Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ
Посмотреть оригинал

Проведение выработок и полостей в грунтах и скальных породах взрывным методом

Проведение выработок в пластичных породах осуществляется ка- муфлетными взрывами. Этот способ сооружения отличается высокой эффективностью и производительностью. Уплотнение пород сопровождается пластическим течением и необратимыми деформациями, в результате которых в толще пластичных пород, окружающих камуфлетный заряд ВВ, образуется полость сфероидальной или эллипсовидной формы.

Ударная волна, возникающая при взрыве и приводящая к образованию камуфлегной полости, является в первую очередь результатом отдачи энергии газообразных продуктов взрыва среде, окружающей заряд ВВ.

При взрывах сосредоточенных зарядов, расположенных на небольших глубинах, происходят выброс части породы и уплотнение породы в донной части воронки выброса, причём с увеличением заглубления повышается интенсивность уплотнения породы. Максимальное уплотнение достигается при взрыве камуфлетных зарядов ВВ. Такие взрывы широко применяются в горной промышленности для сооружения подземных резервуаров. На рис. 9.1 показана технологическая схема сооружения подземного резервуара взрывом. В породах проходят шурф или скважину. Для защиты от водоносных горизонтов шурф или скважину крепят или цементируют. Затем шурф (скважину) углубляют до отметки заложения заряда ВВ, на забой незакрепленной части шурфа (скважины) опускают заряд ВВ, а скважину (шурф) заполняют гидрозабойкой. В момент взрыва продукты детонации оказывают ударную нагрузку на стенки зарядной камеры. Расширение продуктов взрыва сопровождается образованием сферической полости, сообщающейся с поверхностью земли через закрепленный шурф (скважину).

Технологическая схема сооружения подземного резервуара камуфлетным взрывом через скважину

Рис. 9.1. Технологическая схема сооружения подземного резервуара камуфлетным взрывом через скважину: а и б- бурение скважины начальным и конечным диаметром; в - образование простреленного котла; г - основной взрыв; д - подземный резервуар, заполненный токсичными веществами

Таким образом, наиболее трудоёмкая часть строительства - земляные работы (разработка, транспортирование грунта и размещение отвалов) - выпадает, что в значительной степени сокращает трудоёмкость и время строительства, его стоимость. Освоенная глубина заложения таких резервуаров не превышает 60 м, объём единичной выработки- ёмкости до 200 м3 (диаметр до 7 м).

Камуфлстный метод проведения подземных выработок применяется в мягких породах. При этом методе из припортальной части тоннеля, пройденной обычным способом, по продольной оси выработки бурят центральную скважину диаметром 100...140 мм, длиной 25...70 м. Скважину заряжают удлинённым зарядом, а часть её устья заполняют плотным забоечным материалом (цементный раствор, бетон с добавками, ускоряющими схватывание). Для обеспечения устойчивой детонации по всей длине снаряда прокладывают детонирующий шнур.

При взрыве заряда в скважине почти вся энергия взрыва расходуется на создание камуфлетной полости. За счёт уплотнения грунта взрывом образуется цилиндрическая выработка, диаметр которой превышает диаметр скважины не более чем в 10 раз. Диаметр D камуфлетной выработки зависит от типа ВВ, массы заряда О и свойств грунта (пластичности, влажности, гранулометрического состава и др.). Диаметр скважины определяют по формуле

где г - радиус выработки, м; ксж - коэффициент податливости грунта сжатию взрывом удлинённого заряда (при взрывании тротила в плотной сухой глине ксж = 0,235, в супеси - 0,280, во влажных лёссовидных суглинках - 0,360).

Взрывные работы должны производиться в соответствии с разработанными проектной организацией рабочими чертежами на буровзрывные работы, согласованными с заинтересованными организациями, и проектом производства работ, в которых должны содержаться указания по обеспечению безопасности работы. Подготовительные и взрывные работы по образованию котлованов производятся в соответствии с графиком работ. В графиках следует предусматривать возможно меньший промежуток времени между производством взрывов по образованию котлованов и установкой опор.

Взрывной способ образования котлованов целесообразнее применять в легкоуплотияемых связных грунтах (глинах, суглинках и супесях). Работы выполняют в следующей последовательности: в пределах контуров котлованов устраивают приямки; по оси котлованов пробуривают шпуры; производят заряжание и взрывание зарядов в шпурах.

В зимнее время приямки образуют на всю глубину промерзания грунта. При талом грунте приямки делают на глубину 0,5...0,7 м. Приямки необходимы для уменьшения разрушения поверхности грунта вокруг котлована и уменьшения осыпей рыхлого грунта внутрь шпура во время бурения и заряжания, а также внутрь котлована после взрыва. При наличии плотного дернового покрова приямки в летнее время не устраивают.

Шпуры диаметром 50.. .70 мм бурят строго вертикально по оси котлована глубиной, на 5... 10 % превышающей заданную глубину котлована.

Перед заряжанием шпуры должны быть проверены на всю глубину забойником, имеющим диаметр на 10...20 мм больше диаметра заряда. При сужении шпура, которое может стать препятствием к свободному опусканию заряда ВВ, его расширяют взрывом нитки ДШ.

Таблица 9.2

Экспериментальные данные по сооружению выработок удлиненными зарядами

344

Радиус

заряда,

м

Глубина

скважины,

м

Расход ВВ на 1 м скважины, кг

Размеры выработок после взрыва

Отношение радиусов выработки к заряду

Размеры воронки,м

Подсыпка

выработки,

м

Грунт

Глубина,

м

Средний диаметр, м

Расход ВВ на скважину, кг

Верхний

диаметр

Глубина

0,132

53,2

60,1

20,0

3,2

3000

13,2

7,2

6,0

33,2

разно

родный

0,7

30,0

25,3

13,0

2,5

958

12,5

5,8

4,0

17,0

глина

0,06

27,8

10,7

15,0

1,5

280

12,5

4,1

3,41

12,8

0,075

25,0

12,0

6,0

2,5

300

16,6

5,5

3,8

19,0

0,1

25,0

25,0

15,0

2,5

625

12,5

5,7

4,0

10,0

0,1

19,5

28,0

16,5

2,25

452

11,2

4,0

3,1

3,0

вязкая

глина

0,075

17,0

18,2

14,0

1,84

258

12,3

3,2

2,35

3,0

то же

0,075

30,0

15,2

25,0

2,5

456

16,6

3,8

3,25

5,0

0,075

30,0

15,2

25,0

2,3

456

15,3

4,0

2,8

5,0

0,05

20,0

7,0

18,0

2,0

140

20,0

4,0

3,15

2,0

суглинок

0,05

20,0

7,0

18,0

1,8

140

18,0

3,8

2,75

2,0

0,4

20,0

4,5

17,0

1,7

90

21,2

3,2

2,75

3,0

0,12

40,0

40,0

32,0

3,0

1600

12,5

6,7

4,3

8,0

0,12

О

о

со

40,0

25,0

3,15

1200

13,2

7,0

4,5

5,0

В качестве ВВ применяют патропированный аммонит. Заряжание шпуров заключается в размещении в них рассредоточенных зарядов из 12-14 патронов аммонита, прикрепленных плотно к нитке ДШ и шпагату (рис. 9.2).

Схема размещения патронов В В в шпуре

Рис. 9.2. Схема размещения патронов В В в шпуре:

а - разрез заряженного шпура; б - прикрепление патрона В В к ДШ (патрон прикрепляют в трёх точках):

I - деревянная перекладина; 2 - ДШ;

  • 3 - электродетонатор; 4 - патрон ВВ;
  • 5 - шпагат

Заряд-гирлянду опускают в шнур на шпагате, а затем конец шпагата привязывают к деревянной перекладине, размещаемой над устьем шнура. Нижний патрон заряда должен находиться у дна шпура, а верхний - на расстоянии 100... 150 мм от устья шпура. Забойку шпура не делают.

Размеры патронов, а также расстояние между ними, в зависимости от различных грунтов и условий работ, приведены ниже.

Таблица 9.3

Грунт

Глина

Сугли

нок

Тяжёлая

супесь

Размеры патронов (кроме второго* сверху), мм:

диаметр

35

35

35

длина

150

150

150

Масса патронов (кроме второго* сверху), г

150

150

150

Расстояние между патронами, мм:

на нулевых местах и выемках

50

75

100

на насыпях

125

150

175

Примечание. *Второй сверху патрон делают длиной 220.. .250 мм и массой 220.. .250 г.

Приведённые значения расчётных параметров должны уточняться в конкретных грунтовых условиях на основе данных пробных взрывов. Причём изменять общую массу зарядов следует путём изменения расстояния между патронами ВВ.

Взрыв заряда ВВ производят при помощи элсктродстонатора, предварительно прикрепленного к концу отрезка ДШ, выведенного на поверхность. В результате взрыва образуется полость диаметром 60.. .80 см.

Для образования полости диаметром больше 60 см (практически до 3 м) по оси котлованов бурят скважины, диаметр которых может быть определён по формуле

где D - необходимый диаметр полости, м.

В формуле (9.6) большую цифру принимают для плотных грунтов, а меньшую - для более мягких.

Массу заряда (кг) рассчитывают по формуле

где d - диаметр скважины, дм; L = Н + 2D - длина скважины, м; Н - проектная глубина котлована, м; Д - плотность заряжания ВВ, кг/дм3.

Поскольку скважину заряжают на всю длину, для предотвращения образования воронки в устьевой части скважины применяют накладной заряд, который взрывают дополнительными отрезками ДШ одновременно с инициированием основного (скважинного) заряда.

Радиус R,, и высоту Н„ накладного заряда (см) определяют по следующим формулам:

где /?„ - проектируемый радиус полости, см; rf, - диаметр заряда в скважине, см.

Указанные выше параметры взрывных работ следует уточнять опытным путём.

При взрывных работах при разработке котлованов в скальных породах котлованы должны быть вскрыты по всему проектному поперечному профилю до обнажения скальных пород.

В зависимости от крепости и трещиноватости скальных пород, а также размеров котлована определяют методы и параметры взрывных работ. Как правило, применяют метод шпуровых зарядов.

При проходке котлованов в скальных породах средней и выше средней крепости применяют послойную их разработку с обязательным бурением врубовых шпуров.

Глубину отбойных шпуров при врубах с наклонным расположением шпуров (пирамидальный, клиновый и т. п.) рекомендуется принимать нс больше минимального размера стороны котлована.

Фундаменты из камуфлетных свай применяют при строительстве гражданских зданий и промышленных сооружений, если грунты имеют слабую несущую способность. Основной физической характеристикой является показатель простреливаемое™ горных пород П„р.

При П,ф > 100 дм3/кг объём полости для пяты сваи получают путём прострела пробуренной скважины с последующим заполнением полученного котла бетоном и введением в него железобетонной сваи.

Для получения котла требуемых размеров массу заряда ВВ определяют по формуле

где Q - масса заряда, кг; R - проектный радиус основания сваи, дм; П„р - показатель простреливаемости, дм3/кг.

Минимальная глубина заложения камуфлетного заряда /imin, при которой действие взрыва на поверхности земли не проявляется, определяется по формуле

где кк - коэффициент сопротивления грунта выбросу взрывом (для глин и суглинков средней плотности ?„=1,3 кг/м3).

Рассчитанные массы зарядов уточняются по результатам экспериментальных взрывов. Для этого после первых же взрывов измеряют фактический диаметр котла Дк методом заполнения его бетоном. Расчет производят по формуле

где V- объём бетона, вошедшего в котёл, м3.

На основании экспериментальных данных составляют таблицу, по которой в зависимости от расхода бетона определяют оптимальный диаметр камуфлета.

После проходки в скважину помещают заряды, уложенные в специальную тару (деревянные или металлические ящики) со съёмными крышками. Проводники (обычно от двух элсктродстонаторов) выводятся на поверхность в металлических трубках, которые предохраняют их от повреждения при заливке скважины бетоном. Затем погружают сваи.

При подготовке к взрыву необходимо: пробурить скважину, диаметр которой на 30...50 мм больше диаметра сваи и равен 300...500 мм; в скважину опустить обсадную трубу длиной 1,5...2,0 м (кондуктор) с укрепленной на ее верхнем конце веревкой.

Так как просгрелку скважины производят, как правило, пагрони- рованными ВВ, расчётный диаметр заряда округляют до целого числа патронов. При диаметре патрона 0,32 дм два патрона соответствуют заряду диаметром 0,4 дм, три патрона - 0,55 дм, четыре патрона - 0,64 дм, пять патронов - 0,71 дм.

Контрольные вопросы

  • 1. В чём состоит сущность технологии сооружения подземных резервуаров взрывом?
  • 2. Какова последовательность работ по образованию взрывом котлованов в легко уплотнённых связных грунтах?
  • 3. Назовите основную физическую характеристику, определяющую взрывное образование камуфлетных полостей.
  • 4. Какими параметрами определяется минимальная глубина заложения камуфлетного заряда?
 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы