1. Взрывание на выброс и рыхление при проходке геологоразведочных канав и траншей

В геологоразведке взрывчатые вещества применяют в процессе проходки канав и траншей для разрыхления горных пород или для разрушения и удаления (выброса) пород из выработки.

В соответствии с принятой технологией проходки разведочных канав машинные (как. впрочем, и ручной) способы отбойки применимы только в породах ниже средней крепости (до V категории по буримости). Поэтому в более крепких породах использование ВВ становится характерной особенностью проходческого процесса (предварительное взрывное рыхление плотных пород III–IV категорий по буримости повышает производительность проходческих работ). Взрывное разрыхление пород сочетают с машинной (скреперы, бульдозеры, экскаваторы) и ручной выемкой и удалением этих пород из проходимой выработки. Породы рыхлят при одной (верхней) обнаженной поверхности массива, как правило, зарядами ВВ, размещенными в наклонных шпурах или неглубоких скважинах.

В зависимости от размеров поперечного сечения канав 1 и крепости пород шпуры 2 располагают в один ряд по оси канавы или в два ряда (рис. 7.5).

Основным принципом расчета зарядов ВВ является положение о том, что разрушенный объём пропорционален массе заряда.

Имеется много формул для расчета зарядов, которые, сохраняя указанный принцип, отличаются лишь формой и рассчитываемыми величинами. В частности, большинство известных формул различаются только предположениями о формах воронки взрыва, принимаемых при расчете (конус, усеченный конус, пирамида и пр.), что приводит лишь к изменению величин коэффициентов.

Рис. 7.5 Двухрядное расположение шпуров при проходке канав

Согласно закону подобия, разрушаемый объём для одиночного со­средоточенного заряда пропорционален W³, а для одиночного удлинен­ного заряда – W².

Для сосредоточенных зарядов рыхления

Q=k W³ (7.7)

где k – расчетный коэффициент, кг/м³.

Для сосредоточенного заряда выброса

Q=q_нW³(0,4+0,6n³, (7.8)

где q_н – расчетный расход ВВ, кг/м³;

п – показатель действия взрыва.

Формула (7.8) выведена М. М. Боресковым в прошлом веке.

Величина q_н численно дает удельный расход ВВ при n = 1. Погрешность формулы (7.8) не превышает ± 1015%.

Величина k в формуле колеблется в значительных пределах в зависимости от требуемой степени дробления.

Разрушение породы и её удаление из выработки достигаются при взрывах усиленного выброса с показателем действия взрыва п = 1,22,5. Расстояние между зарядами в рядуа (м) рассчитывают в зависимости от глубины их заложения h₃ W. Так. при h₃ < 1,5 м а = h₃n, при h₃ 1,5 ма = 0,5 h₃, (п + 1).

Глубина эффективного взрывного рыхления является оптимальной для шпура (скважины) определенного диаметра, и если она меньше проектной глубины канавы Н, то целесообразно последнюю проводить послойно. При этом число слоев К_с = Н/Н_о, а мощность каждого слоя H_с = Н / К_с.

Метод удлинённых горизонтальных зарядов выброса применяется при образовании траншей с ровным дном и выдержанным сечением. Вначале проходится зарядная траншея шириной 0,2—1 м и глубиной, определяемой по формуле

h₃ = W + 0,5d₃ (7.9)

где d₃ – диаметр удлиненного заряда, м: W – линия наименьшего сопротивления, м.

Масса заряда Q_у на 1 м выемки (кг) рассчитывается по формуле

Q_у = q_н W² (n² + 0,4n – 0,4). (7.10)

Величина л.н.с.:

в грунтах W = (0,3 0,6)H_в; (7.11)

в скальных породах W= (0,71,0)H_в; (7.12)

где H_в – заданная глубина выемки, м.

Взрывы на выброс применяют при крутизне горных склонов свыше 30°, когда применение механизации и землеройной техники становится практически невозможным. Взрывы на сброс применяют также для создания плотин и перемычек. Для скважинных зарядов используют вертикальные и наклонные скважины.

Масса заряда на сброс рассчитывается по формуле

(7.13)

где Q_в – масса заряда выброса при горизонтальной поверхности, кг; α – угол наклона взрываемого массива, градус.

Радиус отрыва R_п (м) в подгорную сторону равен ширине полки сброса

7.14-7.17

где Н – высота обрушаемого уступа, м; q – удельный расход ВВ, кг/м³.

Интервал замедления между взрывами отдельных зарядов определяется в зависимости от глубины заложения зарядов и принятых средств взрывания в пределах 0,025…4 с. Чем больше глубина заложения зарядов, тем большим принимается интервал замедления.

Взрывы на выброс при проходке разведочных канав практикова­лись ранее в довольно больших масштабах. Этот способ хотя и харак­теризуется высокой производительностью работ (при относительно не­больших затратах труда и времени выполняются значительные объёмы канавных работ), однако ему присущи весьма существенные недостат­ки. К основным недостаткам относятся: большой объём выработки, достигаемый за счёт её ширины (при глубине 1.5 м ширина канавы в верхней части превышает 6 м), при недостаточной геологической ин­формации: значительные загрязнение и изменение при взрыве структу­ры пород подошвы и бортов канавы; большие нарушения земной по­верхности не только вследствие увеличенной ширины выработки, но и некомпактности образующихся за её бортами породных отвалов, при­чём разлёт кусков достигает многих десятков метров.

Проходка канав взрывом на выброс разрешается только в исключительных случаях — в труднодоступной (преимущественно гористой) местности, куда невозможно обеспечить доставку горных машин и при биологически малоценном почвенном покрове.

Контрольные вопросы

1. Для каких целей в геологоразведке применяют взрывание на выброс и рыхление?

2. Напишите основные расчётные формулы для определения массы сосредоточенных зарядов рыхления и выброса.

3. Как рассчитывается расстояние между зарядами?

4. В каких случаях применяют послойную проходку канав взрывами на выброс и рыхление?

96