частотной энергии только растрескиваются, и для разрушения на части требуется дополнительное механическое воздействие.
Сущность способа разрушения горных пород-диэлектриков за ключается в том, что под электродами имеет место неравномерный диэлектрический нагрев породы без образования канала высоко частотного теплового пробоя. Разрушение происходит также под влиянием возникающих термоупругих напряжений.
На серийное изготовление установок ЛОР-60 и ЛПР-40 для раз рушения негабаритов железных руд ИГД им. А. А. Скочинского разработаны технологические условия.
Разрушение негабаритов токами промышленной частоты. При дроблении негабаритов этим способом напряжение подводится с по мощью двух графитовых электродов, расположенных на расстоя нии 40—80 мм. В зоне между электродами происходит электрический пробой и образуется разогревающийся канал электрического тока, который вызывает термоупругие напряжения, разрушающие нега барит (рис. 178).
Для разрушения негабаритов на открытых горных работах при меняют установку 2УРН института Гипрорудмаш. Данная установка показала хорошие результаты при применении на карьерах Ново криворожского, Ингулецкого, Качканарского, Соколовско-Сарбай- ского ГОКов.
Технические показатели установки 2УРН |
|
Производительность разрушения, м/ч ................................................................ |
14 |
Мощность установки, к В т ...................................................................................... |
100 |
Номинальное первичное напряжение, В ......................................................... |
6000 |
Частота, Г ц ................................................................................................................ |
50 |
Максимальное напряжение, подводимое к негабариту, В ........................... |
2940 |
Энергоемкость разрушения, кВт-ч/м3 ................................................................ |
4,5 |
Появление трещин на негабарите свидетельствует о завершении процесса разрушения. Окончательно негабарит разваливается под воздействием ковша экскаватора. После появления трещин выклю чают напряжение, снимают остаточное напряжение с электродов и после этого электроды перемещают на другой негабарит.
Установка 2УРН может быть установлена на бульдозере, тягаче, санях. Установку располагают в 4—5 м от негабаритов, с одной пози ции при длине кабеля в 50 м установка обслуживает зону радиусом 45 м. Установка 2УРН эффективно разрушает негабариты мартитомагнетитовых и хлорито-карбонато-магнетитовых роговиков (Кривбасс), негабариты кардитов и пироксенитов с содержанием железа 15-20 % (Качканарский ГОК). Максимальная сменная производи тельность, достигнутая установкой 2УРН при разделке негабаритов на Ингулецком и Новокриворожском ГОКах, составляет 85—90 м3. Стоимость разделки 1 м3 негабарита в 1,5—2 раза дешевле, чем при буровзрывном способе.
На Качканарском ГОКе установкой 2УРН разрушали негаба риты объемом 1,5—7,5 м3 при производительности 8—10 м3/ч, при этом для разрушения негабаритов объемом более 3 м3 требовалось две-три перестановки электродов.
Г л а в а XIII
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ
В данной главе приведено описание разнообразных видов взрыв ных работ, которые носят самостоятельный характер. Значение этих видов взрывных работ часто очень велико, а объем их из года в год растет в связи с все более глубоким изучением взрывов и расшире нием области его применения в промышленности.
§ 106. Взрывание перемычек
Перемычки обычно взрывают по окончании строительных работ в котловане, отгороженном перемычками от водоема.
Перемычки могут быть скальными, представляющими собой участки естественного массива, и насыпные, грунтовые или грунто вые с каменно-набросной пригрузкой.
Перемычки взрывают на рыхление, с последующей выемкой раз рыхленного грунта механизмами; на выброс — для образования первоначальной прорези, расширение которой производится водным потоком; на выброс и рыхление — для образования первоначальной прорези и облегчения размыва остальной части перемычки; на пол ный выброс небольших по протяженности перемычек.
Перемычки взрывают в завершающей стадии строительства того или иного объекта, из-за чего работы приходится вести в относи тельно стесненных условиях, когда требуется ограничивать даль ность разлета породы, действие воздушной и сейсмических волн. Это предопределяет выбор метода и параметров работ.
Если перемычка скальная, целесообразно применение шарошеч ных или пневмоударных станков; если перемычка грунтовая, эффек тивно применение шнековых станков; перемычки, содержащие на сыпной камень, поддаются бурению только станками ударно-канат ного бурения с обсадкой скважин.
Выбор метода работ и бурового оборудования может быть произ веден на основании изучения исполнительных чертежей на строитель ство перемычек или изысканий, которые должны дать ответ на сле дующие вопросы: материал, из которого состоит перемычка; конфи-*
* Глава написана Давыдовым С. А.
гурация и габариты перемычки (продольный и поперечные профили); ситуационный план местности с нанесением объектов, подлежащих защите от разлета кусков, действия воздушной и сейсмических волн.
На взрывание перемычки составляется проект, в котором, исходя из задания на взрыв и данных изысканий, обосновывается выбор метода буровзрывных работ и бурового оборудования.
При взрывании на рыхление применяют по возможности верти кальные скважины. Если вертикальные скважины не обеспечивают проработку с. п. и., их применяют в сочетании с наклонными сква жинами. При взрывании глубина рыхления принимается на 0,5— 1 м ниже проектного дна, учитывая трудность выемки горной массы из-под воды. Для скважин, пробуренных у откоса, подпертого водой, сетка скважин принимается в пределах 0,5—0,7 от расчетной вели чины.
Взрывание — короткозамедленное, порядное или, если требуется интенсивное дробление, по волновой схеме, с помощью детониру ющего шнура и КЗДШ.
При взрывании на выброс осевой прорези в перемычках, если глубина прорези не превышает 4 м, следует применять вертикальные скважинные заряды выброса, расположенные в один ряд по оси про рези. Если глубина прорези превышает 4 м, следует ориентироваться на применение сосредоточенных зарядов выброса, размещаемых в скважинах увеличенного диаметра. Минимально необходимый диаметр рассчитывают по формуле
^ J J - y T + T p T |
(XIII.1) |
При этом длина забойки должна быть не меньше 0,5W. |
В осталь |
ном параметры буровзрывных работ рассчитываются в соответствии с гл. XI.
При взрывании всей перемычки заряды располагают вдоль ее оси, в зависимости от ширины-перемычки в один, два или три ряда зарядов. При одном и двух рядах принимают показатель взрыва п — = 2—3, при трехрядном расположении в осевом ряду п = 2,5^-3, в боковых п — 2~2,5.
Должен быть приведен расчет безопасных расстояний. При этом для объектов, попадающих в опасную зону по воздушной волне и разлету, предусматриваются специальные меры защиты. В каче стве защиты от действия воздушной волны следует предусматривать выставление оконных рам или укрытие их щитами. Для защиты от разлета кусков породы наиболее ответственные части объектов (ме ханизмы, трансформаторы, колонны и т. п.) подлежат укрытию бре венчатыми щитами и другими средствами.
§ 107. Обрушение потенциально неустойчивых массивов
Под потенциально неустойчивыми понимаются нависающие скальные массивы в бортах каньонов, подсеченные трещинами бор тового отпора, или (реже) тектоническими, или трещинами
напластования и потому, при определенных условиях, способных к самообрушеншо. К потенциально неустойчивым массивам отно сятся также камни, нависающие над ущельем.
Принудительное обрушение потенциально неустойчивых масси вов целесообразно производить в начальный период строительства ГЭС и при прокладке дорог (шоссейных или железных) вдоль крутого откоса или по самому откосу.
Обрушение потенциально-неустойчивых массивов заключается в подрезке его сверху вниз щелью контурного взрывания и подбое его понизу. В случае, если массив имеет большую мощность и сложен крупноблочными породами, кроме подрезки и подбоя производится также дробление его зарядами в скважинах, пробуренных сверху или (при очень большой мощности массива) из буровых галерей.
При подготовке взрыва должны быть выяснены следующие фак торы: размеры обрушаемого массива (высота, ширина, мощность); наличие удобных подходов к верху и к основанию массива; блочность массива и категории крепости пород, его слагающих, и тех, на ко торые он опирается; расположение трещин, отсекающих неустой чивый массив от основного.
На производство взрывного обрушения потенциально неустой чивого массива составляется проект, в котором решаются следу ющие вопросы:
1.Способ подхода к верху и к основанию массива. К верху мас
сива в зависимости от рельефа местности бурильщики проходят по специально пройденной тропе по косогору или спускаются сверху, по лестнице. Над массивом разрабатывается полка достаточной ши рины для установки буровой рамы (при использовании станков типа БМК-4) или горизонтальной трубы, укрепленной на забетони рованных в почву стойках (при использовании станков типа НКР-100М). К основанию массива, с двух сторон которого обычно бурят скважины подбоя, в зависимости от степени опасности пере движения по склону делают либо тропы, либо полувыемки. При взрывании особо крупных массивов подход к основанию, а иногда и к средней части массива осуществляется штольней. В случае, если обрушается нависающая часть массива, обычно достаточно одного ряда горизонтальных или слабонаклонных скважин рыхле ния.
Если массив представляет собойнебольшой по высоте блок, отсе ченный от основного массива трещиной, обычно достаточно одного ряда контурных скважин с несколько усиленным зарядом в нижней части.
При большой высоте блока, когда контурные скважины не могут достичь основания массива, при малой его мощности или мелко блочной структуре, сверху, не меньше чем на половину высоты мас сива, в целике бурят ряд контурных скважин с выходом концов скважин в трещину, а снизу, с обеих сторон или с одной стороны основания, бурят один над другим два ряда горизонтальных или слабонаклонных скважин рыхления (подбоя).
При взрывании мощных и крупноблочных массивов, помимо кон турных скважин с верхней площадки, в массиве бурят веера скважин рыхления.
При большой высоте и мощности массива с удобных подходов в стороне от массива располагают одну или две (на разных гори зонтах) штольни, из них проходят буровые галереи, а из них по гра нице массива бурят контурные скважины, а в массиве — скважины рыхления. Иногда для улучшения подработки нижней части обрушаемого уступа бурят несколько шпуров.
Варианты расположений зарядов в массиве приведены на рис. 179, а, б.
Рис. 179. Расположение скважин для обрушения неустойчивых массивов:
а — малой мощности; б — большой мощности
Обычно заряды подбоя взрывают в первую очередь, затем (через 10—15 мс) следует взрыв контурных скважин и в последнюю очередь, также через 10—15 мс, — зарядов рыхления в массиве.
Бурильщики и взрывники должны быть обучены приемам скало лазания, работать со страховочными веревками, обязательно в кас ках, а в местах возможных камнепадов — под навесными полками.
§ 108. Образование камуфлетных полостей
Камуфлетные полости в настоящее время находят применение: при сооружении свай с уширенной пятой (камуфлетные сваи); при строительстве подземных емкостей для хранения некоторых жидко стей и газов; при выполнении ям под столбы и опоры.
Сущность работы по образованию камуфлетных полостей заклю чается в том, что в скважине или шпуре размещают и взрывают заряд ВВ, при котором в массиве образуется сферическая полость. Образование полостей целесообразно только в пластичных породах
(глинах, суглинках), имеющих показатель простреливаемости # пр свыше 100 дм3/кг (табл.. 55).
Т а б л и ц а 55
Ориентировочные значения показателя простреливаемости 77пр (по данным Центральной производственно-экспериментальной специальной строительной лаборатории треста Союзвзрывпром)
|
Горная порода |
|
Классифика грунтовция породи СНиПУпо
|
|
|
|
|
|
|
!
|
Глина пластичная м оренн ая............................................. |
' . |
II |
Глина черная ................................................................ |
• |
іи |
Глина моренная.......................... |
|
іи |
Глина желто-бурая жирная ............................................. |
|
іи |
Глина темно-красная жирная ......................................... |
|
іи |
Мергель мягкий трещиноватый ...................................... |
........................ |
IV |
Мергель мягкий сильно трещиноватый . |
IV |
Глина ломовая тем но-синяя............................................. |
|
IV |
Суглинок тяжелый, глина песчанистая.......................... |
|
IV |
Мел мягкий, известняк-ракушечник ............................... |
|
V |
Мергель средней крепости, доломит мергелистый, из- |
Ѵ -Ѵ І |
вестник мягкий сильнотрещиноватый.......................... |
|
Гипс плотный мелкозернистый, сланцы глинистые, |
|
крепкие, гранит |
сильнотрещиноватый, фосфориты |
|
средней крепости, силициты, известняки средней |
VI—VIII |
трещиноватости ................................................................ |
|
|
Гранит средней трещиноватости, кварциты плотные |
|
железистые, кварциты плотные серые, |
апатито-нефе |
|
линовая руда, известняк плотный, змеевики с вклю |
Ѵ ІІ-ІХ |
чением асбеста, песчаник, доломит ........................... |
|
Роговики, скарны, мрамор, гранитоид, кремень пла |
|
стовый, известняки крепкие, гранит |
крупнозерни |
|
стый, и среднезернистый, фосфориты крепкие, доломит |
V II -X I |
к р е п к и й ................................................................................ |
|
|
^пр
900—1400
400—600
220—530 220-270 170-250 100-170 180-280 100-150 70-190 35—65
Около 20r больший разброс значений
3 -15
2-10
2—5
Для выполнения работ необходимо определение показателя про стреливаемости пород, в которых надлежит производить взрывы. Важно определить свойства пород, залегающих выше зоны, в которой намечается образование полостей. Если выше пласта, в котором на мечено размещать полости, расположены сыпучие или плывунные породы, бурение скважин следует вести с полной обсадкой, во избе жании прорыва неустойчивых грунтов в образованную взрывом полость.
При образовании камуфлетных полостей на каждый взрыв соста вляется проект. Величину заряда рассчитывают по формуле
11 пр
где Ѵп — проектный объем полости, дм3.
