Технология стр. пр.. Головное издательство издательского объединения
 Скачать 18.72 Mb.
|
|
Раздел IV БУРОВЫЕ И ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ Глава 1 БУРОВЫЕ РАБОТЫ § 1. Основные способы бурения Бурение производится при взрывных работах с целью разведки напластований грунтов, залежей каменных материалов, для водоснабжения и водопониже-ния и для других производственных целей. В разрабатываемых породах бурильным инструментом бурят цилиндрические отверстия — выработки. Выработку диаметром до 75 мм и глубиной до 6 м называют шпуром, выработку больших размеров — скважиной. Шпуры и скважины бывают вертикальными, наклонными и горизонтальными. Начало шпура или скважины у поверхности земли называют устьем, низ — забоем, боковые поверхности — стенками. Процесс бурения состоит из двух операций: разрушения (отделения) породы на дне скважины и удаления разрушенной породы из скважины. Эффективность бурения скважин и шпуров определяется скоростью бурения, которая зависит от: физико-механических свойств грунта, в основном от сопротивления породы разрушению под действием бурового инструмента; вида и формы бурового инструмента и способа его воздействия на забой скважины (ударное, вращательное, ударно-вращательное и т. д.); диаметра скважины и, в ряде случаев, ее глубины; способа, скорости и тщательности удаления из забоя скважины буровой мелочи; общей организации и масштаба производства буровых работ. Трудоемкость бурения породы — б у -римость — характеризуется време- нем чистого бурения 1 м скважины (шпура) и зависит от крепости породы (табл. IV.1). Разрушенный грунт (буровая мелочь, шлам) удаляется из скважин глинистым раствором или водой, струей сжатого воздуха, шнековыми устройствами, желонками и другими приспособлениями. Стенки скважины в слабых, рыхлых и насыщенных водой грунтах крепят стальными обсадными трубами. Колонны обсадных труб составляют из звеньев длиной 1,5...4,5 м, соединяемых муфтами, ниппелями или свинчиванием (труба в трубу). В зависимости от геологических и гидрогеологических условий выработок и их глубины применяют те или иные способы бурения, которые можно подразделить на две основные группы. К первой группе относятся ударный (ударно-канатный), ударно-вращательный, вращательный, а также вибрационный способы бурения, при которых породу разрушают механически, воздействуя на нее породоразрушающими инструментами. Ко второй группе относятся термический, взрывной,гидравлический и электрогидравлический способы, при которых для бурения используются физико-химические методы разрушения горных пород. Ударный (ударно-канатный) способ заключается в том, что буровой снаряд массой 1000...3000 кг падает с определенной высоты в забой скважины и разрушает породу благодаря развивающейся при его падении живой силе удара. После каждого удара буровой снаряд поворачивается на некоторый угол, вследствие чего создаются условия для равномерного разрушения всей площади забоя скважины. Во время бурения в скважину периодически подают воду и образовавшийся шлам вычерпывают желонкой. Станками ударно-канатного бурения бурят скважины в неоднородных и разно-прочных грунтах диаметром до 400 мм и глубиной до 50 м. Из-за сравнительно невысокой производительности станки ударно-канатного бурения вытесняются более производительными станками ударно-вращательного и вращательного бурения. Принцип ударного бурения использован в пневматических бурильных молотках (ручных и колонковых перфораторах), которые широко применяются для бурения шпуров диаметром 32...40 и 50...75 мм в полускальных и скальных грунтах. Ударно-вращательное бурение с погружным пневмоударником (пневмоудар-ное бурение) по сравнению с ударно-канатным имеет более высокую скорость; при этом можно бурить направленные (от 0 до 90° к горизонтали) скважины, отсутствует необходимость в подвозке . тяжелого инструмента и снабжении водой. Ударное действие и вращение долота осуществляются двумя независимыми механизмами. Станками ударно-вращательного бурения можно бурить скважины диаметром до 155...200 мм, глубиной : до 36 м в скальных грунтах средней и выше средней крепости (VI—IX катего-'рий по буримости). К ударно-вращательному бурению ёможно отнести шарошечный способ буре-\ния, который по кинематике действия ^рабочего органа является типично вра-рцательным, а по динамике действия по-|родоразрушающего наконечника — удар-Рным. Станки шарошечного бурения получили наибольшее распространение для бурения скважин диаметром 190...320 мм и глубиной до 35 м в полускальных и скальных грунтах. Основные их достоинства — высокая производительность (20... 150 м в смену), непрерывность процесса бурения и возможность его автоматизации; недостатки — большая масса станков и малая стойкость долот в труд,-нобуримых породах (VIII—XI категорий, табл. IV. 1). Вращательное бурение заключается в том, что буровой снаряд из штанг шнеко-вого типа с резцовой коронкой, прижатый к забою скважины за счет массы станка, получает вращение.от двигателя станка. Резцы коронки при вращении в забое скважины срезают породу, которая в виде мелочи непрерывно удаляется из скважины спиральными витками штанг. Вращательное бурение скважин осуществляется в основном станками шне-кового бурения, а в отдельных случаях, для бурения разведочных скважин в особо вязких абразивных грунтах (для получения керна),— станками алмазного и дробового бурения. Преимущества вращательного бурения — достаточно высокая скорость бурения в плотных и полускальных грунтах и непрерывность процесса, возможность бурения как вертикальных, так и наклонных скважин. При вибрационном бурении применяют вибраторы направленного (вертикального) действия, жестко присоединенные к колонне буровых труб, имеющей на конце рабочий наконечник. Под действием вибрирующего снаряда некрепкие грунты и породы выделяют связанную воду; часть породы в зоне контакта с вибрирующим наконечником переходит в подвижное состояние, что влечет за собой резкое снижение сопротивляемости грунта сдвигу и способствует погружению вибробурового снаряда в породу. Для вибробурения шпуров и скважин диаметром до 125 мм и глубиной до 20... ...25 м применяют самоходные виброустановки. При вибропогружении повышается почти в 10 раз скорость проходки скважины по сравнению с ударно-канатным бурением, однако с увеличением глубины выработки до 15...20 м скорость резко уменьшается.  Термическое (огневое) бурение основано на прожигании породы высокотемпературной газовой струей, выходящей со сверхзвуковой скоростью из сопла огне-струйной горелки. Для получения высокотемпературной газовой струи используют распыленный керосин и газообразный кислород (иногда воздух). Порода нагревается до температуры 2000 °С, увеличивается в объеме, растрескивается и разрушается на мелкие частицы, которые вместе с продуктами сгорания удаляются из скважины струей охлажденных газов. Термическое бурение применяется только в исключительно труднобуримых кварцсодержащих скальных, а также в мерзлых грунтах. Ручные термобуры применяют для бурения шпуров диаметром 60 мм и глубиной 1,5...2 м, а передвижные станки — для бурения скважин диаметром 250... ...360 мм, глубиной до 17...22 м. Производительность станков в хорошо термо-буримых породах достигает 12... 15 м/ч. Гидравлическое бурение основано на использовании ударного действия тонкой высоконапорной струи воды, подаваемой в забой скважины со сверхзвуковой скоростью. Гидравлический способ особенно эффективен при устройстве скважин глубиной до 8 м в мягких и водонасыщенных грунтах. Эксперименты подтверждают возможность использования этого способа для бурения скальных грунтов. Электрогидравлическое бурение основано на явлении гидравлических ударов, возникающих в жидкой среде вследствие импульсного разряда между разомкнутыми контактами электрической цепи, к которым подводится высокое напряжение. Если в зоне высоковольтных электрических разрядов поместить породу, то под действием многократно повторяющихся ударов она разрушится. Этот метод находится в стадии промышленных экспериментов. Применение ультразвука для бурения скважин и резания пород основывается на совместном воздействии на хрупкую породу ультразвуковых колебаний бурового инструмента (частота свыше 20 кГц) и кавитационного эффекта в промывочной жидкости. Источником ультразвука являются мощные магнитострикционные излучатели. Ведутся работы по звуковому и инфракрасному разрушению пород. Взрывобурение заключается в том, что в забой скважины периодически подаются ампулы с жидкими компонентами взрывчатого вещества (ВВ) — окислителем и горючим. По трубам в воде или из сопла взрывобура посылаются твердые заряды ВВ массой 150...200 г с частотой 20...25 зарядов в час. Может быть также применен взрывобур, являющийся дозатором непрерывно подаваемого горючего и окислителя (четырехокись азота и керосин) и непрерывно (или прерывно) поступающего инициатора взрыва (например, сплава К и Na). Создаются станки взрывного бурения скважин диаметром до 300 мм и с глубиной бурения до 40 м, а также взрывобуры для дробления негабарита. Плазмобурение заключается в нагреве забоя скважины плазменным факелом, образующимся в плазмотроне (электрической дуге между электродом и соплом газовой горелки, охлаждаемой водой) при прохождении струи азота или смеси азота и водорода. Несмотря на создание и внедрение новых физических и комбинированных видов бурения, в ближайшее время механические виды (ударное, ударно-вращательное и вращательное) бурения пород останутся преобладающими. § 2. Бурение шпуров и скважин Для бурения шпуров наиболее часто применяют перфораторы (пневматические отбойные молотки) и электросверла. Рабочей частью перф ораторов (рис. IV. 1, а, в) являются долотчатый буровой инструмент, крестообразные и звездчатые буры и коронки. Форма и материал бурового инструмента зависят от свойств (крепости, вязкости и т. п.) и трещиноватости грунтов. Шпуры глубиной до 2,5 м и диаметром до 45 мм бурят ручными легкими (до 20 кг) и средними (до 25 кг) перфораторами; глубиной более 2,5 м и диаметром 47...75 мм — тяжелыми (до 35 кг), устанавливаемыми на специальных тележках или треногах. Электросверла — легкие с ручной подачей и тяжелые с автоматической — применяют для вращательного бурения шпуров диаметром до 46 мм и глубиной до 5 м в породах различной  Рис. IV. 1. Оборудование и инструмент для бурения шпуров и скважин: с — бурильный молоток (перфоратор ПР-30); б — ручное электросверло; в — формы головок бура; г — схема ручного термобура; д — буры ручные; е — самоходная установка колонкового бурения; ж — рабочие нако-, печники; / — рама; 2 — цилиндр; 3 — буродержатель; 4 — глушитель; 5 — поворотная рукоятка; 6 — воз-> душный шланг; 7 —■ патрубок; 8 — корпус; 9 — ручка; 10 — электрокабель;, 11 — патрон; 12 — крышка; \ 13 — сопло; 14 — камера сгорания; 15 — топливная трубка; 16 — щиток; П — труба; IS— воздушный Iкран; 19 — манометр; 20 — топливный кран; 21 — топливный шланг; 22 — редукторный клапан; 23 — топлив-f Яый насос; 24 — топливный бак; 25 — ручной бур; 26 —■ йапарье-змеевик; 27 — напарье-желонка; 28 — кла-I пан; 29 — двигатель; 30 — насос; 31 — блок; 32 — мачта; 33 — трос; 34 — вертлюг; 35 — штаига; 36 — ро-I тор; 37 — буровой снаряд; 38 — коронка, армированная резцами из твердого сплава; 39 — то же, мелкими | алмазами; 40 — дробовая коронка; 41 — шарошечное долото; 42 «- крестовое долото; 43 — уступчатое долото твердости. Рабочим органом любого сверла является сменный резец, укрепляемый на конце буровой штанги. При эксплуатации ручного электросверла (рис. IV. 1, б) осевое давление создается за счет мускульной энергии бурильщика. В мерзлых грунтах шпуры диаметром 50...70 мм и глубиной до 2 м можно бурить с применением горячего (60... ...90 °С) сжатого воздуха. Дляэто-го используют установку, состоящую из компрессора и калорифера. Горячий воздух размораживает грунт и выбрасывает его из шпура. Для бурения шпуров в мягких и плотных грунтах на глубину до 3 м применяют также ручной способ. При этом пользуются ручным буром-щупом (рис. IV. 1, д, 25), снабженным различными наконечниками. Термический способ используют для бурения очень крепких пород кристаллической структуры. Ручными термобурами (рис. IV. 1, г) бурят шпуры диаметром 60 мм и глубиной 1,5... ...2 м; передвижными станками термического бурения — шпуры и скважины диаметром до 130 мм и глубиной до 20 м. Рабочим инструментом является горелка реактивного типа, в которую подают смесь горючего, состоящего из кислорода (или воздуха) и керосина. Охлаждается горелка водой, которая под воздействием высоких температур переходит в пар, выносящий на поверхность продукты разрушения породы. По производительности даже ручное термобурение в 3—8 раз эффективнее механического. Бурение скважин производят ударным (удар но- канатным), удар но-вр ащатель-ным, вращательным и вибрационным способами. Ударно-канатные буровые станки (БУ-20-2м, БУ-20-2у, БС-1м) используют только в разнородных и разнопрочных грунтах, а также для бурения разведочных скважин при диаметре их 150... ...350 мм и глубине до 50 м. Из-за отсутствия резервов увеличения мощности и производительности эти станки для бурения взрывных скважин в однородных грунтах не применяются. Станки с погружными пневмоударни-ками применяются для бурения скважин диаметром 100...200 мм и глубиной до 30 м только в труднобуримых и абра- зивных скальных грунтах. Производительность станков с погружными пневмо-ударниками 10...35 м/смену, а затраты в 1,5—2,5 рчза выше, чем при шарошечном бурении. Станки конструктивно просты; возможно многошпиндельное бурение. Основные их недостатки — малая стойкость буровых коронок, низкая производительность и большое пылеобразо-вание. Станки шнекового бурения широко применяются для бурения вертикальных и наклонных скважин диаметром 125... ...160 мм и глубиной до 25м в плотных и полускальных грунтах (аргиллите, мягком известняке, мергеле и т. п.). Производительность от 15 до 100 м/смену. Станки просты в эксплуатации, при их работе обеспечиваются благоприятные санитарно-гигиенические условия. Для вращательного бурения скважин применяют самоходные бурильные и бу-рильно-крановые установки (рис. IV. 1, е). Бурильный инструмент входит в толщу породы вращательно-поступательным движением по направлению своей оси. Различают два способа вращательного бурения: колонковый и роторный. В станках колонкового и роторного бурения для очистки скважины и охлаждения бурового инструмента применяют глинистый раствор. Циркулируя в скважине, раствор проникает в буримую породу, что предотвращает обрушение стенок скважины, не имеющих обсадных труб. При колонковом способе в нижней части бурового снаряда устанавливают колонковую трубу, которую при помощи переходников соединяют с кольцевой коронкой, армированной резцами из твердых сплавов или алмазами (рис. IV. 1, ж, 38, 39). Сначала выбуривают кольцевой забой, а остающийся нетронутым столбик породы (керн) входит в колонковую трубу, вместе с которой его извлекают на поверхность. Иногда при колонковом бурении вместо армированных применяют дробовые коронки (рис. IV. 1, ж, 40). В этом случае для разрушения породы в забой скважины насыпают чугунную или стальную дробь. При роторном способе бурильные трубы вращает специальный вращатель-ротор, устанавливаемый непосредственно над устьем скважины. Ротор имеет отверстие, через которое пропущена ведущая штанга квадратного сечения. Для разрушения крепких пород при роторном бурении чаще всего применяют шарошечные (рис. IV. 1, ж, 41) и уступчатые долота (рис. IV. 1, ж, 43), которые разрабатывают грунт по всей площади забоя скважины. Шарошечные долота позволяют достичь высоких удельных давлений на забой, что повышает производительность и позволяет разрушать скальные породы. § 3. Охрана труда при буровых работах При производстве буровых работ надо выполнять «Единые правила безопасности при геологоразведочных работах», утвержденные Госгортехнадзором, и требования СНиП II1-4-80 «Техника безот пасности в строительстве». К управлению буровыми станками допускаются лица, имеющие специальные удостоверения. Буровой мастер отвечает за соблюдение правил безопасности членами бригады. До начала работы он обязан убедиться в исправности и надежности всех механизмов, наличии ограждения движущихся частей и обеспечении свободного доступа к станку, а также проверить исправность заземления электродвигателей, электроинструментов и пусковой аппаратуры станков. Сооружение, ремонт, передвижку и разборку буровых вышек выполняют под наблюдением ответственного лица. В пределах запретной зоны (до 15 м от устья скважины) пребывание посторонних лиц не допускается. Места бурения в темное время суток должны быть освещены. Глава 2 ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ § 1. Взрывчатые вещества и средства взрывания Под взрывом взрывчатого вещества , понимают чрезвычайно быстрое химиче-j ское превращение вещества, сопровож-Iдающееся выделением энергии, образова-| нием ударной волны и сжатых газов, способных производить механическую работу. Взрывчатые вещества (ВВ) — это химические или механические смеси, способные под влиянием внешнего воздействия изменять свое состояние с большой скоростью, образуя сильно сжатые газообразные продукты и выделяя энергию. По скорости взрывчатого разложения ВВ подразделяются на инициирующие, бризантные и метательные. Инициирующие ВВ — гремучая ртуть, ТНРС (тренитрорезорци-нат свинца) и азид свинца — применяют для снаряжения капсюлей-детонаторов, капсюлей-воспламенителей и изготовления детонирующих шнуров. Особенность инициирующих ВВ — их чрезвычайная чувствительность к внешним воздействиям (искра, огонь, удар, трение). К бризантным относятся ВВ, имеющие высокую скорость взрывчатого разложения, — динамит, аммониты, тротил и др. Сравнительно небольшая чувствительность их к удару и, следовательно, достаточная безопасность в обращении обеспечивают более широкое их применение. Метательные ВВ имеют невысокую скорость взрывчатого разложения. Представители этого класса ВВ — дымный порох (механическая смесь селитры, серы и угля) и бездымный порох (пироксилиновый или нитроглицериновый). Чаще других при взрывании грунтов и скальных пород используют тротил и аммиачно-селитренные ВВ. Тротил применяют в порошкообразном, прессованном и плавленом виде. Практически безопасные при хранении, перевозке и в обращении, аммиачно-селитренные ВВ поступают в порошкообразном виде в бумажной таре и прессованными — в виде брикетов. Заряд — это заранее рассчитанное по массе и форме размещения ВВ, уложенное в зарядную полость и снабженное инициатором взрыва. Заряды бывают наружные (накладные), расположенные на поверхности разрушаемого объекта, и внутренние, помещенные внутри разрушаемого объекта. По форме различают заряды удлиненные, сосредоточенные и рассредоточенные. Заряды, заложенные в грунт, взрывают огневым или электрическим способом,  Рис. IV.2. Принадлежности для огневого и электрического способов взрывания: а — капсюль-детонатор; б — способы взрывания детонирующего шнура; в — соединения детонирующего шнура; г — зажигательная трубка, изготовленная на месте работ; д — электродетонатор замедленного действия / — гильза; 2 — чашечка; 3 — сетка; 4 — ТНРС; 5 — азид свинца; 6 — гремучая ртуть; 7 — тетрил (либо гексоген); 8 — капсюли-детонаторы; 9 — фитиль; 10 — буровая шашка; // — соединение внакладку; 12 — то же, внакладку с капсюлем-детонатором; 13 — то же, прямым (морским) узлом; 14 — то же, двойной петлей; 15 — изоляционная лента; 16 — тлеющие фитили; /7 — провода; 18 — пластикатовая пробка; 19 — плати-ново-иридиевый мостик; 20 — воспламенительный состав; 21 — мастика; 22 — замедлитель взрыва а также с помощью детонирующего шнура. Огневой способ является основным для взрывания одиночных зарядов ВВ (при разделке валунов и негабаритов, разрушении фундаментов, проходке горизонтальных выработок и т. п.). Взрывание этим способом осуществляют с помощью капсюля-детонатора и огнепроводного шнура (ОШ), а также воспламенителя (зажигательная стандартная трубка, тлеющий фитиль, механические или терочные воспламенители и т. п.). Зажигательные стандартные трубки можно изготовлять на месте работ. Чтобы поджечь такую трубку, свободный конец ОШ обрезают наискось. Капсюли-детонаторы (рис. IV.2, а) служат для инициирования зарядов ВВ. Они бывают в алюминиевых, медных или бумажных оболочках. Взрывается кап- сюль-детонатор от пучка искр огнепроводного шнура, пламени электровоспламенителя или от взрыва детонирующего шнура. Детонирующий шнур (ДШ) применяют для одновременного взрывания нескольких зарядов. Шнур имеет сердцевину из бризантного ВВ (ТЭНа или гексогена) с двумя направляющими нитями и ряд внутренних и внешних оплеток, покрытых влагоизолирующей оболочкой. Если концов ДШ не более шести, их взрывают зажигательной трубкой, если больше — тротиловой шашкой. Соединения детонирующего шнура изображены на рис. IV.2, в. Соединение ДШ при выходе из зарядов может производиться последовательно, параллельно или пучком. Электрический способ применяется, когда надо одновременно взорвать большое число зарядов. Для производства взрыва нужны электродетонаторы, провода, источники тока, проверочные и измерительные приборы. Электродетонатор мгновенного действия состоит из капсюля-детонатора и электровоспламенителя, собранных в общей гильзе. Электродетонатор замедленного действия (рис. IV.2, д) имеет, кроме того, замедлитель, помещенный между воспламенительным составом и инициирующим зарядом капсюля-детонатора. Продолжительность горения замедлителя тем больше, чем длиннее столбик горючего состава. Источниками тока могут быть взрывные машинки, сухие батареи и элементы, щелочные и кислотные аккумуляторы, передвижные силовые и осветительные электростанции и стационарные электроосветительные сети. При составлении электровзрывных сетей в зависимости от источников тока применяют последовательную, параллельную и смешанную схемы соединения электр одетон атор ов. § 2. Основные методы взрывания Грунты и скальные породы взрывают для устройства выемок, траншей и котлованов, земляных плотин и каналов, галерей и других инженерных и подземных сооружений, при рыхлении мерзлых, полускальных и скальных грунтов, а также при реконструкции промышленных объектов. Для этого применяют  Рис. IV.3. Схемы расположения зарядов для взрыва на выброс грунта: а — эффект выброса от взрыва заряда; б — элементы воронки; в — расположение зарядов для направленного выброса грунта при одновременном взрывании: г — то же, при разновременном; д — шурф для закладки сосредоточенного заряда в грунт; г — радиус воронки; d — высота гребня воронки; Р — общая глубина воронки, считая высоту гребня (валика); R— радиус взрыва (разрушения); С — масса заряда; W— расстояние наименьшего сопротивления; / — заряд ВВ; 2 — направления выброса основной массы грунта; 3 — зарядная камера; /, //, /// — последовательность взрывания зарядов  Рис. IV.4. Схемы расположения зарядов на рыхление грунта: а — расположение шпуровых зарядов в разрабатываемой породе; 6 — то же, при дроблении крупного камня; в — последовательность устройства зарядной камеры в шпуре; г — расположение малокамерных зарядов в конце рукавов; д — то же, скважинных (колонковых) зарядов; е — то же, щелевых зарядов; ж — то же, накладных (наружных) зарядов; / — заряды; 2 — шпуры; 3 — забивка; 4 — заряд для первого прострелива-ния- 5 — результат первого простреливания; 6 — заряд для второго простреливания; 7 — результат второго простреливания; 8 — перебур; 9 — забой; 10 — зарядные щели; 11 — направление сдвига грунта во время взрыва; 12 — незаряженные щели; 13 — линия разрушения межщелевого массива заряды выброса, рыхления и камуфлеты (заряды для образования пустот). Все эти виды зарядов на практике называют горнами (рис. IV.3, а, б). При наиболее распространенной технологии ведения взрывных работ на рыхление, а также на выброс и на сброс параметры буровзрывных работ должны быть выбраны так, чтобы обеспечить: необходимую интенсивность и равномерность дробления грунтов и пород; соблюдение отметок, размеров и формы площадок и откосов выемок в соответствии с установленными по проекту; создание определенной формы и размеров развала, а также достаточного объема взорванной массы для бесперебойной и производительной работы выемочно-погрузочного оборудования; экономичность и безопасность работ. Для одноковшовых экскаваторов строительного типа с ковшом вместимостью \Е = 0,15...1,5 м3 максимальный размер взорванных кусков может быть определен из выражения 1л = аУЁ,(IV. 1) где а — коэффициент, зависящий от типа и модели экскаватора: для прямых и обратных лопат с механическим приводом а = 0,75, с гидравлическим — а = = 0,75...0,85; для драглайнов а = 0,4... ...0,6. Эффект наружного действия заряда выброса (горна) характеризуется радиусом воронки г, измеряемым в плоскости поверхности грунта, и видимой глубиной воронки р (от поверхности грунта до дна воронки). Разрушительное действие взрыва заряда, заложенного в грунт или в скальную породу, характеризуется показателем действия взрыва п, представляющим собой отношение радиуса воронки г к расстоянию наименьшего сопротивления w, т. е. п = rlw(рис. IV.3, а, б). Линией сопротивления (ЛНС) называется расстояние от центра заряда доближайшей к нему свободной поверхности. В зависимости от величины п различают следующие виды горнов: нормальный (п = 1); усиленный (п > 1); выпирающий, когда наружное действие выражается лишь в некотором выпучивании поверхности грунта; камуфлетный (п = 0), при котором наружное действие на поверхности грунта вовсе не проявляется (рис. IV.3, а). Для наиболее экономного расходования ВВ при расчете зарядов выброса целесообразно принимать для сосредоточенных зарядов п = 1.5...3, для удлиненных п = 2,5...3,5. Рассмотрим основные методы взрывания. Шпуровой метод (рис. IV.4, а) применяют на открытых и подземных разработках. Шпуры заряжают тротиловыми шашками, патронами из гигроскопических или порошкообразных ВВ. Заряд ВВ в шпуре должен занимать не больше 2/3 его длины; верхнюю треть шпура заполняют забойкой (забивкой). Шпуры забивают сначала пластичной песчано-глинистой смесью, затем песком или буровой мукой. Каждый ряд шпуровых зарядов взрывают одновременно электрическим способом или с помощью детонирующего  Рис. IV.5. Схемы размещения различных видов зарядов в забое большой высоты: а — скважинные заряды вертикальные; б — то же, наклонные; в — камерные заряды с вертикальными шурфами; г — то же. с горизонтальными штольнями; д — малокамерные заряды; е — комбинированные заряды скважинные и шпуровые; ж — то же. камерные и малокамерные; / — заряд ВВ; 2 — детонатор; 3 — забойка; 4 — ДШ; 5 — минный шурф; 6 — штольня; 7, 8 — верхняя и нижняя бровки уступа; 9 — рукав шнура: сначала взрывают ближайший к забою ряд, потом следующий за ним и т. д. При наличии электродетонаторов замедленного действия заданная последовательность взрывания рядов обеспечивается различным замедлением в рядах. Для разрушения отделвных камней (рис. IV.4, б) целесообразно применять шпуры небольшого диаметра (25...30 мм), которые бурят на длину, равную 0,5— 0,75 высоты камня. Расстояния между шпурами принимают равными одной-двум длинам шпура. Все заряды в шпурах взрывают одновременно. Одиночные шпуровые заряды применяют также для корчевания. Методскважинныхзарядов (рис. IV.4, д и IV.5, а, б) состоит в том, что вдоль фронта высокого уступа выбуривают ряд глубоких скважин (длиной 10...30 м) большого диаметра — 200 мм и более. Вертикальные и наклонные скважины устраивают с перебуром ниже подошвы забоя на глубину обычно от 1 до 2 м (рис. IV.4, д) и заряжают сплошными или рассредоточенными зарядами по всей высоте, за исключением самой верхней части, в которой размещается забойка из сыпучего и мелкого материала. Расстояние от скважины до забоя, т. е. ЛНС, зависит от высоты забоя Н и принимается от 0,5 Н (при Н = 10 м) до 0,25 Н (при Н = 25 м). Расстояние между скважинами а = (0,7...0,9) w, a расстояние между рядами скважин b= = (0,7...0,8) w. Скважинные заряды обычно взрывают электрическим способом или детонирующим шнуром, причем сеть обязательно дублируют. Взрывать можно без замед- , ления и с замедлением. Рационально выбранные интервалы замедления обеспечивают лучшее дробление породы, резко снижают удельный расход ВВ и сейсмичность взрыва. Метод котловых зарядов применяют в тех случаях, когда заряд ВВ не вмещается в обычном шпуре или скважине. При этом устраивают камеру (котел) на дне шпура или скважины, взрывая один или последовательно несколько опущенных небольших зарядов (рис. IV.4, в). Метод котловых зарядов обеспечивает большой объем взорванной породы и уменьшение дорогостоящих буровых работ. Метод малокамерных зарядов (зарядов в рукавах) обычно применяют при высоте забоя менее 6 м, преимущественно в нескальных грунтах (рис. IV.4, г), а также при специальных взрывных работах (разрушении фундаментов и т. п.). Длина рукава должна составлять 2/3 высоты забоя, но не более 6 м, а расстояние между рукавами в зависимости от размеров кусков породы — от 0,8 до 1,5до. Метод камерных зарядов применяют для массовых взрывов на выброс или обрушение при разработке котлованов или каналов значительных размеров. Он заключается в том, что в разрабатываемой породе делают вертикальные колодцы (шурфы) или горизонтальные галереи (штольни), из которых в боковых направлениях устраивают большие зарядные, или минные, камеры для размещения крупных сосредоточенных зарядов (рис. 'IV.3, д). Колодцы и штольни крепят рамами и досками. Формы зарядных камер показаны на рис. IV.5, в, г. Методом щелевых зарядов в основном рыхлят мерзлые грунты (рис. IV.4, ё). Баровыми или дискофрезерными машинами нарезаются щели. Из трех соседних щелей заряжается одна средняя; крайние и промежуточные щели служат для компенсации сдвига мерзлого грунта во время взрыва и для снижения сейсмического эффекта. Заряды ВВ вместе с детонирующим шнуром помещают в основании зарядных щелей, которые затем с помощью бульдозера засыпают грунтом. При взрывании мерзлый грунт полностью дробится, не повреждая стенок котлована или траншеи. Метод накладных зарядов (рис. IV.4, ж) применяют для разделки отдельных камней (валунов, негабаритных кусков и т. п.), в том числе под водой, а также при разрушении металлических конструкций и других специальных работах. Для уменьшения разлета осколков накладной заряд укрывают слоем из связного или сыпучего грунта (глинистая смесь и т. п.), который слегка уплотняют. Одиночный заряд взрывают обычно огневым способом, несколько зарядов — детонирующим шнуром. Этот метод характеризуется повышенным удельным расходом ВВ и разлетом осколков разрушаемого материала по сравнению со шпуровым. Комбинированные методы. Возможны различные варианты совместного использования основных методов ведения взрывных работ. Например, при проходке траншей и расширении выемок и дорог в горах, высоких уступах успешно сочетают шпуровые и скважинные заряды (рис. IV.5, е); при дроблении пород уступа с пологим откосом может быть применена комбинация камерных и малокамерных зарядов (рис. IV.5, ж). |