книги из ГПНТБ / Строительство ирригационных каналов и котлованов взрывами на выброс

точно эффективный направленный выброс. Эти методы отличают­ ся от изложенного выше тем, что отсутствуют прижимные за­ ряды.

Для производства одностороннего направленного выброса в случае горизонтальной свободной поверхности под взрываемый объем породы закладывают клиновидный заряд. По своему дей­ ствию он эквивалентен системе трех плоских зарядов.

Если свободная поверхность примыкает под некоторым углом к горизонту, то применяют заряд в виде тонкой пластины. Расче­ ты показывают, что при данном взрывном методе толщина плоских зарядов может колебаться в широких пределах (в зависимости от объема выбрасываемой породы, дальности бросания, и пр.). Оче­ видно, плоский заряд небольшой толщины практически невозмож­ но заложить под взрываемый массив. Поэтому плоский заряд можно заменить эквивалентной по действию системой камерных и скважинных зарядов, располагаемых в одной плоскости.

В отечественной практике метод плоских зарядов, несмотря на ряд преимуществ, не получил распространения из-за сложности ведения работ, отсутствия четких практических рекомендаций для определенных горно-геологических условий, малой экономической эффективности.

Методы ведения взрывных работ

При взрывной проходке выемок в зависимости от расположе­ ния зарядов применяют метод камерных, котловых, шпуровых или скважинных зарядов.'

Сущность метода камерных зарядов заключается в том, что взрывание зарядов большой величины происходит в специальных выработках-камерах. Этот метод применяют при взрывах на вы­ брос крупного масштаба; при благоприятных условиях он весьма эффективен, поскольку позволяет перемещать огромные массы пород. Однако низкая механизация работ по проходке камер и в связи с этим огромные затраты труда на подготовительные рабо­ ты ограничивают применение метода.

При камерном размещении зарядов вдоль предполагаемой вы­ емки на определенном расстоянии друг от друга устраивают вер­ тикальные выработки (шурфы). Сечение шурфов обычно прини­ мают, исходя из удобства работы при проходке как самих шур­ фов, так и минных камер. Наиболее распространены шурфы прямоугольного сечения 0,8X1,2; 1,0X1,2; 1,2X 1,2 м и круглого сечения диаметром 0,8 м и более. Из шурфа через ходки или не­ посредственно в нижней части его проходят камеры. Камерам обычно придают форму куба или параллелепипеда. В тех случа­ ях, когда объем камер значительный, а горный массив не позво­ ляет делать большие обнажения, камерам придают более слож­ ную форму.

В большинстве случаев число шурфов равно числу зарядов, так как расстояние между шурфами (камерами) намного больше

■J0

глубины заложения камер и, следовательно, проходка из одного шурфа двух камер нецелесообразна. Однако при необходимости создания выемок значительной ширины понизу, а также при ра­ боте в водонасыщенных грунтах проходка двух или нескольких камер из одного шурфа технически и экономически оправдывает­ ся. В таких случаях сокращается проходка вертикальных шурфов, являющихся более трудоемкой и длительной операцией, чем про­ ведение горных ходков к камерам. Как показывает практика, зна­ чительную ширину выемки понизу можно получить при одноряд­ ном расположении шурфов. В этом случае для обеспечения задан­ ной ширины понизу заряды размещают в так называемых развернутых камерах.

При массовых взрывах с небольшими зарядами выброса рас­ пространено центральное расположение камер относительно шур­ фа. Для этого нижнюю часть шурфа расширяют и придают ей гру­ шевидную форму или в виде усеченного конуса. Часто заряд вы­ броса располагают непосредственно в нижней части шурфа.

Объем зарядной камеры подсчитывают по формуле

тары, изоляции, пустот из-за невозможности заполнения всего объема камеры.

В последнее время работами Н. В. Мельникова и Л. Н. Мар­ ченко (21—24] установлено, что целесообразно применять заряды

сбольшими воздушными промежутками между зарядом, стенками

ипотолком зарядной камеры, с тем чтобы размеры камеры в не­ сколько раз превышали размеры заряда. В этом случае резко уве­

личивается объем выброшенной породы. Например, при взрывах в суглинке зарядов массой 20—200 кг объем видимой воронки взрывов в зависимости от конструкции заряда увеличивается на 23—46%. Удельный расход ВВ на 1 м3 выброшенного грунта при этом уменьшается на 23—35%.

В качестве примера можно привести организацию взрывных работ с однорядным расположением зарядов при строительстве подводящего канала в Каракалпакской АССР. Строительство под­ водящего канала являлось одним из звеньев строительства кол­ лекторно-дренажной сети в объеме 100 млн. м3. Грунты по трассе канала представлены с поверхности в основном плотными суглин­ ками мощностью 0,5—2 м с последующим залеганием тонкозер­ нистых песков с прослойками суглинков. На некоторых участках канала пески выходят на поверхность. Общий уклон территории

— 0,001. Уровень грунтовых вод находится ниже проектного дна канала.

И

По геологическому строению и влажности пород трассу канала можно разделить на участки с обводненными грунтами и с сухими, грунтами.

Техническим заданием обусловливается выброс не менее 80% грунта при прокладке канала шириной по дну 5 м, заложении, откосов 1: 2, глубиной 2—4,5 м.

При строительстве канала был применен метод взрывов навыброс сосредоточенными зарядами, расположенными в один ряд по оси канала, как наиболее рациональный при заданных пара­ метрах канала.

Для расчета зарядов и определения расстояния между ними: использовали приведенные выше формулы. Заглубление центра

Таким образом, ЛЫС каждого заряда определяется путем при­ бавления к глубине канала Н величины заглубления центра за­

ряда (№ = /-/+1,25).

Заряды размещали в шурфах диаметром 0,85 м, для проходки которых использовали станки КШК-ЗОА. В неустойчивых грунтах шурф проходили вручную. Стенки шурфа не крепили. При про­ ходке в водонасыщенных грунтах до проектной отметки часть шур­ фа, расположенная на уровне грунтовых вод, заплывала. Поэтому пришлось приподнять центр заложения заряда выше уровня грун­ товых вод, учитывая хорошую простреливаемость суглинистых грунтов. В результате видимая глубина воронки была больше глу­ бины заложения заряда.

В качестве ВВ применяли селитру и тротил с различным соот­ ношением в зависимости от влажности грунтов, а также шнеко­ ванный аммонит В-3.

Длину одновременно взрываемых серий зарядов для сухих грунтов определяли, исходя из условий местности: одну серию в. 500 м и две по 1500 м; для влажных грунтов устанавливали из условия нахождения детонирующего шнура ДШ-А в воде не бо­ лее 12 ч.

Магистральная сеть ДШ была разделена на секции длиной 500—700 м и инициировалась двумя последовательно соединен­

Метод котловых зарядов заключается в том, что взрывчатое вещество заряда выброса помещают в котел, образованный путем простреливания шпура или скважины небольшими зарядами

12

взрывчатого вещества. Этот метод нашел применение в хорошо простреливаемых необводненных породах.

Применение метода котлованных зарядов исключает трудоем­ кий процесс по проходке шурфов и камер. Основное препятствие на пути широкого внедрения способа при больших параметрах взрывных работ — невозможность создания очень емких котлов, поскольку они оказываются неустойчивыми. В ряде случаев при­ ходится отказываться от этого способа из-за высокой трудоем­ кости работ по прострелке и неустойчивости котлов.

Величина заряда для простреливания шпура или скважины зависит от крепости породы, требуемого объема котла и в каж­ дом отдельном случае определяется опытным путем. Число прострелок зависит также и от диаметра шпура или скважины. Если позволяет устойчивость скважины, число прострелок сводится до минимума. Расчет прострелочного заряда для образования котла ведут по формуле

способом можно создавать в любых районах в любое время года. При этом не требуется длительной подготовки, капитальных за­ трат, квалифицированной рабочей силы, сложных механизмов с -обслуживающими цехами. При взрывном способе сроки строи­ тельства сокращаются по сравнению с машинным в 3—10 раз.

По техническим условиям строительства взрывным способом необходимо, чтобы объем водоема составлял 10—15 тыс. м3, ши­

Наиболее простым и экономичным является однорядное рас­ положение зарядов е показателем действия взрыва 3. Так, по сравнению с многорядным взрыванием (показатель действия взры­ ва 2,5) удельный расход ВВ меньше на 20—30%, причем объем проходки подготовительных выработок снижается в 3 раза.

Несмотря на значительные достоинства, однорядное располо­ жение зарядов имеет и ряд недостатков: незначительная ширина котлована по дну и недостаточная чистота выброса, большая вы­ сота навала грунта над котлованом (достигает 3—4 м).

Для увеличения объема выброса и уменьшения высоты навала на бортах котлована применяют замедленное взрывание трех ря­ дов зарядов, средний из которых является основным, а крайние — вспомогательными. Показатель действия взрыва для основных за­ рядов равен 2,5, для вспомогательных — 3. Вспомогательные

13

ных зарядов размеры образуемого взрывом воздушного пузыря убывают в направлении волны детонации. Это связано с последо­ вательным перемещением детонационной волны от места иниции­ рования. Часть среды, непосредственно примыкающей к заряду ВВ в месте его инициирования, получает импульс энергии и начи­ нает смещаться раньше, чем среда в зоне, удаленной от места инициирования.

. На начальной стадии развития взрыва фронт ударной волны совпадает с границей, образованной взрывом воздушной полости. Фронт волны всегда развивается быстрее у места инициирования заряда ВВ. В дальнейшем в связи с разностью скоростей пере­ мещения происходит отрыв фронта волны от границвоздушной полости. Угол наклона фронта волны к оси цилиндрического за­ ряда растет быстрее угла наклона воздушной полости. Установле­ но, что угол наклона фронта волны не зависит от' линейных раз­ меров заряда по длине заряда одинаковых сред; величина постоян­ ная, определяется скоростью детонации ВВ (ивв) и скоростью распространения фронта ударной волны (D):

''-'ВВ

Процесс формирования полости протекает значительно медлен­ нее. Поэтому максимальный угол наклона фронта волны к оси заряда образующейся полости устанавливается к моменту окон­ чания детонации взрывного вещества, в дальнейшем в результате выравнивания давления в зарядной камере угол уменьшается. В этот период линейные размеры цилиндрического заряда влияют на конфигурацию полости, поскольку период времени, определяю­ щий процесс выравнивания давления в камере, растет с увеличе­ нием линейных размеров заряда. Следовательно, для более быст­ рого выравнивания давления в газовой полости целесообразно многократное инициирование удлиненного заряда. Поэтому были опробованы взрывания горизонтальных зарядов при инициирова­ нии его с противоположных сторон (рис. 1). Фотограмма процесса показывает, что в начальный момент размеры газовых пузырей убывают в противоположном от места инициирования направле­ нии. По мере развития процесса происходит встреча волн дето­ нации, слияние газовых пузырей и выравнивание диаметра по* лости.

Таким образом, можно считать, что многоточечное иницииро­ вание линейного заряда позволит получить равномерный взрывной импульс в окружающей заряд среде. Влияние места инициирова­ ния на характер распространения ударной волны и развития воз­ душной полости изучено Р. Коулом (16] и теоретически обосновано другими исследователями. Имеющиеся данные находятся в полном соответствии с полученными результатами при сверхвысокоекоростной фоторегистрации и при взрывании горизонтальных заря­ дов1^ аммонита, тротила, зерногранулита и игданита в условиях

Каховской оросительной системы. При длине заряда 40 м и расхо-

У">

20