Волков Б.А. 6 страница

Для перебивания металла и металлических конструкций применяют методы наружных и шпуровых зарядов, обычно с использованием ВВ большой мощности и повышенной плотности.

Наружные заряды применяют при перебивании фасонных или составных конструкций, металлических листов и плит толщиной не более

15 см. Массу наружного заряда принимают из соотношения:

Q = q_s S, г

где q_s – расчетный удельный расход ВВ, г/см²; S - площадь поперечного сечения перебиваемого предмета, см².

Значения q_s для различных предметов

Хрупкая, каленая сталь …………………………… 18 - 20

Вязкая сталь …………………………………………22 – 25

Серый чугун …………………………………………12 – 14

Белый чугун ………………………………………….15 – 17

При резке металлических листов толщиной более 20 см масса заряда

Q = 10 h S, г

где h - толщина листа, см.

13.5. Взрывание скальных перемычек

Скальные перемычки используются в гидротехническом строительстве для изоляции котлована от водоема или реки.

Для ликвидации перемычек составляется специальный проект. При этом применяют взрывы: на рыхление с последующей выемкой грунта экскаваторами; на выброс – для создания первоначальной прорези, которая в последующем расширяется водным потоком; на выброс и рыхление – для образования первоначальной прорези и облегчения сноса оставшейся части перемычки; на полный выброс, когда удаляется взрывом вся масса породы до основания перемычки.

В проекте на взрывание скальных перемычек обосновывается метод взрывания и выбор бурового оборудования.

При взрывании на рыхление применяют, как правило, вертикальные скважины обычно по сближенной до 1,5 раза сетке глубиной на 0,5 – 1м ниже основания перемычки.

У откоса перемычки, подпертого водой, сетка скважин уменьшается до 0,5 – 0,7 расчетной. Взрывание – короткозамедленное, порядное с помощью детонирующего шнура.

Для создания прорези в перемычках взрывом на выброс глубиной не более 4м применяют вертикальные скважинные заряды выброса, расположенные в один ряд по ее оси. При глубине больше 4м применяют сосредоточенные заряды выброса, размещаемые в скважинах увеличенного диаметра. Требуемый диаметр скважин, при этом, определяют по формуле

_____

D ³ (WÖ1 + n²) / 20, м

где W – линия наименьшего сопротивления по подошве перемычки, м; n – показатель действия взрыва.

Для полного разрушения перемычки заряды располагают вдоль ее оси в один, два или три ряда. При однорядном и двух рядном взрывании принимают показатель действия взрыва n = 2¸3, при трехрядном 2,5¸3.

Для защиты объектов площадки от воздействия воздушной ударной волны в постройках выставляют оконные рамы или укрывают их щитами. Наиболее ответственные части объектов (механизмы, трансформаторы, колонны и т.д.) закрывают деревянными или металлическим щитами.

13.6. Взрывное образование камуфлетных полостей

Этот метод применяют при сооружении подземных емкостей для хранения жидкостей и газов, ям под столбы и опоры.

Сущность работы по образованию камуфлетных полостей заключается в том, что в скважине или шпуре на требуемой глубине размещают и взрывают заряд ВВ. При этом в массиве образуется камуфлетная полость. Образование полостей целесообразно только в пластичных породах (глинах, суглинках), имеющих показатель простреливаемости свыше 100дм³/кг.

При образовании камуфлетных полостей составляется проект на взрыв. Массу заряда рассчитывают по формуле

Q = V_п/П_пр, кг

где V_п – проектный объем полости, дм³; П_пр – показатель простреливаемости пород, дм³/кг.

Определяют минимально допустимую глубину заложения расчетного заряда по формуле ____

W_min³ 2 ³Ö Q/q_р, м

где q_р – расчетный удельный расход ВВ на единицу объема нормальной воронки выброса взрыва, кг/м³.

Если принятая глубина заложения заряда меньше минимально допустимой величины т.е. W_пр < W_min, то применяют несколько прострелок, для чего определяют допустимую массу заряда по формуле

Q_доп £ q_р W_min³ / 8, кг

После этого определяют необходимое число прострелок

N_пр = Q /Q_доп

Округляем полученное число прострелок до большего целого числа.

Высота забойки над прострелочным зарядом должна быть не менее удвоенной его длины.

При образовании и камуфлетных полостей под сваи массу заряда рассчитывают по формуле

Q = R³ / 0,24 П_пр, кг

где R – проектный радиус уширенной пяты сваи или радиус котла, дм.

Прострелку производят сосредоточенными зарядами в виде патронов – боевиков. Взрывание – электрическое.

Конструкция заряда принимается в виде гирлянды патронов, к которой с боку привязана нить детонирующего шнура. Заряд опускают в скважину на шпагате или на деревянной рейке.

Пространство между зарядом и стенками скважин должно засыпаться мелкой забойкой. Взрывание – огневое или электрическое.

13.7. Взрывание при добыче штучного камня

Взрывной способ отделения монолитов от массива применяется при добыче штучного камня, предназначенного для изготовления тесаных или полированных изделий, не допускающих наличия в них волосяных трещин.

Для обеспечения наибольшего выхода блоков из горной массы необходимо соблюдать следующие основные правила:

- взрывание шпуровых зарядов проводят при трех открытых поверхностях;

- шпуры располагают вдоль вертикальных трещин или параллельно направлению наилучшего раскола породы.

Расстояние между шпурами в ряду подбирается опытным путем, начиная с 0,2 – 0,3м. Диаметр шпура следует принимать не более 35мм. Недопустимы недобур и перебур по отношению к горизонтальной трещине, являющейся подошвой монолита.

Расчет суммарной массы заряда дымного пороха на отрыв блока производится по формуле

Q = q V, кг

где q – удельный расход дымного пороха, кг/м³; V – объем отрываемого блока, м³.

Величина q принимается для дымного пороха в пределах 0,05¸0,3 кг/м³. Массу заряда в одном шпуре уточняют пробными взрывами.

Взрывание пороховых зарядов осуществляется с помощью огнепроводного шнура или электровоспламенителя. Инициирующий конец шнура завязывают узлом и на сгибах надрезают. Свободную от заряда часть шпура заполняют забоечным материалом, для чего на порох накладывают небольшой бумажный пыж, поверх которого помещают 1 – 2 глиняных пыжа, уплотняемых забойником. Остальную часть шпура заполняют измельченной породой.

В настоящее время дымный порох при добыче штучного камня все больше заменяют детонирующим шнуром, одна или две нитки которого помещают в шпуры и взрываются.

Заряды в одной плоскости раскола взрываются одновременно. При необходимости раскола монолита по нескольким параллельным плоскостям следует взрывать заряды ДШ в каждой плоскости отдельно или с замедлением не менее 200мс.

13.8. Взрывание скальных массивов под водой

Подводные взрывы для разрушения скальных массивов применяются для сооружения траншей при прокладке трубопроводов, или углубления дна в акватории портов, на реках, расчистке речных фарватеров от порогов и т.д. Объем использования подводных взрывов увеличивается.

Взрывные работы выполняются накладными (в том числе кумулятивными), шпуровыми или скважинными зарядами. Для инициирования зарядов применяют огневое или электрическое инициирование, с использованием ДШ или без него.

Бурение шпуров или скважин осуществляется облегченными буровыми машинами с понтонов, плотов, специальных платформ или плавучих буровых установок. Зимой буровые установки могут быть установлены на льду. Шпуры и скважины обсаживают трубами так, чтобы они на 0,5 – 1,0м возвышались над дном. Допускается выводить обсадные трубы до поверхности воды. На каждую скважину устанавливается вешка, которую, как и обсадные трубы, после размещения зарядов извлекают и отвозят за пределы опасной зоны.

Заряжание ведется со дна или с поверхности воды с плавучих средств по зарядным трубам, которые имеют продольную прорезь для извлечения концов ДШ. К каждому заряду прикрепляется поплавок, к которому прикреплены концы ДШ.

Для заряжания применяют только водоустойчивые рассыпные ВВ или патроны в водонепроницаемых оболочках.

14. Техника безопасности при взрывных работах

14.1. Безопасные расстояния при взрывных работах

и хранение взрывчатых материалов

Под безопасными при взрыве понимают такие расстояния от места взрыва, которые не приводят к поражающему действию на людей, разрушительному действию на здания и сооружения, а также к передаче детонации соседнему объекту хранения ВМ.

Опасными факторами при взрыве на поверхности являются куски породы, воздушная ударная волна, сейсмическое действие, распространение пылегазового облака. В отличие от подземных работ на открытой местности отсутствует преграда для разлета кусков породы и распространения воздушной волны и продуктов взрыва. Безопасные расстояния рассчитывают по методикам, указанным в Единых правилах безопасности при взрывных работах. Безопасные расстояния для людей устанавливаются проектами или паспортами на уровне, исключающем несчастные случаи. Например, при взрывании шпуровых и скважинных зарядов они составляют не менее 200 м, камерных и котловых скважинных зарядов – не менее 300 м.

Конкретные значения безопасного расстояния, м, по разлету кусков породы при взрывании скважинных зарядов рыхления рассчитывают по формуле ___________

R_разл = 1250 η_з Ö ƒd/(1+ η_заб)а, м

где η_з – коэффициент заполнения скважины взрывчатым веществом; ƒ – коэффициент крепости породы по шкале М.М. Протодьяконова; η_заб – коэффициент, равный отношению длины забойки к длине свободной от заряда верхней части скважины; d – диаметр взрываемой скважины, м; а – расстояние между скважинами в ряду или между рядами, м.

Полученное расчетное значение безопасного расстояния округляется в большую сторону до значения, кратного 50. Окончательно принимаемое значение безопасного расстояния должно быть не меньше минимальных значений, приведенных в ЕПБ при взрывных работах.

Расстояние, м, безопасное по действию на человека ударной воздушной волны наружного заряда, находят по формуле

___

r_min = 15 ³Ö Q, м

где Q – масса взрываемого наружного заряда ВВ, кг.

Если не требуется максимально приблизить персонал, производящий взрыв, к месту взрыва, то рассчитанное по формуле расстояние следует увеличить в 2 – 3 раза. При наличии блиндажей рассчитанное по формуле значение может быть уменьшено, но не более чем в 1,5 раза.

Безопасное расстояние по передаче детонации от взрыва на земной поверхности одного объекта со взрывчатыми материалами – активного заряда к другому такому объекту – пассивному заряду, определяется по формуле __ __

r_д = K_д ³Ö Q ⁴Ö b, м

где r_д – безопасное расстояние от центра активного заряда до поверхности пассивного заряда, м; K_д – коэффициент, зависящий от вида ВМ и условий взрывания (приводится в Единых правилах безопасности); Q – масса ВВ активного заряда, кг; b – меньший линейный размер пассивного заряда (ширина штабеля), м.

По приведенной формуле расчет выполняется дважды, рассматривая поочередно каждый заряд как активный. За безопасное расстояние принимается большее из двух полученных значений.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Гальцев Ю., Евтюков С., Медрес Е., Рябинина А., Рябинин Г. Взрывология. Справочник / Под ред. Г.А. Рябинина – СПб.; Изд-во ДНК, 2007. – 684 с.

2. Суханов А.Ф., Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом. – М.; Недра, 1984.

3. Единые правила безопасности при взрывных работах. М., Недра, 1986.

4. Кутузов Б.Н. Взрывные работы. М., Недра, 1980.

5. Андреев К.К., Беляев А.Ф. Теория взрывчатых веществ. М., Оборонгиз, 1960, 590 с.

6. Светлов Б.Я., Яременко Н.Е. Теория и свойства промышленных ВВ. М., Недра, 1973, 208 с.

7. Нормативный справочник по буровзрывным работам. М., Недра, 1986.

8. Справочник по буровзрывным работам./М.Ф. Друкованный,

Л.В. Дубнов, Э.О. Миндели и др. М., Недра, 1976.

С о д е р ж а н и е

1. Предисловие …………………………………………………………… 5

2. Основные понятия и терминология ………………………………….. 6

3. Способы бурения шпуров и скважин …………………………………7

4. Основы теории взрыва и детонации зарядов ВВ……………………. 10

5. Методы оценки эффективности и качества промышленных ВВ……17

6. Промышленные взрывчатые вещества………………………………. 19

7. Способы и средства инициирования промышленных ВВ……………25

8. Организация производства взрывных работ…………………………28

9. Общие принципы расчетов зарядов ВВ……………………………….29

10. Методы ведения взрывных работ…………………………………......32

11. Метод скважинных зарядов (МСЗ)……………………………………33

12. Регулирование степени дробления горных пород взрывом………....37

13. Механизация процессов заряжания ВВ и забойки зарядов.

Приготовление ВВ на местах применения…………………………...41

14. Проведение подземных горных выработок……………………...…...43

15. Специальные виды взрывных работ…………………………………..48

16. Техника безопасности при взрывных работах………………………..54

17. Л и т е р а т у р а……………………………………………………….57

Учебное издание

Волков Борис Алексеевич

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

По курсу «Разрушение горных пород взрывом»: для студентов специальностей 1-51 02 01 «Разработка месторождений полезных ископаемых» и 1-51 02 01-03 «Обогащение полезных ископаемых»