Рыхление грунтов и скальных пород взрывным способом

 

179. Подрывные работы в грунтах (породах) с целью их рыхления (дробления) производятся при возведении подземных сооружений, устройстве выемок и котлованов, при выполнении планировочных работ, добыче строи­тельных материалов, при устройстве траншей и ходов сообщения, при производстве обрушений и обвалов на горных дорогах и т.п.

При подрывании грунтов (пород) на рыхление наи­более распространены следующие методы производства работ:

— метод шпуровых зарядов и его разновидность — метод котловых зарядов;

— метод зарядов в рукавах;

— метод скважинных зарядов;

— метод камерных зарядов.

180. При шпуровом методе производства подрывных работ применяются цилиндрические заряды, которые закладываются в шпуры, выбуриваемые в разрыхляемом массиве. Шпуровой метод применяется как на от­крытых, так и на подземных разработках.

На открытых разработках шпуровой метод исполь­зуется для добычи строительных материалов из горных пород, мощность пласта которых не превышает 4—5 м, для рыхления мерзлого грунта и скальных пород при возведении траншей и ходов сообщения, для дробления отдельных крупных камней, а также в тех случаях, ко­гда по условиям производства работ недопустимо применение крупных зарядов.

Рис. 108. Схема расположения шпуровых зарядов в массиве разрабатываемой породы:

а — вертикальный разрез; б — план; 1 — шпуры; 2 — заряды; 3 — забивка

При подземных разработках пород шпуровой метод является основным. Он используется при проходке подготовительных. и капитальных подземных выработок в скальных породах.

181. Разработка горных пород в карьерах ведется уступами; шпуры располагаются параллельно забою (открытой поверхности разрабатываемой породы) в один или несколько рядов; в последнем случае заряды в рядах располагаются в шахматном порядке (рис. 108).

Длина шпура l принимается, как правило, равной вы­соте уступа Н, однако при слабых породах она может быть на 5—10% меньше высоты уступа («недобур»), а при очень крепких породах ее следует, как правило, де­лать на 10—15% больше высоты уступа («перебур»).

Расстояние между осью шпура и забоем для зарядов первого ряда является расчетной линией наименьшего сопротивления h. Для уступов, высота которых H≤3 м, она вычисляется по формуле

h = (1,125 — 0,225H) H, (52)

а для уступов высотой 3,0 м ≤ Н ≤ 5,0 м принимается равной 0,45H.

При расположении шпуров в несколько рядов рас­стояния между рядами принимаются равными h.

Расстояния а между шпурами в рядах (вдоль усту­па) принимаются от 1,4h до 2,0h; меньшее значение при­нимается при прочных породах и в тех случаях, когда требуется обеспечить мелкое дробление их; когда тре­буется обеспечивать особо мелкое дробление породы, расстояния между шпурами уменьшают до 0,8h.

Вес шпуровых зарядов определяется по ст. 164; в слу­чаях, когда требуется только отколоть породу, вес за­рядов может быть уменьшен в полтора раза.

182. Бурение шпуров в твердых породах произво­дится пневматическими и электрическими перфорато­рами или ручными сверлами и молотками. В мягких породах бурение шпуров может производиться пневмо-сверлами и электросверлами или ручными земляными бурами (приложение 12).

183. Перед заряжанием шпуров проверяют их длину и диаметр и при помощи ложки (приложение 12) очи­щают их от буровой муки и посторонних предметов. Сы­рые и мокрые шпуры заряжают патронами порошкооб­разного ВВ или буровыми шашками; сухие шпуры мож­но заряжать и порошкообразным ВВ путем насыпки.

При заряжании шпуров насыпкой порции ВВ по 150—200 г засыпаются при помощи совка через воронку из оцинкованной стали. После засыпки каждой порции ВВ заряд слегка уплотняют прибойником.

При заряжании шпуров патронами последние досы­лаются при помощи прибойников. Если шпур сухой и его диаметр значительно больше диаметра патронов, то оболочки их разрезают вдоль или по спирали; после до­сылки разрезанного патрона на место его раздавливают ударами прибойника так, чтобы ВВ заполнило все сечение шпура.

Сырые и мокрые шпуры наиболее целесообразно за­ряжать буровыми тротиловыми шашками. При примене­нии для заряжания таких шпуров патронов из гигроско­пичных ВВ они изолируются путем обмазки битумом, озокеритом и т.п.

Заряд ВВ в шпуре должен занимать не более двух третей его длины; верхняя часть заполняется забивкой. Перед забивкой шпура в него осторожно опускают бое­вик. При заряде шпура порошкообразным ВВ боевик вводится после засыпки 80—85% заряда.

Шпуровые заряды из порошкообразных аммонитов можно взрывать при помощи детонирующего шнура без капсюлей-детонаторов. Для этой цели по оси каждого заряда на всю его длину пропускается отрезок детони­рующего шнура с двумя-тремя узлами на конце.

Забивку шпуров производят сначала пластичной песчано-глинистой смесью, а затем песком или буровой мукой. Влажные шпуры, заряженные негигроскопичным ВВ, вместо забивки можно заливать водой.

184. Взрывание каждого ряда шпуровых зарядов про­изводится одновременно электрическим способом или при помощи детонирующего шнура; сначала взрывается ближайший к забою ряд, потом следующий за ним и т.д. При наличии электродетонаторов замедлен­ного действия указанная последовательность взрывания рядов обеспечивается различным замедлением в разных рядах.

При отсутствии электродетонаторов замедленного действия в случае необходимости взорвать одновременно два ряда шпуровых зарядов расстояние между рядами шпуров уменьшается в полтора — два раза по сравнению с расчетным.

185. При отрывке траншей и ходов сообщения в мерзлых грунтах или в скальных породах рыхление их взрывным способом может производиться с устройством вертикального забоя или без него.

В первом случае взрывами первых зарядов устраивают вертикальный забой протяженностью, равной ши­рине траншеи; последующее рыхление производят взры­ванием зарядов, размещаемых рядами параллельно за­бою. После взрывания каждого ряда шпуров отбитый грунт убирают от забоя.

В скальных породах длина шпуров принимается рав­ной глубине отрываемой траншеи; в мерзлых грунтах длину шпуров принимают равной трем четвертям тол­щины мерзлого слоя. Расстояния между шпурами в ря­дах и между рядами шпуров, а также вес шпуровых зарядов определяют по ст. 181.

Бурение шпуров производится, как ука­зано в ст. 182; в мерз­лых грунтах, кроме того, шпуры можно выделы­вать шлямбурами и раскаленными ломами.

Рис. 109. Схема расположения шпу­ровых зарядов при дроблении круп­ного камня:

1 — заряды; 2 — забивка

Во втором случае (без устройства верти­кального забоя) заря­ды в шпурах размеща­ются в один или несколько рядов параллельно оси будущей траншеи и взрываются все одновременно. Длина шпуров при диаметре их 40—60 мм должна соответствовать за­данной глубине рыхления грунта. Расстояния между ря­дами шпуров и расстояния между шпурами в ряду, а также вес зарядов принимаются, как в предыдущем случае.

Пример расчета зарядов и организации работ при от­рывке траншей в мерзлом грунте приведен в приложе­нии 8.

186. Для дробления отдельных камней (рис. 109) це­лесообразно применять шпуры небольшого диаметра (25—35 мм), которые бурят на длину l, равную 0,5—0,75 высоты камня. Расстояния между шпурами принимают равными 1—2 длинам шпура.

Общий вес заряда, необходимого для раздробления камня, определяется по формуле

C = qV, (53)

где С — вес заряда в килограммах;

V — объем камня в кубических метрах;

q — удельный расход ВВ в килограммах на кубиче­ский метр, принимаемый равным от 0,06 К до 0,3 K * (табл. 23).

Рассчитанный по формуле (53) заряд распределяют равномерно между всеми шпурами, Заряд в каж­дом шпуре должен занимать не более половины его длины. Взрыв всех зарядов в шпурах производится од­новременно.

Рис. 110. Схема расположения шпуров при проходке галерей:

а — врубовые шпуры; б — отбойные шпуры

187. Проходка колодцев, галерей и выделка камер втвердых породах производятся при помощи врубовых и отбойных шпуров (рис. 110). Длина отбойных шпуров при диаметре их 35—40 мм обычно принимается равной 2,0 м, длина врубовых шпуров на 15—20 см больше длины отбойных.

Заряд в шпуре должен занимать не более двух тре­тей, а забивка не менее одной трети его длины. Шпуры располагаются на расстоянии 0,4—0,8 м один от другого. Вес каждого заряда вычисляется по заполненному ВВ объему шпура. В первую очередь взрывают за­ряды во врубовых шпурах, затем в отбойных.

188. Метод котловых зарядов отличается от метода шпуровых зарядов тем, что при нем вместо удлиненных применяют сосредоточенные заряды, по­мещаемые в котлах, образованных путем про­стрела шпуров малыми зарядами (ст. 175).

Основные заряды, размещаемые в котлах, рассчиты­ваются по ст. 164. Расстояния между центрами зарядов (центрами котлов) принимают в пределах (0,8-г-1,4)/г в зависимости от требуемой степени дробления грунта (породы).

Котловые шпуры в крепких породах забиваются полностью (до устья). В породах средней крепости и в более слабых забивка может быть неполной. Для забивки котловых шпуров применяются те же материа­лы, что и для забивки шпуров обычного типа.

___________________

*Меньшие значения принимаются для крупных камней, боль­шие — для мелких (объемом меньше 0,5 м ³).

 

189. Метод зарядов в рукавах (метод малокамерных зарядов) состоит в том, что заряды, предназначенные для рыхления грунта (породы), закладываются в гори­зонтальные или слегка наклонные выработки (рукава) сечением до 0,5X0,5 м. Длина рукавов принимается рав­ной от 0,5 до 0,8 высоты подрываемого уступа, но не бо­лее 5 м; за высоту уступа в данном случае принимается расстояние (по вертикали) от центра заряда до поверхности земли. Расстояния между рукавами вдоль уступа в зависимости от требуемой степени дробления породы принимаются в пределах 0,8—1,4 длины рукава.

Вес зарядов в рукавах определяется по формуле (31) 5 при этом линия наименьшего сопротивления h прини­мается равной длине рукава, а показатель дей­ствия взрыва п — в пределах 0,75—1,0.

Рукава заряжают рассыпными ВВ (при помощи сов­ков с длинными ручками) или ВВ, упакованными в па­кеты. В сырых местах заряды из неводостойких ВВ дол­жны иметь водонепроницаемые оболочки. Вся свобод­ная от заряда часть рукава заполняется забив­кой с обязательной утрамбовкой ее.

190. Метод скважинных зарядов состоит в том, что удлиненные заряды рыхления закладываются в цилин­дрические углубления (скважины) диаметром более 75 мм.

Обычно применяются вертикальные скважины диаме­тром 75—300 мм (чаще всего 200 мм) и длиной от 10 до 30 м. В случаях когда откос уступа пологий и, следова­тельно, сопротивление на подошве для вертикальных скважин получается очень большим, применяют наклонные скважины, которые бурят под некоторым углом к откосу уступа или параллельно ему (рис. 111). Скважины бурят с перебуром, величина которого определяется по табл. 29.

Рис. 111. Типы зарядных скважин:

а — вертикальная скважина; б — скважина под углом к откосу уступа; в — скважина, параллельная откосу уступа; к — перебур

 

Таблица 29

Длина перебура скважин (в метрах)

 

Высота уступа H, м	Категория крепости пород по шкале Н и Р 1955 г.
V-VI	VIII-IX	X-XI	XII-XVI
7,0 10,0 15,0 20,0 25,0	0,60 0,70 0,85 1,00 1,25	0,70 0,85 1,00 1,25 1,50	0,85 1,00 1,25 1,50 1,75	1,00 1,25 1,50, 1,75 2,00

 

191. Вес скважинных зарядов (в килограммах) опре­деляется по формуле

С = 0,3 КNh ² H (54)

где К — удельный расход ВВ, определяемый по табл. 23;

Н — высота уступа в метрах;

h — линия сопротивления по подошве в метрах;

N — относительное расстояние, равное отношению расстояния между скважинами а к линии со­противления по подошве.

Относительное расстояние между скважинами N = обычно принимают в пределах 0,9—1,4; при этом ниж­ний предел принимается для крепких пород, а верх­ний — для слабых. При расположении одновременно взрываемых скважин в несколько рядов расстояния ме­жду скважинами во втором и последующих рядах при­нимаются равными расстоянию между ними в первом ряду.

Расстояния между рядами скважин bпринимаются равными 0,85h, где h – линия сопротивления по подош­ве первого ряда. Вес зарядов для скважин второго и по­следующих рядов принимается равным весу зарядов первого ряда.

192. Заряд по длине скважины может размещаться:

— в виде сплошного удлиненного заряда; при этом длина забивки должна быть не менее трех четвертей ли­нии сопротивления по подошве;

— в виде рассредоточенного заряда (заряда, разде­ленного на несколько отдельных частей); если подрывае­мая порода имеет ярко выраженное напластование, то части рассредоточенного заряда целесообразно разме­щать в наиболее крепких пластах.

Сплошной удлиненный заряд должен иметь не более двух запальных шашек (боевиков); каждая отдельная часть рассредоточенного заряда должна иметь свой бое­вик. Взрыв всех частей рассредоточенного заряда дол­жен производиться одновременно.

Сухие скважины заряжаются порошкообразным ВВ, сырые и наполненные водой — патронированным ВВ в водонепроницаемых оболочках. Диаметр патронов ВВ должен быть на 3—4 см меньше диаметра скважины.

Завивочный материал для скважин должен быть сы­пучим и достаточно мелким. При заполнении скважин забивочным материалом необходимо следить, чтобы про­вода или детонирующий шнур, идущие от боевиков на поверхность, располагались вдоль стенок сква­жины и не натягивались.

При необходимости поместить в скважине большой по объему заряд в ней путем прострела устраивают котел Простреливание котловых скважин, расчет заря­дов и их закладка, забивка и взрывание производятся согласно ст. 175 и 188.

193. Метод камерных зарядов заключается в том, что в разрабатываемой породе выделываются вертикальные колодцы (шурфы) или горизонтальные галереи (штоль­ни), из которых в боковых направлениях устраиваются большие зарядные камеры для размещения крупных сосредоточенных зарядов (рис. 112).

Вертикальные колодцы применяются при высоте за­боя H от 5 до 12 м, а горизонтальные галереи — при вы­соте забоя более 12 м. За расчетную линию наимень­шего сопротивления Л принимают кратчайшее расстояние от центра заряда до забоя, которое не должно превышать 0,6 его высоты Н. Расстояния между зарядами в рядах и между рядами зарядов принима­ются равными от h до 1,5h.

Рис. 112. Схема расположения камерных зарядов:

а — в галерее; б — в колодце; 1 — заряды; 2 — галерея; 3 — колодец

Расчет зарядов производится по ст. 164. Объем за­рядной камеры должен превышать расчетный объем заряда (определяется делением веса заряда на плот­ность ВВ) на 20—40% в зависимости от конструкции одежды стен и потолка.

194. При закладке в камеры крупных зарядов из по­рошкообразных ВВ необходимо принимать меры против их слеживаемости от собственного веса. Слеживаемость заряда может быть предотвращена устройством горизон­тальных и вертикальных отсеков из деревянных ящиков, наполненных ВВ.,

При закладке зарядов в камеры, выделанные во влажных породах, принимаются меры, не допускающие увлажнения ВВ. Камеры внутри обшиваются те­сом, а по тесу — толем или двумя слоями бумаги с про­мазкой нижнего слоя подогретой смесью каменноуголь­ной смолы и вара или гудроном.

Рис. 113. Устройство забивки в галерее:

a — продольный разрез; б — план;

1 — заряд; 2 — мешки с грунтом; 3 — щиты из досок; 4 — подпорки

 

Вблизи зарядных камер на дне колодцев или гале­рей устраиваются водосборные углубления, из которых периодически производится откачка воды. Галереи дела­ются с уклоном, обеспечивающим сток воды от за­рядных камер наружу.

Заряжание камер в колодцах производится засыпкой ВВ через деревянные трубы или опусканием их при по­мощи ворота в бадьях или в заводской упаковке. Заря­жание камер в галереях производится вручную. Забивку камерных зарядов осуществляют посредством деревянных щитов с распорками и мешков с песком, землей или породой (рис. 113). Длина забивки принимается равной длине галереи или глубине колодца.

Взрывание камерных зарядов производится электри­ческим способом с обязательным дублированием второй электровзрывной сетью или сетью детонирующего шнура.

 

⇐ Предыдущая19202122232425262728Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: