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

3. ПОЛУЧЕНИЕ ОТКРЫТЫХ ЛИНЕЙНО-ПРОТЯЖЕННЫХ ВЫЕМОК

ВЗРЫВАМИ ОДИНОЧНЫХ ТРАНШЕЙНЫХ ЗАРЯДОВ

В течение 1965—1969 пг. на территории взрывоэксперимен­ тальной базы АН УССР и ряда районов Юга Украины были проведены многочисленные эксперименты в грунтах с ненару­ шенной структурой. Целью этих экспериментов было решение ряда вопросов, имеющих важное значение при разработке но­ вых технологических схем с применением горизонтальных заря­ дов выброса, в том числе: отработка элементов технологии по­ лучения выемок трапецоидального сечения и достаточно боль­ ших параметров с помощью взрыва удлиненных зарядов (а в отдельных случаях комбинированных зарядов); разработка и уточнение расчетного аппарата при определении зависимостей параметров зарядов от геометрических размеров образуемых выемок, включая выявление критериев подобия для зарядов выброса с осевой симметрией; проверка эффективности в грун­ товых условиях, характерных для горнодобывающих предприя­ тий и районов массового ирригационного строительства, раз­ личных ВВ и типов зарядов, в частности наиболее экономич­ ных и безопасных в обращении игданитов, а также зарядов с воздушными оболочками.

Указанные экспериментальные работы проводились в суглин­ ках, тяжелых суглинках объемным весом 1,73—1,86 г/см3 и ве­ совой влажностью 11,6—16,7% с известковыми и гипсовыми включениями, лессовидных суглинках и пластичных глинах. Та­ ким образом, участки экспериментальных исследований охва­ тывали широкий диапазон грунтовых условий, включающий практически все виды связных грунтов.

Применялась следующая технология работ: по оси будущей выемки отрывалась узкая траншея заданной глубины. На дно траншеи укладывался удлиненный горизонтальный заряд, тран­ шея засыпалась и производился взрыв. При взрывании приме­ нялось капсульное инициирование зарядов.

В качестве ВВ использовался прессованный тротил, аммо­ нит № 6 ЖВ, зерногранулит и игданиты. Расход ВВ колебался от 1 до 32 кг на 1 пог. м при длине зарядов 1 —140 м, глубина заложения зарядов была различной в пределах от 7,5 диамет­ ров заряда до полного камуфлета.

Проведенные эксперименты показали, что взрывание гори­ зонтальных удлиненных зарядов в узкой траншее является дос­ таточно простым, надежным и эффективным способом осуще­ ствления взрывных работ для получения открытых выемок. Ре­ зультаты взрывов приведены в табл. 21.

Для установления расчетных зависимостей параметров ци­ линдрических зарядов от размеров получаемых выемок необхо­ димо было проверить правомерность применения принципа гео-

Т а б л и ц а 21

Изменение параметров горизонтальных зарядов выброса и образованных выемок с глубиной

В глинах

98

метрического подобия, в соответствии с которым размеры вые­ мок увеличиваются пропорционально размерам заряда.

Изучая процессы образования воронок взрывом сосредото­ ченных зарядов весом от 120 кг до 1000 т, М. М. Докучаев, В. Н. Родионов и А. Н. Ромашов [45] доказали, что в диапазоне изменения веса 0,12—10 г принцип геометрического подобия соблюдается, т. е имеет место соотношение ±ш const. Лишь

при взрыве зарядов большего веса проявление масштабного эф­ фекта становится существенным; в частности, при взрыве заря­ да весом 1000 т расход ВВ на единицу объема выброшенного грунта в 1,5 раза больше, чем при взрывах малых зарядов. Этими опытами было установлено, что в диапазоне названных весов зарядов и значений показателя действия взрыва n= l,4 -f-

99

4-2,1 при относительных глубинах заложения заряда №0(0,4-ь 4-0,7) С^3В среднее значение радиуса воронки оказывалось

При анализе экспериментальных данных для возможности сопоставления результатов опытов, полученных взрыванием различных ВВ, нами введен показатель, названный приведен­ ным диаметром заряда Dnp. Эта величина представляет собой истинный диаметр заряда ВВ, приведенного к плотности, рав­ ной единице, с введением переводного коэффициента, учитываю­ щего различие энергетических свойств ВВ. Так, в нашем случае для зерногранулита и игданитов значения определялись из вы­ ражения

взрыва их приведенные (относительные) значения путем деле­ ния на DnpИз анализа данных табл. 21 видно, что абсолютные значения параметров выемок в грунте зависят от глубины за­ ложения заряда, погонного расхода ВВ и свойств ВВ и грунта. Одним из важнейших показателей, характеризующих степень воздействия взрываемого цилиндрического заряда на грунтовый массив, является, как и при взрывах сосредоточенных зарядов, показатель действия взрыва п.

В табл. 21 приведены результаты обработки опытов отдель­ но в суглинках и глинах. Данные расположены в порядке на­ растания показателя относительной глубины заложения заря­ да, оказавшегося, наряду с показателем действия взрыва, од­ ним из наиболее характерных.

Относительный радиус воронки находится в такой функцио­ нальной зависимости от этого показателя: для суглинков

Если приравнять первую производную выражений (11.17) и (11.18)

соответственно Wr = 12,3 и Rr = 41,2. Показатель действия взры­

то

Отсюда значения п, соответствующие оптимальным параметрам воронки выброса, будут составлять для суглинков 2,99 и для глин — 3,3.

Анализируя экспериментальные данные и полученные выра­ жения, следует отметить, что в исследуемом диапазоне значе­ ний показателя действия взрыва п постоянство приведенных значений радиуса воронки не соблюдается, как вытекает из принципа геометрического подобия. Однако эти значения наи­ более плотно ложатся в интервале RBCll2= ± 0 ,2 , причем, как правило, они соответствуют случаям взрывания зарядов с пока­ зателем действия взрыва, близким к оптимальному. Такие от­ клонения являются следствием многих причин, главными из ко­ торых следует считать применение ВВ с разными характерис­ тиками и разнообразие грунтовых условий.

Таким образом, при соответствующем учете энергетических характеристик ВВ и взрывании цилиндрических зарядов выбро­ са в грунтах со сходными физико-механическими свойствами в пределах оптимальных значений заглубления и показателя дей­ ствия взрыва, отклонения параметров получаемых выемок от закона геометрического подобия можно считать несуществен­ ными.

Отмеченные соотношения в основном выполняются также при взрывании спаренных зарядов. Отклонения значений пара­ метров отдельных опытов объясняются главным образом нали­ чием прослойков песка и супеси, вызывавших частичные зава­ лы выемок, как это имело место и в опытах, описанных в ра­ боте [45].

Из полученных опытных данных следует, что обычно зна­ чения видимой глубины воронки Нв не совпадают с глубиной заложения заряда и изменяются с изменением показателя дей­ ствия взрыва. Аналитически выражение для определения види­ мой глубины воронки может быть записано в_ виде Нв=

= f(n )D np+W, или в относительных величинах, HB= f (п) + W. Функция показателя действия взрыва f(n) зависит от типа грун­ та и для исследуемых суглинков и глин имеет значения:

101