Файл: Миндели, Э. О. Разрушение горных пород учебное пособие.pdf

Организация труда при этом способе зависит от расположения выработок и сводится в основиом к двум вариантам:

проходка иа всю длину с частичным выпуском руды па скрепер­ ный штрек, аккумулированием остальной части руды в проходимой выработке и окончательной уборкой после проходки; применяют при расположении проводимой выработки над буровой;

проходка с аккумулированием руды участками 10—12 м и с пол­ ной уборкой руды иа этих участках; применяют при расположении выработок на одном уровне.

В обоих вариантах бурение может опережать отбойку и уборку на 6—10 рядов или завершаться до начала отбойки и уборки по­ роды.

Расположение зарядов параллельно поверхности забою обусло­ вливает взрыводоставку породы на расстояние до 12 м, что позволяет аккумулировать отбитую породу и облегчает ее уборку после от­ бойки нескольких(рядов.

Применение способа проведения выработок с расположением нарядов параллельно поверхности забоя на Зыряновском комбинате (прп ширине целика до 5 ма и сечении выработки 9 м2) позволило повысить производительность труда проходчика в 1,5—2 раза н снизить стоимость проходки 1 м выработки на 22—30 руб.

§132. Взрывные работы в гидромелиоративном строительстве

исельском хозяйстве

Взрывной способ производства работ широко применяют как в СССР, так и за рубежом. Этим способом в гидромелиоративном строительстве разрабатывают каналы глубиной до 20 м и более, предназначенные для пропуска воды, производят дноуглубительные работы магистральных каналов, рек, водоемов и перекатов путем подводного рыхления грунта или подводными взрывами зарядов

снаправленным выбросом грунта и др.

Всельскохозяйственном строительстве и при мелиорации сель­ скохозяйственных угодий применяют взрывной плантаж почвы, гидровзрывной способ внесения удобрений, корчевку пней и кустар­ ников взрывом, образуют взрывным способом силосные ямы и тран­ шей для хранения сельскохозяйственных продуктов и др.

Строительство [гидромелиоративных каналов, очистных и дно­ углубительные работы можно выполнять обычным механизированным способом (экскаваторами—драглайнами и скреперами, землечер­ палками и др.) или взрывным. Выбор того или иного способа обосно­ вывается технико-экономическим расчетом.

Втех условиях, где землеройные и другие механизмы имеют низ­ кий коэффициент использования, буровзрывной способ незаменим.

Сцелью борьбы с фильтрацией воды из каналов, построенных механизированным способом, применяют различные антифильтращиоиные покрытия (бетонные, асфальтовые, битумные и др.), а также всевозможные способы воздействия на грунт (силикатизацию, солон-

S56

цевание, уплотнение и др.), в связи с чем требуются значительные! затраты времени, труда и средств.

В то же время в каналах, образованных взрывом, снижаются потери воды на фильтрацию в связи с упрочнением стенок канала,, что имеет весьма большое значение при эксплуатации.

Взрывной способ производства работ можно применять в любое время года, в различных климатических условиях, в любых уеловиях строительства он обеспечивает высокую производительность труда и ускоренные темпы строительства. С применением взрывных работ за последние годы построены Северо-Ташкентский, Балутский

иХазарбахский каналы. В сложных топографических условиях, на крутокосогорной местности (под углом около 50°), был построен Сары-Курганский канал глубиной около 10 м, проведено углубле­ ние Северной Двины и т. д.

Впрактике гидротехнического и мелиоративного строительства при взрывных работах применяют: скважинные и камерные заряды выброса; скважинные, камерные и шпуровые заряды рыхления (дроб­ ления).

Скважинные заряды выброса и рыхления подразделяют на разоб­ щенные вертикальные, наклонные и непрерывные горизонтальные, или щелевые.

При создании каналов и выемок с помощью щелевых зарядов используют кротдренажные или щелеразрезные машины, образу­ ющие зарядную щель, по которой прокладывают эластичный поли­ этиленовый шланг, заполненный россыпными ВВ, или горизонталь­ ную гирлянду из натренированных ВВ, смонтированных на нитке детонирующего шнура. После заряжания щель засыпают грунтом

сцелью создания забойки. Можно применять компенсирующие незаряжаемые щели. Длина канала сооружаемого горизонтальными заря­ дами практически не ограничена. Описанный способ позволяет при­ менить поточную организацию работ с полной механизацией всех подготовительных операций (устройство щелей, зарядка и забойка)

иснизить удельный расход ВВ и стоимость разработки 1 м® грунта.

Взрывной плантаж — глубокая перекопка и перевал почвы — является наиболее эффективным способом обработки почвы. Участки, предназначенные для глубокой взрывной вспашки, чаще всего расположены на склонах гор с ка­ менистым почвами, где обычно механизированное перемещение почвогрунта малоэффективно.

Взрывной платнаж улучшает условия питания корневой системы, увеличи­ вает доступ воздуха, влаги и удобрений в глубокие слои почво-грунта. После взрыва грунт длительное время (до 2—3 лет) находится в разрыхленном состо­ янии, сохраняя минеральные соли и удобрения.

Кроме того, при взрыве происходит интенсивное проникновение в поры грунта свободного азота и золы, выделяемых при разложении аммиачно-сели- треппых ВВ.

Взрывной платнаж почвы производят шпуровым методом с применением зарядов камуфлета.

Образование ям для посадки деревьев. Для посадки деревьев бурят шпуры диаметром 40—60 мм и глубиной на 25—30% меньше проектной глубины выемкп. Возможно применение наклонных шпуров под утлом 40—50°. Величина

557.

наряда принпмается с таким расчетом, чтобы грунт, разрыхленный взрывом был выброшен за пределы воронки рыхления.

Гпдровзрьпшой способ внесения удобрений рекомендуется для глубокого рыхленпя с одновременным внесением удобрений в почву. При этом способе па требуемую глубину пробуривают шпур или скважину, в которую заклады­ вают патроны ВВ. Между стенками шпура п ВВ размещают жидкие пли порошко­ образные удобрения, которые прп взрыве заряда распределяются в почве на большую глубину.

Корчевку пней н кустарников взрывом производят в осповыом с целью очи­ стки массива под посевы, подготовки строительной площадки, заготовки древес­

ного топлпва.

Взрывную корчевку пней производят двумя способами: взрывом заряда в шпуре, расположеипом в центре или сбоку пня, пли взрывом заряда, заложен­ ного под центром подбуренного пли подкопанного имя.

§ 133 Взрывные работы в кессонах

При проходке горных выработок, тоннелей, стволов и т. д. в обводненных условиях по устойчивым породам п плывунам иногда применяют кессонный способ производства работ, сущность которого состоит в том, что работы ведутся под колоколом (кессоном) прп избыточном давлении сжатого воздуха, который препятствует поступлению воды в забой кессона.

Особенность взрывных работ в кессонах заключается в том, что в атмосфере рабочей камеры кессона может создаваться взрывоопасная смесь сжатого воздуха с компрессорным маслом, что может вызвать прп наличии открытого огня вос­ пламенение п взрыв. Поэтому прп взрывных работах в кессонах следует иметь в виду, что:

допускается лпшь шпуровой способ взрывания прп глубипе шпуров не более 2 м; в этом случае расчет зарядов ВВ ведут только на рыхление массива без выброса кусков породы;

взрывание без забойки категорически запрещено; способ взрывания зарядов только электрический с расположением источ­

ника тока вне рабочей камеры кессона, причем вся электроцепь должна быть выполнена во взрывобезопасном исполнении;

число одновременно заряжаемых и взрываемых шпуровых зарядов должно быть не более восьми;

в зону сжатого воздуха разрешается проносить ВМ в количестве, необхо­ димом для взрывания одного комплекта шпуровых зарядов;

взрывные работы независимо от объема должны производить не менее чем два взрывника;

перед началом взрывных работ все рабочие должны быть удалены us кессона на поверхность;

при прохождении тоннелей и наличии опасных по взрыву газов взрывные работы должны вестись с соблюдением требований, предусмотренных для уголь­ ных шахт.

§ 134. Штампование металлов взрывом

Практическое применение взрыва не ограничивается дроблением торных пород. Развитие теории действия взрыва в среде позволило использовать это явление для таких процессов, как упрочнение металлов взрывом и штамповка металлических изделий.

Рассмотрим один из способов взрывной штамповки. Поверх матрицы, имеющей форму штампуемого изделия, укладывают лист металла. По краям этот лист тщательно зажимают кольцевым флан­ цем на мощных болтах. В матрице предусматривают многочисленные отверстия для того, чтобы при штамповке обеспечить выход

558

воздуха, заключенному между металлическим листом и ее по­ верхностью.

Сверху над металлическим листом помещают цилиндрический сосуд с водой. Диаметр этого сосуда берется несколько больший, чем диаметр матрицы. В воду помещают заряд ВВ. Обычно этот заряд располагают посередине высоты слоя воды, т. е. на равных расстояниях от свободной поверхности воды и листа металла. При взрыве энергия, передаваемая воде, идет на деформацию обрабаты­ ваемого металлического листа. Если прогиб листа, получаемый при взрыве, недостаточен для того, чтобы впрессовать заготовку в полной мере в матрицу, следует увеличить заряд. Приближенно можно считать, что половина всей энергии, выделяемой при взрыве и передаваемой волне, идет на штамповку. Если при штамповке среднее смещение обрабатываемого металла равно h, а общая сила, действующая на заготовку, равна F, то можно считать, что работа штампования является произведением этих параметров. На основе закона сохранения энергии работа штамповаипя равна затрачива­ емой на штампование энергии взрыва:

Fh = ~ A xQm^

где Ъ — коэффициент пропорциональности; А х — удельная работа взрыва, кгс-м/кг; (?шт — масса заряда, кг.

Следовательно, средняя сила, производящая штампование, _ Ь -ПСшт

F = T ' — h ~ '

Если, например, для штампования применяют взрыв тротилового заряда массой Qm = 10 кг и средняя деформация штампуемой заготовки h = 0,1 м, то сила, производящая штампование, при b = 0,8 и 4 ; = 400 000 (кгс-м)/кг оказывается равной

F ■= 1 б000 000 кгс=16 000 тс.

Такое штампование можно было осуществить при помощи только очень мощного пресса. Следует отметить, что взрывную штамповку можно производить в любом месте быстро, просто, эффективно и с ми­ нимальными затратами.

Г л а в а XXXI

ОРГАНИЗАЦИЯ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ ГОРНОПРОХОДЧЕСКОГО ЦИКЛА

Правильный выбор основных параметров при проектировании организации буровзрывных работ должен обеспечить достижение наибольшей для данных горнопроходческих условий скорости про­

559

ходки выработки при высоких технико-экономических и качествен­ ных результатах.

Критерием эффективности организации буровзрывных работ являются удельные затраты рабочего времени всех операций цикла, приходящихся на 1 м подвигания выработки, при заданной скорости проходки.

Исходными данными для проектирования организации буро­ взрывных работ являются: сечение и назначение горной выработки; коэффициент крепости пересекаемых выработкой пород по шкале проф. М. М. Протодьяконова; категория шахт; запланированная скорость проведения выработки; тип применяемого ВВ и диаметр патронов; оснащенность забоя горнопроходческим оборудованием; запланированное число циклов в сутки.

По исходным данным определяют для конкретных условий про­ ходки основные параметры буровзрывного комплекса, которые должны обеспечить запланированные показатели проходки. Такими параметрами являются: удельный расход ВВ, диаметр шпура, число шпуров, глубина шпуров, к. и. ш. и др. Параметры буровзрывного комплекса определяют по расчетным формулам, приведенными в гл. XXIII.

Диаметр шпура определяют в соответствии с диаметром патрона. Глубину шпура принимают в зависимости от крепости пород, мощ­ ности бурильных машин, способа погрузки и принятого графика цикличности.

В состав основных работ при проведении горных выработок буровзрывным способом входят: бурение шпуров; заряжание шпу­ ров; монтаж взрывной сети, взрывание зарядов; проветривание п приведение забоя в безопасное состояние. Удельный вес этих опе­ раций в общих затратах труда цикла составляет 27—35% по буре­ нию, 8% по заряжанию и 3% по взрыванию, а по затратам вре­ мени — соответственно 28—42%, 5 и 4%.

Бурение шпуров. Время на обуривание забоя зависит от числа одновременно работающих бурильных машин и их мощности, кон­ струкции буровых коронок, давления сжатого воздуха в сети. Сред­ няя техническая скорость чистого буренпя по зсей глубине шпура

где кср й— коэффициент средней скорости бурения; А, В — эмпири­ ческие коэффициенты, учитывающие тип бурильных машин; 1Ш— глубина шпура, м; уох — начальная техническая скорость бурения, м/мин.

Для практических расчетов можно принимать для ручных бу­ рильных машин (ПР-24Л) А = 1,075 и В = 0,075, для бурильных машин ударно-вращательного действия А = 1,035 и В = 0,035. При использовании ручных бурильных молотков удельная площадь

560