКЗ, которые вводят непосредственно в заряд ВВ; с применением ЭДКЗ, которые подключают к детонирующему шнуру у устья каждой скважи­ ны (рис. 116, а) или группе скважин (рис. 116, б и е); с применением во взрывной сети ЭДКЗ и КЗДШ (рис. 117), подключаемых по различным схемам к детонирующему шнуру; с применением во взрывной сети толь­

207

ко КЗДШ, подключаемых по различным схемам к детонирующему шну­ ру (рис. 118).

Расчет и монтаж взрывных сетей с применением электродетонаторов короткозамедленного действия производят в том же порядке, как и при электрическом способе взрывания (см. § 26). В качестве нулевой степе­ ни замедления в одной сети с ЭДКЗ разрешено применять соответст­ вующие электродетонаторы мгновенного действия.

В практике короткозамедленного взрывания на транспортном строи­ тельстве наибольшее распространение нашли взрывные сети из дето­ нирующего шнура с подключением к ДШ на поверхности электродето­

208

Рис. 117. Взрывная сеть с применением для замедлений ЭДКЗ и К.ЗДШ:

1, 2, 3 — последовательность взрывания

209

Направление

детонации

Рис. 119. Схема включения КЗДШ в сеть ДШ:

1 — пиротехническое реле; 2 — ДШ

Рис. 120. Схема дублирования КЗДШ во взрывной сети

ти ДШ вместе с КЗДШ необходимо разводить на расстояние не менее 30 см (рис. 120); соединять секционные линии ДШ с основной магистралью ДШ следует морским узлом или внакладку.

§ 35. ПРИМЕНЕНИЕ СКВАЖИННЫХ ЗАРЯДОВ, РАССРЕДОТОЧЕННЫХ ВОЗДУШНЫМИ ПРОМЕЖУТКАМИ

Исследованиями советских ученых Н. В. Мельникова и Л. Н. Мар­ ченко (Институт горного дела им. А. А. Скочинского АН СССР) уста­ новлена возможность значительного улучшения степени и равномер­ ности дробления горных пород на карьерах путем применения сква­ жинных зарядов, рассредоточенных воздушными промежутками, при инициировании зарядов по всей длине скважины сплошной ниткой де­ тонирующего шнура. При взрыве обычных сплошных зарядов большая часть энергии тратится непроизводительно на переизмельчение породы, прилегающей непосредственно к заряду. Порода обычно дробится в ниж­ ней трети уступа с образованием вруба, а оставшиеся 2/3 верхней час­ ти уступа разрушаются по трещинам и за счет соударения кусков при обрушении и падении породы вниз.

При взрыве скважинных зарядов, рассредоточенных воздушными промежутками, порода интенсивно разрушается одновременно на участке, равном 2/3 высоты уступа от подошвы, и только верхняя третья часть уступа обрушается. Воздушные промежутки между ча­ стями заряда создают возможность снизить начальное давление взрыва и тем самым уменьшить степень переизмельчения породы вокруг заря­ да, увеличить время воздействия взрыва на среду, а также в большей степени использовать интерференцию взрывных волн.

Если воздушные промежутки между частями заряда заполнить за­ боечным материалом, то улучшения дробления породы по сравнению со взрывом сплошного заряда не происходит. Применение воздушных промежутков между зарядами и стенкой скважины (кольцевой зазор)

210

или поочередное инициирование отдельных частей заряда, разделен* ных воздушными промежутками, не улучшает дробления породы.

Опытом установлено, что для улучшего дробления породы при вы­ соте уступа до 20 м достаточно рассредоточить заряд на две-три части (рис. 121). Величину заряда ВВ определяют по обычным формулам.

При рассредоточении заряда на две части (рис. 121, а) величина нижней части заряда должна составлять 0,6—0,7 величины всего заря­ да ВВ (меньшая цифра относится к более крепким породам, большая — к менее крепким). При рассредоточении заряда на три и более части (рис. 121, б) величина нижней его части может быть уменьшена до 0,5 величины всего заряда. Оставшуюся часть суммарного заряда ВВ рас­ пределяют на равные части пропорционально принятому числу воздуш­ ных промежутков.

Высота воздушного промежутка при рассредоточении заряда на две части или суммарная величина всех воздушных промежутков при рассредоточении заряда на три или более части должна быть в преде­ лах 0,17—0,35 высоты всего заряда ВВ в скважине (меньшее значение относится к более крепким породам, большее — к менее крепким). Высоту каждого воздушного промежутка определяют делением сум­ марной высоты всех воздушных промежутков на их число.

Для создания воздушных промежутков применяют два деревянных диска, скрепленных деревянным стержнем, или бумажные пробки, изготовляемые из бумажной тары из-под ВВ и опускаемые на задан­ ную глубину забойником.

Опыт показал, что применение зарядов с воздушными промежутка­ ми, кроме улучшения дробления породы и снижения выхода негаба­ ритных кусков, уменьшает заколы в глубь массива, уменьшает сейсми­ ческий эффект взрыва й высоту столба забоечного материала, а в неко­ торых случаях снижает удельный расход ВВ на основное взрывание.

В Институте горного дела им. А. А. Скочинского под руководством акад. Н. В. Мельникова проведены опытно-промышленные исследо­ вания эффективности взрывов на выброс в нескальных грунтах заря­ дами с воздушными полостями (между основанием выработки и нижней частью заряда оставляют воздушный промежуток).

Рис. 121. Схема скважинных зарядов, рассредоточенных воздушными проме­ жутками:

а — на две части; б — на три части

211