Файл: Кутузов Б.Н. Взрывное и механическое разрушение горных пород учеб. пособие.pdf

в ы б р о с а , вызывающий дробление и выброс породы (рис. 43, г) Изменение характера действия заряда может быть достигнуто вслед­

объем породы, называемый воронкой взрыва принимают в виде опрокинутого конуса вращения с вершиной в центре заряда.

до ближайшей обнаженной поверхности. Глубиной заложения для

§ 36. Физическая сущность процесса разрушения горных пород взрывом

По механизму разрушения все породы делят на три группы. Грунтовые массивы: пески, супеси, некоторые глины и суглинки,

которые разрушаются за счет кинетической энергии, приобретенной средой при расширении продуктов взрыва. Разрушения этих пород под действием волн напряжений незначительны. Экспериментальное изучение развития разрушений в сыпучем грунте проводили в ящике, заполненном слоями цветного песка, с прозрачной стенкой из пле­ ксигласа (рис. 45). Заряд азида свинца размещали на расстоянии 20—50 мм от прозрачной стенки. При взрыве образование и развитие

порода в радиальных направлениях будет также испытывать рас­ тягивающие напряжения. Эти факторы обеспечивают развитие ради­ альных трещин.

При дальнейшем удалении волны деформации от заряда растяги­ вающие тангенциальные напряжения уменьшаются и становятся меньше величины сопротивления породы растяжению. В этих условиях происходят только колебательные смещения частиц по­

роды.

После падения давления газов в центре взрыва сильно сжатая порода незначительно

Волна растяжения представляет собой отраженную от обнажен­ ной поверхности волну сжатия и распространяется так, как если бы она была образована мнимым зарядом (рис. 49), равным по весу

Разрушения от поверхности распространяются в глубь массива, смыкаясь с разрушениями, происшедшими вокруг заряда. В этом случае происходит разрушение всего объема породы внутри воронки. Дальнейшее разрушение происходит под действием расширяющихся продуктов взрыва. Эта стадия протекает медленнее первых и может

Трещиноватые породы разной крепости разрушаются под воздей-

ствием газов взрыва и волны напряжении, разрушения распростра­ няются от зарядной камеры и от обнаженных поверхностей навстречу друг другу. Под действием высокого динамического давле­ ния газов в месте зарядной камеры образуется полость, вокруг которой расположена зона разрушенной породы.

Сквозные трещины в массиве являются поверхностями раздела, которые препятствуют распространению волн и разрушений. Про­ цесс отражения волн напряжений от трещин зависит от их размеров и характера заполнителя. Порода за пределами этой зоны разру­ шается в основном под действием механического удара разрушенной вокруг заряда породы. Поэтому в массиве породы создается не­ сколько очагов разрушения под действием прямых и отраженных волн газов взрыва и взаимодействия разрушаемых объемов породы.

А. Н. Ханукаев предложил разделять породы на группы по вели­ чине акустической жесткости, равной произведению плотности породы на скорость распространения в ней продольной волны. Для сыпучих грунтов акустическая жесткость <[ 5-105 г/(см2 -с), для крепких монолитных пород >- 15 -105 , для пород промежуточной группы 5 • 105—15 • 105 .

Для определения параметров волн напряжений в массиве изуча­

На расстояниях 2—8 мм от стенки котлована против центра заряда устанавливается пьезоэлектрический датчик, фиксирующий давление в волне, преломленной в воду. Параметры волны, распространя­ ющейся в массиве, определяются с учетом коэффициента прело­ мления

где рв св и рс — акустические жесткости воды и породы.

Радиальные напряжения в волне, распространяющейся в породе,

Pt кпр

где Pt — давление в воде, кгс/см2

§37. Взаимосвязь параметров детонационной

иударной волн на границе заряд — порода

Давление на контакте ВВ — горная порода определяют на основе следующего расчета.

Параметры среды на фронте детонационной волны определяют по формулам:

(VI.4)