Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
29
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
25.93 Mб
Скачать

 

Рис. 135. Конструкция

направляющей

рамы для бурения контурных

 

 

 

скважин:

 

. '

а — вид

сверху; б — вид

сбоку; / —тележка;

2 — направляющая рама

ровой

станок

БМК-4М перемещают по направляющей металлической

раме или рельсовому пути, устанавливают и закрепляют в нужном поло­ жении. Это обеспечивает строгую параллельность буримых скважин.

З а р я д - г и р л я н д у изготавливают из частей или целых стан­ дартных патронов ВВ, количество которых должно соответствовать проектной линейной плотности заряжания.

Для заряжания вертикальных и наклоненных под углом более 60° скважин патроны ВВ привязывают шпагатом к одной или двум ниткам ДШ и к прочной нитке шпагата, связанных в основании вместе (рис. 136, а). Длина отрезков ДШ и шпагата должны быть больше глубины скважины на 1,5—2 м.

Для удобства заряжания скважин, пробуренных с наклоном к го­ ризонту менее 60°, и с целью уменьшения разрушающего действия взры­ ва на откос патроны ВВ, прикрепленные шпагатом к ДШ, привязывают к деревянным рейкам длиной 4—5 м, шириной 4—5 см и толщиной 2—2,5 см (рис. 136, б). Рейки друг к другу в торцовой части прикреп­ ляют шпагатом.

Для усиления скалывающего действия взрыва в донной части кон­ турных скважин к нижней части заряда-гирлянды прикрепляют вместе 2—3 патрона ВВ.

В верхнюю часть скважины на глубину, равную расстоянию между скважинами, патроны ВВ не помещают.

а)

Ф-

'

{

i

 

г

 

 

2

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 136. Конструкция контурных зарядов:

а — заряд-гирлянда

из патронов ВВ 2, прикрепленных

к

ДШ I

и

шпагату 3; б — заряд-гир­

 

лянда из патронов ВВ 2, прикрепленных шпагатом

3

к ДШ

1

и деревянной рейке 4

222

Заряд-гирлянду можно опускать в скважину только на шпагате или рейках. Придерживать гирлянду за ДШ во время опускания нельзя. Деревянные рейки должны прилегать к откосной части скважины. При заряжании вертикальных скважин заряд-гирлянда (без деревянных реек) должен размещаться по оси скважины. Шпагат привязывают к де­ ревянному бруску, который кладут поперек устья скважины.

Забойку контурных скважин в трещиноватых породах ведут пу­ тем заполнения забоечным материалом всего свободного пространства между патронами ВВ и стенками скважины до ее устья.

В благоприятных породных условиях производят забойку только верхней свободной от ВВ части скважины. В качестве забоечного ма­ териала применяют мелкий сухой песок или буровую мелочь с разме­ рами частиц до 10 мм.

Взрывание всех контурных скважин обычно производят в один прием путем инициирования ДШ с одного конца. В случае взрыва­ ния большого количества контурных скважин вблизи сооружений во избежание вредного сейсмического воздействия на них весь ряд сква­ жин делят на участки, которые взрывают поочередно с короткими промежутками замедления (порядка 10 мс).

§ 38. КУМУЛЯТИВНОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЗРЫВА

Кумулятивным (от латинского слова cumulatio — усиливать, скоплять) называют усиленное в одном направлении действие взрыва заряда.

Кумулятивное действие можно пояснить таким опытом (рис. 137). На толстую металлическую плиту ставят три цилиндрических заряда равной высоты и диаметра — один сплошной, другой с конической выемкой в нижней части и третий с такой же выемкой, но с металли­ ческой облицовкой небольшой толщины. При взрыве сплошного заряда в плите получается вмятина диаметром, который равен диаметру заря-, да. При взрыве заряда с коническим углублением (это углубление называют кумулятивным) в плите получается более глубокая и узкая воронка. При взрыве заряда с коническим облицованным углублением

на плите

образуется еще более

 

 

 

 

глубокая воронка (или сквозная

 

 

 

 

пробоина), но меньшего диа­

 

 

 

 

метра. ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Такое сосредоточенное дейст­

 

 

 

 

вие можно объяснить тем,

что

 

 

 

 

продукты

взрыва части заряда,

 

 

 

 

прилегающей

к

выемке, разле­

 

 

 

 

таясь примерно

перпендикуляр­

 

 

 

 

но поверхности выемки,

концен­

 

.

 

трируются вдоль оси выемки и

 

 

приобретают большую скорость,

Рж\

137‘ „Пробив™е деиствие зарядов:

С

1

 

 

J

г

а — обычный заряд; о, в

— кумулятивные за-

ООрЯЗуЯ

КумуЛЯТИВНуЮ

струю.

ряды; / ~ капсюль-детонатор;

2 — промежуточ-

F Р гги

PifO'Hf'iPT'T*

 

я р п п р

п ЯТТРН1Тст

ный

детонатор; 3 — заряд

ВВ,

4 ‘ • кумулятив-

CUIИ

скорость

распространения

 

ное углубление; 5

- облицовка

22 3

детонации в массе ВВ, например, равна 6000 м/с, то скорость удар­ ной волны в фокусе кумулятивной струи достигает 10— 12 тыс. м/с при давлении 100 тыс. кгс/ем2. При кумулятивной форме заряда сум­ марная энергия не увеличивается, а перераспределяется — концент­ рируется.

■■ Практически явление кумуляции использовано в промышленных детонаторах, в которых донышко гильзы имеет вогнутую форму. На­ ружные кумулятивные заряды иногда применяют при взрывных рабо­ тах для дробления негабаритных кусков горной породы и валунов. Для этой цели промышленностью выпускаются кумулятивные заряды типа ЗКП (рис. 138) следующего ряда (в скобках указана величина зарядов): ЗКП-25 (28 г); ЗКП-50 (60 г); ЗКП-10 (115 г); ЗКП-200 (225 г); ЗКП-ЗОО (300 г); ЗКП-400(475 г); 3КП-1000 (980 г); ЗКП-2000 (2100 г); 3 КП-4000 (4060 г). •

При взрывании кумулятивными зарядами негабаритов и валу­ нов раскалывающее действие взрыва проявляется в большей степени, чем дробящее. Разлет кусков породы значительно уменьшается по сравнению с разлетом при взрывании наружного насыпного заряда.

Для дробления крупных валунов применяют в некоторых случаях

к о м б и н и р о в а н н ы й с п о с о б

в з р ы в а н и я . Для

этого

перфоратором в средней части валуна

пробуривают шпур глубиной

10—-15 см. На шпур устанавливают кумулятивный заряд так,

чтобы

вершина его выемки совпала с осью шпура, а точка сближения струй при взрыве находилась ближе к его устью. Это создает наилучший ку­ мулятивный эффект и приводит к меньшему удельному расходу ВВ.

Высокая, стоимость кумулятивных зарядов и более интенсивное действие воздушной ударной волны по сравнению со шпуровыми зарядами ограничивают их применение при дроблении негабаритов и валунов.

Положительный опыт применения кумулятивных зарядов получен при про­ ходке подготовительных выработок на двух рудниках Кузнецкого металлур­ гического комбината. Опытные работы проводили в выработках сечением 4 м2.

Крепость руд f,

=

14 ~

18 по шкале проф. М. М. Протодьяконова. Диаметр

шпуров был 46

мм,

длина шпуров 1,6 м,

в качестве ВВ использовали

детонит

 

 

 

 

 

 

6-А. В каждый

шпур

заряжали по три

патрона

 

 

 

 

 

 

диаметром 40 мм с боковой кумулятивной поверхно­

 

 

 

 

 

 

стью. Длина каждого патрона 420 мм (400 г).

 

 

 

 

 

 

Были испытаны патроны с кумулятивной выем­

 

 

 

 

 

 

кой

параболической,

сферической

и треугольной

 

 

 

 

 

 

формы. Лучшие результаты получены

при

примене­

 

 

 

 

 

 

нии патронов

ВВ

с параболической

кумулятивной

 

 

 

 

 

 

выемкой, имеющей следующую характеристику:

 

 

 

 

 

 

ширина основания выемки 27 мм, высота

18,5 мм,

 

 

 

 

 

 

площадь сечения

4,5 см2, отношение площадки ку­

 

 

 

 

 

 

мулятивной выемки к площади всего

патрона 35%.

 

 

 

 

 

 

Патроны ВВ с кумулятивной выемкой

изготов­

 

 

 

 

 

 

ляли

на месте вручную.

Патроны

располагали в

Рис.

138.

Конструкция

шпурах таким образом, чтобы кумуля4ивное дейст­

кумулятивного

заряда:

вие

взрыва

совпадало с

направлением

их ЛНС

1 — скоба

для

закрепления

(рис. 139).

 

патронов ВВ с боковой

кумуля-

ДШ ;

2 — промежуточный де­

Применение

тонатор;

3 — оболочка

заря-

тивной поверхностью при

проходке

подготовитель-

д а -

основной

за.я

вв-

5 — кумулятивная ЗЭРвыемка’;

ных

выработок,

как показывают данные табл. 21,

6 — металлическая облицовка

дало значительный экономический эффект.

 

224

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 21

 

Значения показателей при

 

взрывании (по

схеме приз­

Показатели

матический в руб) зарядов

 

 

 

кумулятивных

обычных

Число шпуров на заб ой ..........................

17

22 .

Количество ВВ на забой, кг . . . . .

19

34

Стоимость бурения и взрывания 1 пог. м

 

 

выработки, руб................................

12,-1

21,1

Заслуживает внимания положительный

опыт применения кумулятивных

зарядов для расширения отверстия в железобетонной стене

здания насосной

станции реконструируемого водоразборного сооружения на р. Оби. По условиям реконструкции диаметр отверстия в стене, расположенного на глубине 5 м от поверхности воды, должен быть расширен от 60 см до 1,2—1,3 мм. Проектом предусматривалось, что отверстие должны пробить водолазы при помощи отбой­ ных молотков. При круглосуточной работе пробивка отверстия заняла бы 35 су­ ток, а стоимость этих работ составила бы 5100 руб. По условиям бесперебойной работы водозабора и безопасности работы насосов применение обычного взрыв­ ного способа исключалось.

По предложению Института гидродинамики Сибирского филиала АН СССР

были применены кумулятивные заряды ВВ величиной 430 г из сплава тротила и гексогена ТГ-50/50 с кумулятивной облицовкой штампованной полусферы из

V 5) В)

 

 

Рис. 139.

Схема расположения шпуров:

 

а — круговой вруб;

б — призматический вруб; в — круговой вруб с

комбинированными за­

рядами;

г — патрон

ВВ с боковой

кумулятивной поверхностью; 1, 2,

19 — последователь­

 

 

 

ность взрывания

 

8 Зак.

849

 

 

225

стали толщиной 3 мм. Место работы было ограждено деревянной шпунтовой перемычкой. Работы вели при постоянном водоотливе в траншее глубиной на 60—70 см ниже уширяемого отверстия. Заряды устанавливали вплотную к стене, прикрывали небольшим слоем глины и взрывали поочередно огневым способом до получения пробоины. Всего было сделано 50 зарядами 8 пробоин, создавших кольцевое отверстие диаметром 1,2 м. Вся работа была выполнена за 8 ч и обо­ шлась в 260 руб.

Кумулятивные заряды нашли также

применение

при взрывных

работах

в водозаборных скважинах. Возможно

использовать

кумулятивные

заряды

для бурения или ускорения бурения скважин в скальных грунтах.

 

Рис. 140. Схемы кумулятивных тру-

Рис. 141. Схема кумулятивного заряда

борезов:

для простреливания

отверстий при

а — иегерметичного; б — герметичного

цементировании

скважин:

 

/ — перфоратор; 2 — кумулятивные заряды

Если требуется извлечь часть обсадной колонны из глубоких водяных сква­ жин, то для отделения извлекаемой части колонны от остающейся в скважине применяют кольцевые кумулятивные заряды. Для этого труборез с кольцевым кумулятивным зарядом (рис. 140) опускают в скважину с минимальным зазором

(7—15 мм) между ним и стенками скважины. Продольная

ось заряда должна

совпадать с осью скважины.

 

 

Если в ходе работ по устройству водяных скважин требуется выполнить це­

ментирование затрубного пространства колонны, то для

создания

отверстий

в ней применяют перфоратор с четырьмя кумулятивными зарядами

(рис. 141).

Г л а в а х

ПРОИЗВОДСТВО ВЗРЫВНЫХ РАБОТ НА ОБЪЕКТАХ СТРОИТЕЛЬСТВА ЖЕЛЕЗНЫХ И АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

§ 39. ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ ПРИ СООРУЖЕНИИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ДОРОГ

Виды взрывных работ

При устройстве земляного полотна железных и автомобильных до­ рог, котлованов под искусственные сооружения и специальные зда­ ния, а также под опоры контактной сети производят следующие виды взрывов:

на рыхление скальных и мерзлых грунтов, включая дробление отдельностей в виде валунов,, негабаритов и т. п.;

на выброс, включая направленный; на сброс; на обрушение;

контурное взрывание (предварительное щелеобразование); на вытеснение (отжатие) слабого грунта (ила, торфа) или поднасып­

ное взрывание; на выравнивание для повышения удерживающей способности косо­

горного дна болот; при корчевке пней и валке деревьев.

Р ы х л е н и е с к а л ь н о й п о р о д ы в массиве производят при разработке выемок, резервов или притрассовых карьеров, котло­ ванов, водоотводов. Взорванную породу транспортируют в насыпи, кавальеры, защитные бермы и дамбы, к дробилкам (для переработки на щебень) и т. д.

В зависимости от назначения объектов взрывания, способов и средств

разработки

породы и местных условий к качеству и методам взрыв­

ных работ

предъявляют; разные требования. При большом объеме

скальных работ взрывание на рыхление делают методом скважинных зарядов. Такое взрывание ведут в массовом масштабе с тем, чтобы обес­ печить длительную непрерывную и производительную работу породо­ уборочных машин. При небольшом объеме работ взрывание выполняют

методом скважинных или шпуровых зарядов в

зависимости

от мощ­

ности разрабатываемого (взрываемого) слоя.

г р у н т о в

выпол­

В з р ы в а н и е с е з о н н о м е р з л ы х

няют методом шпуровых зарядов, а вечномерзлых —: также и методом скважинных зарядов.

Д р о б л е н и е в а л у н о в и н е г а б а р и т о в производят взрыванием шпуровых зарядов, а при незначительном числе негабари­ тов и вдали от жилых строений и сооружений — методом наружных (накладных) зарядов.

В з р ы в а н и е н а в ы б р о с применяют для образования скальных выемок (вчерне), въездных и разрезных траншей в каменных

8*

227

карьерах, траншей на болотах, водоотводных и других канав. Такое взрывание производят методом скважинных или камерных зарядов. Взорванную породу при равнинном рельефе перемещают на оба бор­ та образуемой траншеи.

Этот вид взрывных работ используют в настоящее время редко, так как применение его вызывает большие нарушения в откосах и бортах выемок или траншей и увеличение объема земляных работ.

Взрывание на выброс при разработке выемок глубиной до 6—8 м следует производить с применением метода скважинных зарядов диаметром 150 мм и более.

Н а п р ; а в л е н н о е . в з р ы в а н и е с выбросом породы при­ меняют при образовании выемок в особых местных условиях, когда с одной стороны выемки расположены сохраняемые сооружения или поверхность участка выемки имеет косогорный характер, т. е. кру­ той поперечный склон.

Направленный развал породы при взрывании ее на рыхление не­ обходим при уширении выемок под второй путь, для избежания или уменьшения завала пути, достижения определенного формирования взорванной породы в забое, а также в целях ослабления разрушитель­ ного действия взрыва на защищаемый объект или его часть.

В з р ы в а н и е н а с б р о с является разновидностью направ­ ленного взрывания. Применение такого взрывания возможно при об­ разовании полувыемок на достаточно крутых косогорах, а также насы­ пей, дамб, защитных берм в непосредственной близости от косогоров, у их основания.

Для выполнения взрывов на сброс применяют методы скважинных и камерных зарядов. .

В з р ы в а н и е н а о б р у ш е н и е производят при образова­ нии полувыемок в условиях высоких крутых косогоров при угле скло­ на более 60Q, а также при возведении насыпей и защитных берм у осно­ вания таких косогоров. При этом могут быть применены методы сква­ жинных и камерных зарядов.

К о н т у р н о е в з р ы в а н и е применяют для образования откосов выемок, стен и свода тоннелей, стен котлованов, с целью пре­ дотвращения значительных нарушений в законтурной части среды, пе­ ребора породы, образования заколов. Выполняют такое взрывание методом скважинных зарядов малого диаметра.

В з р ы в а н и е н а в ы т е с н е н и е с л а б о г о г р у н т а , или поднасыпное взрывание, применяют при необходимости удаления илистого или торфяного грунта из-под насыпи для ее опускания (по­ садки) на устойчивое минеральное дно болота. Эти работы выполняют методом скважинных зарядов.

В з р ы в а н и е д л я п о в ы ш е н и я у д е р ж и в а ю щ е й с п о с о б н о с т и косогорного дна болота, имеющего поперечный склон относительно оси трассы крутизной более 0,1, выполняют также методом скважинных зарядов.

К о р ч е в к у

пней и в а л к у

д е р е в ь е в

взрывным способом

производят при

расчистке трассы,

используя

метод шпуровых или

небольших сосредоточенных зарядов в подкопах.

228 •

Взрывание породы на рыхление при разработке выемок, резервов и притрассовых карьеров на новостройках

Скальные выемки имеют ограниченную ширину в основании, пре­ имущественно от 8,5 до 16 м. Глубина выемок колеблется в пределах

от 0

до 40 м. Откосам скальных выемок придают крутизну от 1 : 0

до 1

: 1 и реже — в слабых или неблагоприятно сложенных скальных

породах — 1 : 1,33 — 1 : 1,5.

Углубления и выступы в основании выемок ограничиваются вели­ чиной 0,2 м. Неровности в откосах не должны служить препятствием для нормальной эксплуатации выемок, производства ремонтных работ и стока воды, а также не должны ухудшать видимость дороги и встреч­ ных транспортных средств.

По условиям безопасности работ высота забоя не должна превышать максимальной высоты резания для применяемого экскаватора более чем на 2—3 м. .

Для возможности придания откосам проектного очертания в про­ цессе разработки экскаватором основной массы взорванной породы и максимального снижения объема подчистных работ при доработке выемки высота разрабатываемого слоя породы не должна быть более указанной в табл. 22.

 

 

 

Т а б л и ц а

22

Наибольшая рациональная высота взрываемого

слоя,

м,

Марка экскаватора

 

при крутизне откоса выемки

 

 

 

 

 

 

 

1

: 0,2

1 : 0,5

1: 0,75

1 : 1

 

Э-652 и Э-801

8,0

7,0

6,0

5,0

 

Э-10001 и Э-1250

8,0

8,0

7,6

6,1

 

УБ-162

10,2

9,5

9,0

8,0

 

Разработку выемок глубиной более 6—10 м выполняют послойно в несколько проходок (по глубине выемки).

Неглубокие выемки (до 2,5 м) или такие же участки их для дости­ жения хорошего дробления породы и проработки подошвы необходи­ мо взрывать скважинами малого диаметра или методом шпуровых за­ рядов. Более глубокие выемки (участки) взрывают методом скважин­ ных зарядов.

Взрывание породы в массивах, не содержащих воды, и в периоды отсутствия дождей рационально выполнять по всей длине выемки в один прием, если позволяют местные условия и имеющиеся средства взры­ вания и источники тока. При применении метода камерных зарядов взрывание породы следует всегда производить в один прием по всей длине и глубине выемки.

При работе в дождливые периоды и в обводненных скальных мас­ сивах подготавливаемый к взрыву участок выемки во избежание заили­ вания скважин следует ограничивать по длине и объему. Однако объем взрываемой в один прием породы должен обеспечивать непрерыв­ ную работу экскватора в течение одной или двух недель.

229

П , и*-/смену

 

Применение

при

взрывании

выемок

 

 

 

метода скважинных

зарядов

позволяет

 

 

 

вести буровзрывные

и

экскаваторные

 

 

 

работы

по времени

как

последователь­

 

 

 

но, так и одновременно,

т. е. комплекс­

 

 

 

но. В первом случае

упрощается орга­

 

 

 

низация работ. При комплексном веде­

 

 

 

нии работ сокращается

срок

разработ­

 

 

 

ки выемок, улучшаются производствен­

 

 

 

ные показатели, при этом необходима

 

 

 

особо четкая организация работ.

 

 

 

 

Послойная разработка глубоких вы­

 

 

 

емок всегда предопределяет комплекс­

 

 

 

ное ведение буровзрывных и экскаватор­

 

 

 

ных работ. При

 

такой

их

организации

Рис. 142.

График

зависимости

взрывы

следует

производить циклич­

но — один раз

в одну или две

недели,

сменной выработки экскаватора

Э-10001

(ковш емкостью 1 м3)

выполняя их в день, являющийся нера­

от средневзвешенного (по наи­

бочим для бригад, ведущих

разработку

большему ребру)

размера

взорванной породы.

 

 

 

 

 

кусков

взорванной породы

При

последовательном

выполнении

 

 

 

буровзрывных

и

экскаваторных

работ

потребное число буровых машин и рабочего персонала рассчиты­ вают по заданному сроку выполнения буровзрывных работ; в тече­ ние всего времени работы экскаватора вблизи выемки должен нахо­ диться дежурный взрывник.

При комплексном выполнении буровзрывных и погрузочно-транс­ портных работ необходимое число буровых машин и рабочего персо­ нала на буровзрывных работах определяют по максимальной произ­ водительности экскаваторов, занятых на разработке выемки.

При применении метода скважинных или шпуровых зарядов стоит задача получения высокой степени дробления породы в пределах очер­ тания (контура) выемки, при которой возможно достижение выработки экскаватора 50—60 м3/ч и более на 1 м3 емкости ковша. Зависимость выработки экскаватора от среднего размера йф кусков взорванной по­ роды (по наибольшему ребру) приведена на рис. 142.

Максимальный размер кусков взорванной породы ограничен сле­ дующими величинами (ВСН 178—74): 0,60; 0,7 и 0,8 м — для экскава­ торов с ковшами емкостью соответственно — 0,5 — 0,65; 1,0—1,25

и 1,6 м3.

При определении необходимой степени дробления породы следует также учитывать требования к размеру отдельных кусков взорванной породы, из которых возводят насыпи. При высоте насыпей 1,5 м и бо­ лее в них рекомендуется укладывать куски размером до 0,8 м, т. е. практически все, погружаемые экскаваторами дорожно-строительного типа. Насыпи меньшей высоты и верхнюю честь всех насыпей на высо­ ту не менее 1 м во избежание перерасхода песчаного или щебеночного материалов при образовании балластного слоя следует отсыпать из фракций размеров не более 0,15—0,2 м.

230

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ