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

книги из ГПНТБ / Кутузов Б.Н. Взрывное и механическое разрушение горных пород учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
35
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
40.74 Mб
Скачать

Шнур ДШ-В для подводного взрывания дополнительно покрыт полихлорвиниловой оболочкой. Гидроизоляция обычного детониру­ ющего шнура ДШ-А и ДШ-Б осуществляется покрытием наружных оплеток воском или озокеритом. Наружная оплетка шнура может быть красной или белой с двумя красными нитями.

В настоящее время разработаны более высококачественные дето­ нирующие шнуры, у которых сердцевина заключена в целлофановую пленку, что исключает высыпание ВВ при перегибах, а также делает шнур нечувствительным к высоким температурам. Разработаны тэновые шнуры повышенной и пониженной мощности из полихлор­ винила.

Предохранительные детонирующие шнуры ДШП-1 и ДШП-2 разработаны для шахт, опасных по газу или пыли. Сердцевина шнура ДШП-1 состоит из смеси ВВ с пламегасителем. Шнур ДШП-2 отличается от обычного ДШ наличием на нем предохранительной оболочки из пламегасителя.

В обращении ДШ сравнительно безопасен, к трению и удару практически не чувствителен, от огня загорается с трудом и в не­ больших количествах сгорает спокойно. При высокой температуре окружающей среды ( > 30° С) гидроизоляция детонирующего шнура ДШ-А плавится, проникает во взрывчатую сердцевину и снижает ее чувствительность к детонации. При низких температурах шнур может ломаться при монтаже сети, поэтому перед применением при высоких (более + 3 0 ° С) или низких (—15° С и ниже) температурах его следует подвергнуть специальным испытаниям. Заводы-изготови­ тели выпускают ДШ в бухтах длиной до 50 м. Стоимость ДШ 12— 14 коп. за 1 м.|

§ 31. Средства к. з. в. при взрывании детонирующим шнуром

Для получения коротких замедлений между зарядами, взрыва­ емыми с помощью ДШ, применяют пиротехнические замедлители КЗДШ-58 и КЗДШ-62-2, включаемые в разрыв сети ДШ.

Конструкция КЗДШ-58 (рис. 37, а) предусматривает замедления 10, 20, 35 и 50 мс с разбросом по времени замедления от ± 4 до ± 7 мс.

В жесткую бумажную трубку реле помещен замедляющий эле­ мент, состоящий из КД в металлической гильзе с пиротехническим замедлителем из окиси меди и алюминиевой пудры. С обоих концов

трубки алюминиевыми колпачками

закреплены отрезки

ДШ, один

из которых касается донышка КД,

другой расположен

на рассто­

янии 100 мм от среза гильзы.

 

 

При взрыве первым детонирует входящий (длинный) отрезок шнура (на рис. 37, а слева). Детонационная волна воспламеняет замедлитель, от которого инициирует КД, а взрыв последнего ини­

циирует примыкающий к

нему короткий отрезок ДШ, выходя­

щий из трубки (на рис. 37,

а справа).

Замедлитель КЗДШ-58 передает детонацию только в одном напра­ влении, что требует повышенного внимания при монтаже сети.

5

2

3

6

Рис.

37.

Пиротехнические замедлители детонирующего шнура :

а — КЗДШ-58; б — КЗДШ-62-2; 1 — трубка; 2

капсюль-детонатор; 3 — замедлитель; 4 — фиксаторы ДШ; 5 — отрезки ДГЛ;

6

— промежуточный колпачок

В настоящее время применяют пиротехнические замедлители дву­ стороннего действия КЗДШ-62-2 (рис. 37, б). Стоимость КЗДШ-62-2 составляет 120 руб. за 1000 шт.

§ 32. Огневое и электроогневое взрывание Огневое взрывание зарядов применяют на карьерах и в шахтах,

не опасных по газу и пыли.

Д л я о с у щ е с т в л е н и я

о г н е ­

в о г о в з р ы в а н и я

з а р я д о в

н е о б х о д и м о

и з г о ­

т о в и т ь з а ж и г а т е л ь н ы е и к о н т р о л ь н ы е

т р у б к и

и

п а т р о н ы - б о е в и к и,

п р о и з в е с т и

 

з а р я д к у

и з а б о й к у

ш п у р о в

и л и с к в а ж и н

в с о о т в е т -

с т в и и с п а с п о р т о м , а т а к ж е з а ж и г а н и е

о т р е з ­

 

 

 

 

 

 

 

 

к о в

ОШ, в е с т и

с ч е т

 

 

 

 

 

 

 

 

в з р ы в а е м ы х

з а р я ­

 

 

 

 

 

 

 

 

д о в , о с м о т р е т ь

з а ­

 

 

 

 

 

 

 

 

б о й

п о с л е

п р о ­

 

 

 

 

 

 

 

 

в е т р и в а н и я и п р и

 

 

 

 

 

 

 

 

о б н а р у ж е н и и

 

о т ­

 

 

 

 

 

 

 

 

к а з о в

л и к в и д и ­

 

 

 

 

 

 

 

 

р о в а т ь

и х .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З а ж и г а т е л ь н а я

 

I

й

 

Ш

 

И

 

т р у б к а

представляет

 

 

 

 

собой

капсюль-детонатор

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 38.

Порядок изготовления патрона-боеви­

с закрепленным в

дульце

 

 

ка при огневом

взрывании:

 

отрезком

ОШ. Для зажи­

I — I V

— последовательность

выполнения

операций

гательных

трубок

приме­

 

 

 

 

 

 

 

 

няют

отрезки

шнуров

не

короче 1 м и не длиннее

10 м.

Длина

зажигательных

трубок

для

зарядов

одного

взрыва

должна

быть одинаковой.

 

 

 

 

При огневом взрывании патрон-боевик представляет собой обыч­ ный патрон ВВ, в который вставлен капсюль-детонатор зажигатель­ ной трубки (рис. 38). Для порошкообразных ВВ патроны-боевики изготовляют, завертывая в прочную бумагу определенное коли­ чество ВВ. Для взрывания шпуров, заряженных порошкообразным ВВ, на карьерах патроны-боевики можно не изготовлять; в этом случае зажигательную трубку вводят непосредственно в заряд. В прессованных ВВ для детонаторов имеются гнезда заводского изготовления.

После заряжания ВВ и помещения в заряд патронов-боевиков свободную часть зарядной камеры заполняют забоечным материалом из песчано-глинистой смеси или песка.

При ведении взрывных работ на открытых горных работах для

контроля за временем, затрачиваемым на

зажигание,

применяют

к о н т р о л ь н у ю з а ж и г а т е л ь н у ю

т р у б к у ,

имеющую

отрезок ОШ

на 60 см короче по сравнению со шнурами

зажигатель­

ных трубок,

вставленными в заряды. При подземной разработке для

этой же цели применяют укороченный контрольный отрезок ОШ.

П о с л е

в з р ы в а

к о н т р о л ь н о й

т р у б к и

и л и

с г о р а н и я

к о н т р о л ь н о г о

о т р е з к а

ш н у р а

в з р ы в н и к и н е м е д л е н н о у х о д я т в б е з о п а с н о е м е с т о .

При обнаружении отказа взрывник немедленно выставляет отли­ чительный знак у невзорвавшегося заряда. В подземных условиях он должен закрестить забой выработки, уведомить об этом руково­ дителя взрывных работ или заменяющего его лицо сменного техни­ ческого надзора и ликвидировать согласно «Единым правилам безопасности при взрывных работах» отказавший заряд.

Огневое взрывание запрещается в тех случаях, когда своевре­ менный отход взрывников в укрытие затруднен из-за необходимости пользоваться лестницами, веревками, полками или преодоления каких-либо других препятствий, встречающихся при проходке вер­ тикальных и наклонных (свыше 30°) выработок. В этих случаях

применяют электроогневое или электрическое взрывание

зарядов.

Д о с т о и н с т в а

о г н е в о г о в з р ы в а н и я :

простота

выполнения работ и низкая стоимость.

 

Н е д о с т а т к и

о г н е в о г о в з р ы в а н и я : повышенная

опасность, так как взрывник во время поджигания отрезков шнура находится непосредственно у зарядов; невозможность соблюдения точных интервалов между взрывами; невозможность контроля за исправностью средств взрывания и образование большого количества ядовитых газов при сгорании шнура.

 

 

§

33.

Электрическое

взрывание

 

 

 

 

П р и

 

э л е к т р и ч е с к о м

в з р ы в а н и и

 

з а р я д о в

н е о б х о д и м о п р о в е р и т ь и п о д о б р а т ь

э л е к т р о ­

д е т о н а т о р ы

п о с о п р о т и в л е н и ю ,

и з г о т о в и т ь

п а т р о н ы - б о е в и к и ,

п р о и з в е с т и

 

з а р я ж а н и е

и з а б о й к у ш п у р о в , м о н т а ж

э л е к т р о в з р ы в н о й

с е т и ,

п р о в е р и т ь

и с п р а в н о с т ь

с е т и ,

п о д с о ­

е д и н и т ь

м а г и с т р а л ь н ы е

 

п р о в о д а

к

и с т о ч ­

н и к у т о к а и п р о и з в е с т и

 

в з р ы в . П о с л е

п р о ­

в е т р и в а н и я

о с м о т р е т ь

в з о р в а н н ы й

з а б о й ,

а п р и

н а л и ч и и

о т к а з о в

л и к в и д и р о в а т ь

и х .

Все ЭД перед выдачей их для взрывания должны быть проверены по сопротивлению. Концы проводов электродетонаторов после про­ верки их сопротивления замыкают накоротко. В таком положении они находятся до момента присоединения их к участковым или магистральным проводам.

Патроны-боевики при электрическом взрывании изготовляют различными способами (рис. 39). Соединения проводов тщательно изолируют изоляционной лентой или зажимами-контактами (рис. 40).

Общее сопротивление всей электровзрывной сети должно быть подсчитано и затем измерено при помощи электроизмерительных приборов. При расхождении фактически измеренного и расчетного

сопротивлений сети более чем на 10% необходимо устранить не­ исправности, вызывающие отклонения от расчетного сопротивления электровзрывной сети.

Ключи от взрывных машинок и ящиков с рубильниками на все время подготовительных работ до времени взрыва должны нахо­

 

диться у руководителя взрыв­

 

ных работ или

взрывника.

 

При электрическом

взрыва­

 

нии

в

шахтах, опасных по га­

 

зу или пыли,

 

электродетонатор

 

необходимо помещать в ближай­

 

шей

 

к устью

шпура

торцовой

 

части патрона-боевика, чтобы

 

дно

гильзы

электродетонатора

і

было направлено

ко дну шнура.

Д о с т о и н с т в а

э л е к ­

 

Рис. 39. Порядок изготовления патрона-

т р и ч е с к о г о

в з р ы в а ­

боевика при электрическом взрывании

н и я :

относительная

безопас­

зарядов:

ность,

возможность

проверки

IV — последовательность выполнения опе­

сети

 

перед

взрывом

и осуще­

раций

 

 

ствления любой

последователь-

ности взрывания серии зарядов, неограниченная область применения.

Н е д о с т а т к и э л е к т р и ч е с к о г о в з р ы в а н и я : сложность монтажа сети, особенно при соединении большого числа электродетонаторов по смешанным схемам, повышенная по сравне­ нию с огневым взрыванием стоимость, опасность преждевременного взрыва от блуждающих токов.

г

Рис . 40. Изоляционные зажимы — контакты:

а, б, в — этапы соединения проводов;

г — гильза с проводами;

пере-

гнутая

гильза

 

К посторонним токам, поступающим в сеть из взрываемого мас­

сива, относятся: б л у ж д а ю щ и е

т о к и ,

возникающие при

применении контактных электровозов;

т о к и

у т е ч к и , возни­

кающие при повреждении изоляции силовых или осветительных сетей; т о к и , возникающие в результате протекания в породах

физических и химических

процессов; т о к и г р о з о в ы х

р а з ­

р я д о в , переходящие

из

атмосферы в массив

породы;

т о к и

э л е к т р о м а г н и т н ы х

и з л у ч е н и й ,

возникающие при

радио- и телевизионных передачах. Наиболее опасны для взрывной цепи блуждающие токи и токи утечки, которые могут вызвать прежде­ временный взрыв.

Для предотвращения преждевременных взрывов применяют сле­ дующие меры: обеспечивают хорошую изоляцию взрывной сети; ограничивают блуждающие токи в районе взрывания путем улуч­ шения изоляции электротехнического оборудования и прекращения подачи электроэнергии на участок в период подготовки и проведения взрыва; устанавливают во взрывную сеть газовые разрядники, потенциал зажигания которых выше разности потенциалов блужда­ ющих токов и ниже потенциала источника тока, применяемого для взрывания; применяют полупроводниковые нелинейные сопроти­ вления, резко снижающие свое сопротивление при увеличении напряжения.

Наиболее надежным является применение электродетонаторов, устойчивых против воздействия блуждающих токов. Безопасный ток

для них 1 А, а гарантийный — 4,5 А.

 

§ 34. Взрывание с помощью

детонирующего шнура

Д л я в з р ы в а н и я с п о м о щ ь ю ДШ н е о б х о д и м о :

р а з р е з а т ь ш н у р н а о т р е з к и д л я

и з г о т о в л е ­

н и я п а т р о н а - б о е в и к а ;

и з г о т о в и т ь

 

п а т р о н ы -

б о е в и к и ;

п р о и з в е с т и

з а р я д к у

и

з а б о й к у

 

Ход детонационной

волны

 

 

 

і Ш Ш I

 

 

 

Рис. 41. Способы соединения отрезков детонирующего шнура

7*

99

з а р я д о в , а т а к ж е м о н т а ж в з р ы в н о й с е т и ; п о д ­

с о е д и н и т ь

к м а г и с т р а л и

к а п с ю л и - д е т о н а ­

т о р ы и л и э л е к т р о д е т о н а т о р ы

 

и

п р о и з в е с т и

в з р ы в ; п о с л е в з р ы в а о с м о т р е т ь

в з о р в а н н ы й

з а б о й и п р и о б н а р у ж е н и и о т к а з о в

л и к в и д и ­

р о в а т ь

И X.

зарядов в

скважинах или камерах патрон-боевик

При взрывах

изготовляют из нескольких

патронов обвязыванием их детониру-

К источнику

 

і

 

 

ющим

шнуром.

Патроны-бое-

 

 

 

 

вики

 

изготовляют

непосред­

тока

 

 

 

 

 

У/7.ЛЛ

 

 

 

ственно

 

у

места

зарядки.

 

 

 

Отрезки

шнуров

между со­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

бой

соединяют (рис.

41)

вна­

 

 

 

 

 

кладку

и

внакрутку

на

длине

Рис. 42. Способ инициирования

детони­

не менее

 

10

см. Можно

также

рующего

шнура:

 

связывать

шнуры

морским уз­

1 — электродетонаторы;

2 — ДШ; з

— креп­

лом.

 

 

 

 

 

 

 

 

ление

детонаторов на

ДШ

 

Угол

между

ответвлением

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДШ

и

 

магистралью

по на-

правлению

детонации

во

избежание

отказов

не

должен

быть

больше 90°.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сеть из ДШ при взрывах большой мощности инициируют не менее чем двумя электродетонаторами или зажигательными трубками (рис. 42).

При взрывании скважинных и камерных зарядов в каждом из

них располагают два боевика, детонирующие шнуры от

которых

монтируют в самостоятельные две сети,

т. е. для большей

надеж­

ности обязательно дублируют взрывные

сети из

ДШ.

 

Д о с т о и н с т в а

в з р ы в а н и я

с п

о м о щ ь ю

ДШ:

уменьшение опасности выполнения работ по заряжанию и особенно по ликвидации отказов, простота выполнения работ.

Н е д о с т а т к и в з р ы в а н и я д е т о н и р у ю щ и м ш н у р о м : невозможность контроля приборами исправности сети перед взрывом и высокая стоимость шнура.

Г л а в а V I

ДЕЙСТВИЕ ВЗРЫВА В СРЕДЕ И ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА ЗАРЯДОВ*

Первые исследования действия взрыва и расчеты зарядов выпол­ няли военные инженеры для ведения минноподрывных работ.

Они анализировали действие взрыва заряда в грунтах с одной обнаженной поверхностью и возможность получения заданных параметров воронки взрыва. В основу этих работ положен принцип, изложенный в X V I I Е. французским военным инженером Вобаном, — сопротивление, оказываемое заряду, пропорционально объему (весу) разрушаемой породы

Q = qV,

(VI.1)

где О — требуемый вес заряда,

кг;

 

V — объем (вес) разрушаемого массива, м 3 (т);

 

q — расчетный коэффициент

расхода ВВ, кг/м3

(кг/т).

Работы этого периода сводились к отысканию формул, позволя­ ющих рассчитывать заряды для разных условий взрывания. В фор­ мулы вводили коэффициенты, учитывающие форму воронки, пока­

затель действия взрыва, глубину заложения заряда,

тип ВВ

и другие.

 

Исследователи нескольких поколений М. М. Фролов, Белидор,

С. Д. Основин, А. Ф. Суханов и другие дифференцировали

энерго­

затраты при взрыве на отрыв части разрушаемого массива по боковой поверхности воронки взрыва, его дробление и на преодоление силы тяжести или инерции массы взрываемого объема породы.

Величина заряда в общем виде может быть выражена формулой

 

Q = q1S+q2V,Kr,

(VI.2)

где ql — расчетный

расход ВВ на 1 м2 площади отрыва

породы

от массива,

кг;

 

площадь отрыва по боковой поверхности воронки взрыва, м2 ;

Чч = ЯЇУ — расчетный расход ВВ на 1 м 3

разрушаемого массива

для преодоления силы тяжести,

кг;

* Глава написана совместно с канд . техн. наук В. Н . Боровиковым.

q'2 — расчетный расход ВВ на 1 т разрушаемого массива для преодоления силы тяжести, кг;

у — объемный вес, т/м3 ; V — объем взрыва, м3 .

Для учета степени дробления в расчетные формулы А. Ф. Суха­ нов и другие вводят дополнительные эмпирические коэффициенты, учитывающие зависимость крупности получаемых при взрыве кусков от угла раствора воронки и линии наименьшего сопротивления.

С начала 50-х годов X X в. начинаются систематические исследо­ вания физической сущности протекающих при взрыве явлений с использованием современной аппаратуры для фиксации быстро протекающих процессов.

Цель изучения действия взрыва в среде — дать физико-матема­ тическое объяснение процесса разрушения горных пород взрывом, определить условия перехода энергии взрыва в разрушаемый мас­ сив, дать формулы расчета зарядов для получения заданного эффекта взрыва.

 

 

§ 35.

Основные понятия

 

Заряды ВВ, применяемые для разрушения (взрывания) горных

пород

и других объектов,

различают:

а) по положению — н а ­

р у ж н ы й

( н а к л а д н о й ) заряд,

расположенный на

взрыва­

емом

объекте, в н у т р е н н и й

заряд, расположенный

внутри

 

а

б

В

 

г

 

Р и с . 43. Характер действия зарядов

взрываемого объекта;

б) по форме — с о с р е д о т о ч е н н ы й

и у д л и н е н н ы й .

К удлиненным относят заряды, длина которых

более чем в три раза превышает его диаметр. В зависимости от фи­ зико-механических свойств пород, типа ВВ и диаметра заряда соот­ ношения между диаметром и длиной могут изменяться, поэтому правильнее удлиненным называть заряд, при увеличении длины

которого

радиус разрушения перпендикулярно

его оси не увели­

чивается;

в) по конструкции — с п л о ш н о й ,

т. е. не разделенный

промежутками; р а с с р е д о т о ч е н н ы й , отдельные части которого разделены промежутками из воздуха, породы, воды и т. п.; г) по характеру действия — заряд к а м у ф л е т а , взрыв которого не проявляется на поверхности (рис. 43, а); заряд о т к о л ь н ы й , при взрыве которого происходит откол (отслаивание) породы на

поверхности и

разрушение ее вокруг

заряда

(рис. 43, б);

заряд

р ы х л е н и я ,

вызывающий дробление

породы

(рис. 43, в);

заряд

в ы б р о с а , вызывающий дробление и выброс породы (рис. 43, г) Изменение характера действия заряда может быть достигнуто вслед­

ствие уменьшения глубины заложения заряда

постоянного веса

(рис. 44, а) или при увеличении веса заряда

г

— <?4) при постоян­

ной глубине заложения (рис. 44, б).

 

 

Д л я расчета одиночных сосредоточенных

зарядов разрушенный

объем породы, называемый воронкой взрыва принимают в виде опрокинутого конуса вращения с вершиной в центре заряда.

Различают

следующие

элементы

воронки взрыва: W — глубина

заложения заряда, или

л и н и я

н а и м е н ь ш е г о

с о п р о ­

т и в л е н и я

(л. н. с.) — кратчайшее расстояние от центра заряда

до ближайшей обнаженной поверхности. Глубиной заложения для

удлиненных

зарядов при их многорядном расположении

является

расстояние

между рядами или отдельными зарядами; а в

— у г о л

а

б

 

 

 

Рис. 44.

Изменение характер а действия заряда:

 

 

о в результате

уменьшения

л. н. с.

заряда постоянного веса;

б —

 

 

в результате увеличения веса заряда при постоянной

л. н. с.

 

р а с т в о р а

в о р о н к и

в з р ы в а ;

R — р а д и у с

д е й ­

с т в и я

в з р ы в а

з а р я д а ;

г — р а д и у с

в о р о н к и

в з р ы в а ;

 

п = r/W = tgctB

— п о к а з а т е л ь

д е й с т в и я

в з р ы в а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В зависимости от показателя действия взрыва различают

заряды

у м е н ь ш е н н о г о

в ы б р о с а -

при п < ' 1, н о р м а л ь н о г о

выброса при в = 1 и

у с и л е н н о г о

при п >• 1.

 

 

§ 36. Физическая сущность процесса разрушения горных пород взрывом

По механизму разрушения все породы делят на три группы. Грунтовые массивы: пески, супеси, некоторые глины и суглинки,

которые разрушаются за счет кинетической энергии, приобретенной средой при расширении продуктов взрыва. Разрушения этих пород под действием волн напряжений незначительны. Экспериментальное изучение развития разрушений в сыпучем грунте проводили в ящике, заполненном слоями цветного песка, с прозрачной стенкой из пле­ ксигласа (рис. 45). Заряд азида свинца размещали на расстоянии 20—50 мм от прозрачной стенки. При взрыве образование и развитие

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ