6.2. Взрывные работы

Взрывчатыми материалами называют взрывчатые вещества и средства взрывания. Взрывчатые вещества, в зависимости от скорости взрывчатого превращения и характера воздействия на среду, делятся на: метательные; бризантные; инициирующие.

Метательные взрывчатые вещества обладают малой скоростью распространения взрыва протекающего в форме взрывного горения, поэтому дробящего воздействия на породу они не оказывают. Бризантные (дробящие) взрывчатые вещества обладают большой скоростью распространения взрыва, протекающего в форме детонации, они оказывают сильное дробящее действие на окружающую среду, поэтому наиболее эффективны при производстве строительных работ и в карьерах.

Инициирующие взрывчатые вещества – это высокоактивные взрывчатые вещества. Они очень чувствительны к внешним воздействиям: удару, трению, нагреву и т.д. Их используют для передачи детонации другим взрывчатым веществам. Они являются начинкой капсюлей – детонаторов, электродетонаторов, детонирующего шнура (гремучая ртуть, азид свинца, тен).

При выборе взрывчатого вещества для производства взрывных работ, необходимыми требованиями являются:

1) безопасность при хранении, транспортировании и обращении;

2) невысокая стоимость;

3) механическая и химическая стойкость, т.е. нечувствительность к ударам, трению, способность сохранять первоначальное состояние, не разлагаясь под воздействием осадок и не взрываясь без внешнего воздействия;

4) работоспособность, характеризуемая объемом и давлением выделяемых при взрыве газов.

В наибольшей степени комплексу этих требований отвечают аммониты (аммиачно-селитренные взрывчатые вещества), которые представляют собой механические смеси аммиачной селитры с другими взрывчатыми веществами (например, тротилом) и горючими добавками (уголь, древесная мука). Аммониты выпускаются порошкообразными, в прессованном виде или в виде патронов. Кроме аммонитов в транспортном строительстве используют: акватол, аллюмотол, гранулотол, гранулиты, зерногранулиты, игданит.

К средствам взрывания относят приспособления или устройства, при помощи которых производятся взрывные работы. Это: капсюли-детонаторы; электродетонаторы; детонирующие шнуры; огнепроводные шнуры.

Капсюли-детонаторы и электродетонары представляют собой небольшого размера гильзочки из металла или бумаги, начинку которых составляет комбинированный заряд инициирующих взрывчатых веществ, например, азидоцитриловых. Возгорание инициирующих взрывчатых веществ в капсюле-детонаторе осуществляется от подведенного к нему огнепроводного шнура. В электродетонатор вмонтирован электровоспламенитель. Детонирующий шнур также обладает высокой скоростью детонации, т.к. его сердцевина изготовлена из высокоактивного кристаллического тена, причем использование этого шнура менее безопасно, чем использование высокоактивных детонаторов.

Способы взрывания. При ведении строительных работ в основном применяют три способа взрывания: огневой, электрический, при помощи детонирующего шнура.

При огневом взрывании детонация заряда происходит в результате взрыва капсюля-детонатора от воздействия искр огнепроводного шнура. Он отличается простотой производства работ, но в то же время характеризуется повышенной опасностью и ограниченным числом одновременно взрываемых зарядов. Наиболее распространенным является электрический способ – детонация заряда происходит при взрыве электродетонатора. Этот способ можно применять для взрыва любого числа зарядов. При этом монтируется электрическая цепь, где заряды подсоединяются последовательно или параллельно. После монтажа цепи тщательно проверяют ее сопротивление

Рис. 6.9. Электровзрывная сеть с последовательным соединением электродетонаторов: 1 – взрывная станция; 7 – электродетонатор; 8 – заряд. Провода: 2 - магистральные; 3 – соединительные; 4 – участковые; 5 – концевые; 6 – выводные.

Недостатками этого способа являются: некоторая сложность устройства взрывной сети; необходимость наличия источника тока; возможность преждевременного взрыва электродетонаторов под воздействием блуждающих токов. Детонирующий шнур используется при всех методах производства взрывных работ. Он менее опасный, чем электрический и вызывает большее дробящее действие породы, в результате высокой скорости детонации. Довольно часто используют способ – КЗВ – короткозамедленного взрывания. Этот способ производства работ заключается в последовательном взрывании зарядов или групп зарядов с таким интервалом замедления, что действие каждого последующего заряда на взрываемую среду начинается раньше, чем закончилось действие предыдущего заряда или группы зарядов, т.е. когда порода находится в напряженном состоянии от предыдущего взрыва. Кроме того, заряды взрывают в определенной последовательности, вследствие чего происходят встречные удары взрываемых и отбрасываемых скальных пород.

Способы производства КЗВ:

- электродетонаторами короткозамедленного действия;

- с использованием детонирующего шнура с применением реле;

- обычными электродетонаторами.

Действие взрыва в среде и виды зарядов. В зависимости от формы различают:

- сосредоточенные заряды, имеющие форму шара, куба и т.д., у которых соотношение ;

- удлиненные заряды .

По структуре заряд может быть:

- сплошным, если он расположен в зарядной камере без промежутков;

- рассредоточенным, если он разделен промежутками из какой-либо среды на части, взрываемые одновременно.

По характеру воздействия на породу различают заряды:

- внутреннего действия, которые не оказывают воздействия на обнаженную поверхность земли;

- заряд рыхления, при использовании которых происходит рыхление породы в определенном радиусе;

- взрыв заряда на выброс. Это довольно мощные заряды, в результате взрыва которых происходит выброс породы и образуется воронка.

n= 0.6  n  3

где Р- видимая глубина воронки взрыва;

w-линия наименьшего сопротивления.

Если: n=1-нормальный выброс;

n>1-усиленный выброс;

0,6<n<1-уменьшенный выброс.

Часто для того, чтобы порода хорошо взрыхлялась, добиваются совместного действия зарядов.

Методы и техника ведения взрывных работ.

1. Метод шпуровых зарядов.

Наиболее распространены шпуры диаметром 35…42мм.

Шпуры бывают:

- вертикальные, их называют нисходящие, наклонные, т.е. восстающие, горизонтальные;

- сухие вертикальные и наклонные шпуры можно заряжать непатронированными порошкообразными взрывчатыми веществами. А сырые и горизонтальные – только патронированными взрывчатыми веществами.

Для забойки шпуров используют песок, слегка увлажненную глину или ее смесь с песком. Для забойки горизонтальных шпуров забоечный материал также применяются в патронированном виде.

В зависимости от состояния и крепости грунта шпуры устраивают или с недобором до дна выемки или с перебором.

Преимуществом данного метода является достаточно равномерное распределение взрывчатых веществ во взрываемой среде, позволяющее получить равномерное дробление породы, а также простота и универсальность производства работ.

Недостаток – довольно низкая производительность труда при рыхлении больших масс.

2. Метод скважинных зарядов.

Преимущество: полная механизация процессов бурения. Основные положения аналогичны первому методу.

3. Траншейный метод

Рис. 6.10. Траншейный метод производства взрывных работ: 1 – траншея; 2 – заряд; 3 – контур будущей выемки

Высокая механизация проходочных работ и зарядки.

4. Устройство штолен

Рис. 6.11. Схема расположения подготовительных выработок при методе штольневых зарядов: 1 – штольня; 2 – контур будущей выемки

В эту штольню закладывается заряд, и производят взрыв.

Заряжение взрывных выработок и забойка могут производиться как вручную, так и с применением машин, например, на базе автомобилей с повышенной проходимостью создана – МЗС-1.

МЗС-1 – машина для заряжения скважин. Она производит заряжение скважин на глубину до 25м с использованием сжатого воздуха.

ЗС-1 – которые служат для забойки скважин. Забойка осуществляется песком или щебнем при, этом часто взрывчатые вещества доставляются на объект и хранятся в специальных передвижных складах.

Взрывные работы при сооружении вторых путей. При ведении взрывных работ движение поездов по соседнему пути должно быть прекращено. Действующий путь укрывают специальным настилом (старые шпалы, бревна и т.д.). Близко расположенные линии связи и блокировки переносятся на безопасное расстояние. Производятся мероприятия, позволяющие оградить действующий путь от завала его взрываемыми породами.