11.16. Разработка грунта взрывным способом

Взрывным способом разрабатывают в основном скальные грунты, а иногда его также применяют для рыхления мерзлых и тяжелых гли­нистых грунтов. Работы производят с применением взрывчатых ве­ществ (ВВ), обладающих большим количеством скрытой энергии. Взрывным работам обычно предшествуют буровые по подготовке скважин или бурению шпуров, в которые закладывают ВВ.

Основным средством взрывания служат взрывчатые вещества, ко­торые подразделяются на инициирующие, бризантные и метательные.

339

Рис. 11.21. Способы намыва насыпей:

_а __ эстакадный; б — безэстакадный; в — низкоопорный; 1 — распределительный трубопровод; 2 — эстакада; 3 — пляж намыва; 4 — дамбы попутного обвалования; 5 — колодец; 6 — ядро плотины; 7 — боковая призма; 8 — патрубок; 9 — зад­вижка; 10 — распределительный поток; 11 — козелковая опора; 12 — проектный контур откоса насыпи; 13 — кран гусенич­ный; 14 — положение распределительного трубопровода при наращивании; 15 — то же, при укорачивании; 16 — звенья труб

распределительного трубопровода; 17 — низкие опоры; 18 — отбойные щитки

В свою очередь, бризантные, чаще всего применяемые в строитель­стве, делятся на ВВ повышенной, нормальной и пониженной мощ­ности. К инициирующим ВВ относятся гремучая ртуть, тринитроре-зорцинат свинца (ТНРС) и азид свинца. Их особенностью является чрезвычайная чувствительность к внешним воздействиям (искра, огонь, удар, трение), после которых они обычно взрываются. Поэто­му их применяют для изготовления капсюлей-детонаторов, капсю­лей-воспламенителей, а также детонирующего шнура. К бризантным ВВ относятся динамит, аммониты, тротил и др. Они отличаются вы­сокой скоростью взрывчатого разложения, но сравнительно мало чув­ствительно к ударам, т.е. более безопасны в работе и поэтому шире применяются на практике.

Заряды ВВ взрывают с помощью детонирующего шнура (бескап­сюльное взрывание), огневым и электрическим способами.

Взрывание с помощью детонирующего шнура наиболее распростра­нено, так как проще осуществить, а в случае отказа в зарядах нет опасных детонаторов. Бескапсюльное взрывание обязательно при наличии блуждающих токов на площадке. Детонирующий шнур (ДШ) предназначен для одновременного взрывания нескольких за­рядов; он имеет сердцевину из бризантного ВВ.

Огневой способ применяют для взрывания одиночных зарядов или неодновременного взрывания нескольких зарядов. Для взрывания этим способом необходимы капсюли-детонаторы, огнепроводный и детонирующий шнуры, воспламенительный (тлеющий) фитиль, ме­ханические или терочные воспламенители, спички. Капсюли-дето­наторы взрываются от пучка искр огнепроводного шнура, от пламе­ни электровоспламенителя или от взрыва детонирующего шнура. Огнепроводный шнур (ОШ) предназначен для воспламенения кап­сюлей-детонаторов. Он состоит из наружной водонепроницаемой оплетки и пороховой сердцевины. Скорость горения ОШ примерно 1 см/с.

Электрический способ применяют, когда необходимо одновремен­но взорвать большое число зарядов. При этом применяют электроде­тонаторы, провода, источники тока, проверочные и измерительные приборы.

Заряды по своему месторасположению подразделяются на на­ружные, располагаемые на поверхности взрываемого грунта, и внутренние, находящиеся в выработках (шпурах, скважинах, ка­мерах, рукавах и т.д.). По форме заряды бывают сосредоточенные, Удлиненные и фигурные, а по действию на окружающую среду раз­личают камуфлеты (рис. 11.22, а) и заряды рыхления и выброса

341

Рис. 11.22. Схема разработки грунтов взрывным способом:

1 — заряд ВВ; 2 — граница зоны полного разрушения; 3— зона деформации грунта; 4 — забойка шпура; 5 — зарядная щель; 6 — компенсирующая щель; 7 — направление перемещения взорванного грунта; 8, 9 — массивы грунта правого и левого склонов, предназначенные к взрыву; 10 — проектный профиль насыпи

(рис. 11.22, б, в). Количество ВВ, необходимое для взрыва, опреде­ляют расчетом в зависимости от плотности (твердости) взрываемой породы и назначения взрыва. При взрыве на выброс в грунте обра­зуются конусообразное углубление (воронка), а грунт после взры­ва частично выбрасывается наружу, а частично падает снова в во­ронку (рис. 11.21, в). Основными параметрами воронки является: радиус разрушения, или радиус воронки г; линия наименьшего со­противления (ЛНС) /, равная кратчайшему расстоянию от центра

342

заряда до ближайшей свободной поверхности; глубина воронки h. Действие взрыва характеризуется отношением n = rll, называемым показателем действия взрыва. Выбор вида и величины заряда зави­сит от целей взрывания. Масса сосредоточенного заряда для обра­зования нормального выброса (горна)

А для усиленного выброса cn= 1...3 определяется по формуле М. М. Борескова

Q = qh³ (0, 4 + 0, 6п³),

где q - удельный расход ВВ, кг/м³, взрываемой породы; г, h, п - рас­смотрены выше.

Методы взрывания на рыхление. Такой вид взрывания (см. рис. 11.22,6) необходим для дробления твердых и мерзлых грунтов при разработке их землеройными машинами. При этом применяют следующие ме­тоды: шпуровой и его разновидности; котловых зарядов; зарядов в рукавах; скважинных или камерных зарядов. Метод шпуровых заря­дов основан на использовании удлиненных зарядов, располагаемых и взрываемых в шпурах (рис. 11.22, г). При этом заряд ВВ не должен занимать более ²/₃ ^их длины.

Разновидностью этого метода является метод скважинных заря­дов, при котором они размещаются в скважинах глубиной до 30 м. Метод котловых зарядов используют при взрывании крепких пород, когда требуются заряды ВВ большой величины, не всегда помещаю­щиеся в шпурах или скважинах. Для рыхления мерзлых грунтов ча­сто используют метод щелевых зарядов (рис. 11.22, д), при котором можно получить проектный контур выемки (например, траншеи) без зачистки стенок и основания (рис. 11.22, е). Щелевые заряды мож­но применять для рыхления грунтов и на больших площадях.

Взрывание на выброс (рис. 11.22, в) применяют в тех случаях, когда необходимо в результате взрывов получить выемки или насыпи. В за­висимости от размеров и формы (в плане) проектируемых выемок взрывают одиночные сосредоточенные или удлиненные заряды или производят одновременный взрыв группы сосредоточенных зарядов, расположенных в один или несколько параллельных рядов. Для ус­тройства выемок (рис. 11.22, ж), насыпей (рис. 11.22, з), плотин, дамб широко применяют направленный выброс грунта с помощью соответствующим образом рассчитанных и устроенных направлен­ных взрывов.

343