Файл: Вовк, А. А. Действие взрыва в грунтах.pdf

\ (1-154)

Подставим соотношения (1.155) в выражение (1.149) и получим, учитывая, что радиус сферического заряда пропорционален корню кубическому веса заряда,

или

(1.157)

Если обозначим

(1.158)

77

и подставим (1.158) в (1.157), то получим окончательно для вы­ соты поднятия цилиндрического заряда

h = С6Я4.

Итак, для определения высоты поднятия цилиндрического за­ ряда погонным весом Сп для уменьшения надполостного целика нам необходимо знать коэффициенты /Ci и /Сг, входящие в фор­ мулы (1.144) и (1.145), с помощью которых находят размеры соответственно цилиндрической и сферической полостей в дан­ ном грунте, а также р и Ь, определяющие закономерность рас­ пространения сферической взрывной волны по формулам (1.147)

и (1.151).

6. ВОЗМОЖНАЯ ОБЛАСТЬ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ КАМУФЛЕТНЫХ ВЗРЫВОВ В СВЯЗНЫХ ГРУНТАХ

Рассмотренным выше способом можно получить горные вы­ работки небольших поперечных размеров, шахтные стволы и целые подземные сооружения, состоящие из комплекса верти­ кальных, наклонных и горизонтальных выработок различных поперечных размеров и протяженности. Разработка и внедрение взрывных технологий развивались в направлении поэтапного освоения сначала более простых, а затем усложняющихся тех­ нологических схем и методик, что приводило к постепенному увеличению параметров полученных полостей и расширению сферы практического их приложения. Разная степень сложности взрывных технологий образования полостей в зависимости от требуемых параметров привела к тому, что в настоящее время эти технологии находятся на различной стадии промышленного освоения — от широкого внедрения в ряде отраслей народного хозяйства (когда речь идет о шурфах небольшого сечения) и единичных случаев применения метода получения шахтных ство­ лов больших параметров до научных разработок и прогнози­ руемых проектных схем в случае использования энергии взрыва при создании инженерных комплексов. Научные эксперименты,, полупромышленные испытания и практика применения взрыв­ ного метода в разных условиях для различных технологических целей свидетельствуют не только о его пригодности, но и о вы­ сокой технико-экономической эффективности. Так, в процессе внедрения способа для строительства колодцев глубиной 20 м получена производительность, в 17—20 раз превышающая про­

78

изводительность ручной проходки колодцев при одновременном значительном снижении стоимости. В табл. 15 приведены сравнительные технико-экономические показатели по проходке горных выработок различного диаметра обычным и взрывным способами.

Весьма важным показателем при сравнении методов проход­ ки горных выработок является расход рабочей силы. Вопросы экономической эффективности применения энергии взрыва при получении полостей были рассмотрены в [24], поэтому их пов­ торное изложение нецелесообразно. Следует лишь указать на значительно возросшие потребности в подземных емкостях раз­ личных характера и назначения, в частности для хранения неф­ ти, газа и других материалов.

В 1966 г. в США эксплуатировалось и строилось более 290 подземных хранилищ суммарной емкостью 120 млрд. м3. Потреб­ ность в расширении хранилищ в США огромна. Возникает необ­ ходимость сооружения искусственных подземных хранилищ, что может быть с успехом осуществлено с помощью ядерных взрывов. Схема подземного газохранилища, полученного таким способом, приведена на рис. 25. Согласно расчетам, на 1 кТ мощности заряда в крепких породах может быть получено до 3000 м3 пустот. За последние годы наметилась тенденция ис­ пользования ядерных зарядов для создания подземных полос­ тей, водохранилищ, нефтехранилищ и др. В табл. 16 приведены

79

данные по стоимости энергии, полученной при взрывании раз­ личных конструкций и мощности. Из этой таблицы видно, что ядерные взрывы экономичнее в сравнении с взрывами обычных химических ВВ в 15—1000 раз.

В табл. 17 приведены взятые из американской литературы данные по стоимости хранения газа в хранилищах, полученных

верхностных объектов. Геологоразведочные, горнорудные и угольные предприятия в

практической работе сталкиваются с необходимостью проходки большого количества разведочных шурфов небольшого сечения по третичным и четвертичным отложениям, глубина которых достигает 50 ж и более. Учитывая малый срок службы, отсут­ ствие дорог, отдаленность от источников снабжения материа­ лами и электроэнергией, а также сезонный характер работ, можно утверждать, что вопрос об увеличении скорости и сни­ жении стоимости проходки таких шурфов является весьма ак­ туальным. До настоящего времени проходка их осуществляется

Т а б л и ц а 16 Стоимость 1000 ккал энергии заряда, доллары

80

примитивным способом с разработкой породы вручную и подъе­ мом при помощи воротка в бадье незначительной емкости. Из-за большой трудоемкости работ разведочные шурфы в настоящее время закладываются преимущественно в местах с минималь­ ной мощностью наносов; участки с повышенной мощностью по возможности избегаются.

Т а б л и ц а 17 Емкость подземных газохранилищ и стоимость хранения газа

В этих условиях применение взрывного метода получения шурфов может дать значительный технико-экономический эф­ фект. Во многих случаях можно воспользоваться ранее пробу­ ренной разведочной скважиной и тогда проходка шурфа будет заключаться лишь в заполнении ее ВВ и взрывании. Большин­ ство разведочных шурфов, при условии проходки их взрывным способом, может использоваться незакрепленными или с креп­ лением только устья выработки. Не имеет существенного значе­ ния в этом случае и мощность насосов, поэтому закладку шур­ фов в условиях, пригодных для применения взрывного метода, можно осуществлять исходя только из производственной необ­ ходимости. Применение взрывного метода проходки шурфов глубиной 18—24 м в условиях Гвардейского района Алма-Атин­ ской области для вскрытия коренных пород позволило полу­ чить годовую экономию капитальных средств в сумме 48 тыс. руб. По полученым данным, взрывной метод позволяет значительно повысить производительность труда, снизить себе­ стоимость и сократить сроки проходки, следовательно, он заслу­ живает одобрения и может быть рекомендован для широкого распространения в геологоразведочных работах.

Весьма эффективным является применение взрывного мето­ да для проходки эксплуатационных шурфов (вентиляционных, лесоспускных, людских ходков и др.) на угольных шахтах и руд­ никах. Научно-техническая конференция по буровзрывным ра­ ботам на шахтах Кузбасса, отмечая высокую эффективность взрывного метода проходки шурфов по наносам, рекомендовала повсеместное внедрение его во всех случаях, где это позволяют горногеологические условия. Технико-экономическая эффектив­ ность применения этого метода на шахтах Кузбасса может быть