Взрывание на выброс и рыхление при проходке геологоразведочных канав и траншей
В геологоразведке взрывчатые вещества применяют в процессе проходки капав и траншей для разрыхления горных пород или для разрушения и удаления (выброса) пород из выработки.
В соответствии с принятой технологией проходки разведочных канав машинные (как, впрочем, и ручной) способы отбойки применимы только в породах ниже средней крепости (до V категории по буримости). Поэтому в более крепких породах использование ВВ становится характерной особенностью проходческого процесса (предварительное взрывное рыхление плотных пород III—IV категорий по буримости повышает производительность проходческих работ). Взрывное разрыхление пород сочетают с машинной (скреперы, бульдозеры, экскаваторы) и ручной выемкой и удалением этих пород из проходимой выработки. Породы рыхлят при одной (верхней) обнаженной поверхности массива, как правило, зарядами ВВ, размешенными в наклонных шпурах или неглубоких скважинах.
В зависимости от размеров поперечного сечения канав (/) и крепости пород шпуры (2) располагают в один ряд по оси канавы или в два ряда (рис. 7.5).
Основным принципом расчета зарядов ВВ является положение о том, что разрушенный объём пропорционален массе заряда.
Имеется много формул для расчета зарядов, которые, сохраняя указанный принцип, отличаются лишь формой и рассчитываемыми величинами. В частности, большинство известных формул различаются только предположениями о формах воронки взрыва, принимаемых при расчете (конус, усеченный конус, пирамида и пр.), что приводит лишь к изменению величин коэффициентов.
Рис. 7.5. Двухрядное расположение шпуров при проходке канав Согласно закону подобия, разрушаемый объём для одиночного сосредоточенного заряда пропорционален W3, а для одиночного удлиненного заряда - W2.
Для сосредоточенных зарядов рыхления
где к - расчетный коэффициент, кг/м3.
Для сосредоточенного заряда выброса
где 3; п - показатель действия взрыва.
Формула (7.8) выведена М.М. Боресковым в прошлом веке. Величина q„ численно дает удельный расход ВВ при п = 1. Погрешность формулы (7.8) не превышает±10... 15 %.
Величина к в формуле (7.7) колеблется в значительных пределах в зависимости от требуемой степени дробления.
Разрушение породы и её удаление из выработки достигаются при взрывах усиленного выброса с показателем действия взрыва п = 1,2...2,5. Расстояние между зарядами в ряду а (м) рассчитывают в зависимости от глубины их заложения /г3 * W. Так, при !гъ < 1,5 м а = hji, при /г3 > 1,5 м а = 0,5 /г3 (п + 1).
Глубина эффективного взрывного рыхления является оптимальной для шпура (скважины) определенного диаметра, и если она меньше проектной глубины канавы Н, то целесообразно последнюю проводить послойно. При этом число слоев Кс = /////,„ а мощность каждого слоя Нс = Н/Кс.
Метод удлинённых горизонтальных зарядов выброса применяется при образовании траншей с ровным дном и выдержанным сечением. Вначале проходится зарядная траншея шириной 0,2...! м и глубиной, определяемой по формуле
где <7, - диаметр удлиненного заряда, м; W - линия наименьшего сопротивления, м.
Масса заряда Qy на 1 м выемки (кг) рассчитывается по формуле
Величина л.н.с.:
- • в грунтах
- • в скальных породах
где #в - заданная глубина выемки, м.
Взрывы на выброс применяют при крутизне горных склонов свыше 30°, когда применение механизации и землеройной техники становится практически невозможным. Взрывы на сброс применяют также для создания плотин и перемычек. Для скважинных зарядов используют вертикальные и наклонные скважины.
Масса заряда на сброс рассчитывается по формуле
где Qn - масса заряда выброса при горизонтальной поверхности, кг; а - угол наклона взрываемого массива, градус.
Радиус отрыва Rn (м) в подгорную сторону равен ширине полки сброса:
где п = 1,0... 1,8 - показатель действия взрыва.
Радиус отрыва в нагорную сторону
Дальность развала L (м):
• для камерных и линейных зарядов
• для скважинных зарядов
где Н- высота обрушаемого уступа, м; q - удельный расход ВВ, кг/м3.
Интервал замедления между взрывами отдельных зарядов определяется в зависимости от глубины заложения зарядов и принятых средств взрывания в пределах 0,025...4 с. Чем больше глубина заложения зарядов, тем большим принимается интервал замедления.
Взрывы на выброс при проходке разведочных канав практиковались ранее в довольно больших масштабах. Этот способ хотя и характеризуется высокой производительностью работ (при относительно небольших затратах труда и времени выполняются значительные объёмы канавных работ), однако ему присуши весьма существенные недостатки. К основным недостаткам относятся: большой объём выработки, достигаемый за счёт её ширины (при глубине 1,5 м ширина канавы в верхней части превышает 6 м), при недостаточной геологической информации; значительное загрязнение и изменение при взрыве структуры пород подошвы и бортов канавы; большие нарушения земной поверхности не только вследствие увеличенной ширины выработки, но и некомпактное™ образующихся за её бортами породных отвалов, причём разлёт кусков достигает многих десятков метров.
Проходка канав взрывом на выброс разрешается только в исключительных случаях - в труднодоступной (преимущественно гористой) местности, куда невозможно обеспечить доставку горных машин, и при биологически малоценном почвенном покрове.
Контрольные вопросы
- 1. Для каких целей в геологоразведке применяют взрывание на выброс и рыхление?
- 2. Напишите основные расчетные формулы для определения массы сосредоточенных зарядов рыхления и выброса.
- 3. Как рассчитывается расстояние между зарядами?
- 4. В каких случаях применяют послойную проходку канав взрывами на выброс и рыхление?
