Разработка грунта взрывом

Взрывным способом в основном рыхлят скальные породы с последующей их разработкой землеройными машинами и скалоуборочными механизмами. С помощью взрывов возводят земляные насыпи и перемычки, устраивают (на выброс) выемки для котлованов, дорог и т. п. Взрывным способом дробят мерзлые грунты, валуны, валят деревья, корчуют пни, уплотняют грунты и др.

Применение взрыва для созидательных целей основано на использовании энергии избыточного давления газов, образующихся практически мгновенно при химических превращениях взрывчатых веществ.

По характеру воздействия на среду ВВ бывают метательные и бризантные. Метательные ВВ характеризуются незначительной скоростью взрывчатого разложения (400…2000 м/с) и дают при взрыве медленное образование газов с постоянным нарастанием давления, которое раскалывает окружающую породу на куски и отбрасывает их; применяют для выброса грунта и образования выемок. Бризантные ВВ характеризуются высокой скоростью взрывчатого разложения (2000...8500 м/с) и вследствие этого способностью дробить породу без ее разброса; применяют для дробления скальных пород.

Для осуществления взрыва ВВ формируют в заряды (определенное расчетное количество ВВ), которые характеризуют по следующим ниже признакам.

По месту расположения заряды могут быть наружными (накладными), располагаемыми на поверхности разрушаемого объекта, и внутренними, располагаемыми внутри разрушаемого объекта (в шпурах, скважинах, рукавах, камерах и др.).

По действию, оказываемому на окружающую среду (на взрываемую породу), различают заряды выброса, рыхления и камуфлеты (рис.6.4.1). При взрыве на выброс в грунте образуется конусообразное углубление—воронка. Грунт, выброшенный взрывом, под действием силы тяжести падает частично в воронку и частично вокруг нее.

По своей форме заряды ВВ бывают сосредоточенными (в форме куба, шара или цилиндра), плоскими и удлиненными. Удлиненные заряды располагают по отношению к свободной поверхности под­рываемого массива породы параллельно или под углом. Выбор формы заряда (или зарядов) ВВ определяют назначением взрыва и методами выполнения взрывных работ.

В зависимости от формы, величины и способа размещения заряда по отношению к подлежащему разрушению объекту различают методы шпуровых, скважинных, котловых, камерных и щелевых зарядов.

Рисунок 6.4.1 – Действие заряда на взрываемую породу: а – выброс; б – выпирающий горн; в – камуфлетный горн; 1 – разрыхленная порода; 2 – раздробленная порода, падающая обратно в воронку; 3 – отвалы породы после взрыва; 4 – очертания видимой воронки; 5 – очертания воронки в момент взрыва.

Метод шпуровых зарядов состоит в том, что в породе выбуривают шпуры, в которые помещают заряды ВВ. По глубине шпуров различают мелкошпуровой метод и метод глубоких шпуров. Мелкошпуровое взрывание используют при вторичном взрывании больших камней, корчевке пней, рыхлении смерзшегося грунта и др. Глубина шпура при этом превышает 2 м. Метод глубоких шпуров (рисунок 6.4.2,а) применяют при взрывных работах с высотой уступа до 10 м для сброса и обрушения грунта, а также на открытых работах при небольшой мощности пластов или при послойной разработке грунтов.

Метод скважинных зарядов отличается от шпурового только тем, что заряды размешают в скважинах диаметром до 300 мм и глубиной до. 30 м. Скважины бурят ниже подошвы забоя (перебур) на глубин. 1...2 м (рисунок 6.4.2), что повышает эффект действия взрыва. Заряды обычно применяют удлиненные —сплошные или прерывистые.

Скважинные заряды взрывают электрическим способом; сеть обязательно дублируют. При применении метода скважинных зарядов благодаря большому объему взрываемой породы, приходящемуся на 1 м скважины, значительно снижают расходы на бурение.

Рисунок 6.4.2 - Методы ведения взрывных работ (размеры в м):

а - шпуровыми нарядами, б —скважинными зарядами, в —котловыми зарядами, г — малокамернымы зарядами; д, е — камерными зарядами; ж —щелевыми зарядами; 1 - заряд ВВ; 2 — забойка; 3 —грудь забоя; 4 —рукав; 5 —шурф; б —штольня; 7—рабочая щель; 8 —компенсационная щель.