Файл: Смоляницкий, А. А. Проходка геологоразведочных канав взрывом.pdf

ности повышения уровня механизации канавных работ свиде­ тельствует тот факт, что увеличение удельного объема механи­ зированной проходки только на 1% экономит ежегодно народному хозяйству страны примерно 300 тыс. р. [21].

Т а б л и ц а 3

Распределение объемов механизированной проходки канав в Министерстве геологии СССР

В настоящее время вопрос комплексной механизации по су­ ществу не решен, так как даже при проведении канав земле­ ройной техникой многие операции цикла выполняются вруч­ ную — подноска инструмента, зачистка канавы, опробование забоя, размещение зарядов ВВ. Еще ниже уровень механизации проходческого цикла при проведении канав взрывом, где все основные операции цикла выполняются вручную — бурение шпуров (механизировано лишь на 10%), заряжание камер, монтаж взрывной сети, уборка разрушенной взрывом породы (от СО до 10% по объему), опробование забоя, подноска инст­ румента и взрывчатых материалов. Доля ручного труда при проходке канав составляет до 85% всех трудовых затрат. Низ­ кий уровень механизации канавных работ объясняется также отсутствием экономико-технических расчетов по установлению рациональных областей применения того или иного способа проходки канав.

Все способы можно разделить на две группы: проходку вручную и1механизированную. Проходка канав вручную, естест­ венно, является более трудоемкой и малопроизводительной по сравнению с механизированными способами. Производитель­ ность труда проходчика колеблется в пределах 2,5—4 м 3 в сме­ ну при себестоимости 1 м 3 канавы 1,8—6 р. Разновидностью этого способа является проходка канав в мерзлых грунтах «на пожог» с искусственным оттаиванием грунта. Этот способ отли­

9

чается наибольшей трудоемкостью и малой экономичностью: сменная производительность составляет 1,5—2,5 м 3 при стоимо­ сти 1 м 3 канавы 10—16 р. Исследования [61] показали целесо­ образность применения одного из механизированных способов проходки канав (рационального для данных условий) незави­ симо от объемов работ по объекту.. Поэтому объем проходки, выполняемый в настоящее время вручную, и является основным резервом повышения технико-экономической эффективности на канавных работах.

Интерес представляют показатели по проходке канав раз­ личными способами, скорректированные на фактическое попе­ речное сечение образуемой выемки [54].

Анализ этих данных позволяет сделать вывод о бесспорной целесообразности широкого применения при проходке канав землеройных машин — экскаваторов, канавокопателей, бульдо­ зеров. Однако не случайно объем проходки канав землеройны­ ми машинами за последнее время (1965—1972 гг.) практически не возрастает, несмотря на явную экономичность способа. В первую очередь это объясняется отсутствием специализирован­ ной землеройной техники. Используемая геологическими орга­ низациями техника создана для строительных и горных пред­ приятий, что и ограничивает возможность ее применения (габариты, металлоемкость, стоимость, транспортные и эксплуа­ тационные качества не удовлетворяют требованиям геологичес­ кой службы). Так, бульдозеры, канавокопатели и экскаваторы могут быть применены лишь при уклонах местности 5—15°. Сечение канав при применении бульдозеров увеличивается при­ мерно в 3 раза по сравнению с сечением при ручной проходке. При разработке экскаватором крупнообломочные включения не должны по своим размерам превышать в поперечнике 0,4— 0,5 м. Ни один из этих механизмов неможет быть использован для непосредственной разработки мерзлых грунтов или грунтов с повышенным содержанием каменистого материала (свыше 15—20%). Кроме того, применение этих средств не исключает необходимости выполнения большого объема работ по зачистке полотна (операция выполняется, как правило, вручную). Так, по данным А. Н. Чохи, при стоимости образования бульдозером 1 м полотна канавы 0,4 р. затраты на зачистку вручную дости­ гают 0,8 р. В породах средней крепости (свыше IV категории) не нашли широкого применения скреперные установки, так как при этом необходимо предварительное рыхление. Проходка ка­ нав селевым и гидромониторным способами требует обеспечен­ ности участка работ водой (не менее 20 м3/ч) и угла склона не менее 10° (для селевого способа).

Повсеместно применим способ образования канав с исполь­ зованием энергии взрыва, но этому способу присущ повышен­ ный расход дорогостоящихвзрывчатых материалов, повышен­ ная доля ручного труда и опасность работ. Поэтому применение

10

взрывчатых материалов при проходке канав должно сочетаться

сприменением рациональной технологии как источника компен­ сации повышенных расходов по статье «Материалы», а также как средства повышения производительности труда.

Основной задачей канавных работ является обеспечение максимальной геологической информации при минимальных за­ тратах труда и средств. Выполнение этой задачи возможно на основе разработки и создания специализированных землерой­ ных машин, конструкция которых учитывала бы необходимость комплексной механизации всех операций проходческого цикла,

споследующим переходом от комплексно-механизированных систем к автоматизированной безлюдной выемке пород в пре­

делах проектных контуров канав.

На ближайшие годы реально осуществимым направлением совершенствования канавных работ является более широкое применение энергии взрыва. Это определяет необходимость дальнейшей разработки теории и практики проходки канав взрывом, внедрение малой механизации.

2.ГРУНТ

ИЕГО ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Проходка канав осуществляется в горных породах разнооб­ разного состава и свойств. Основной объем проходки канав выполняется в рыхлых горных породах, называемых грунтами, значительно меньше канав проходится в крепких скальных по­ родах (некоторые исследователи выделяют в отдельную группу скальные грунты). Скальные породы отличаются высокой кре­ постью, большой сопротивляемостью деформациям, имеющим в основном упругий характер.

Грунты распространены практически повсеместно’и являют­ ся продуктом физического и химического выветривания скаль­ ных пород, вследствие чего грунт приобретает свойства дис­ персных мелкораздробленных систем. Грунты характеризуются многокомпонентным составом и минерально-дисперсным строе­ нием, а также непрерывным изменением физико-механических свойств. Грунт состоит из совокупности твердых минеральных частиц (зерен), находящихся во взаимном контакте. Цементи­ рующий материал между частицами отсутствует, так как грунт имеет поровое строение. Поры заполнены жидкой (вода) и га­ зообразной (воздух, водяные пары, углекислый газ) фазами, находящимися в свободном и связанном состоянии. Вода может быть и в твердом состоянии (лед), что резко изменяет свойства грунта. В полностью водонасыщенном грунте не содержится газа, такой грунт является двухкомпонентной системой. Нево­ донасыщенный грунт представляет трехкомпонентную систему. В природе наиболее распространены трехкомпонентные неодно­ родные грунты, представленные твердыми частицами и запол­

Ч11

нителями пор между ними, что затрудняет их разработку. Со­ вокупность твердых частиц и связанной воды составляет скелет грунта, определяющий свойства всей системы. Существенное влияние на свойства грунта оказывают минералогический со­ став твердых частиц, их форма, размеры и степень окатанности. Грунты состоят из частиц одной или нескольких фракций. Количественное соотношение минеральных частиц различной формы характеризует гранулометрический состав грунтов.

По размеру зерен грунты делят на крупнообломочные, сред­ необломочные и мелкообломочные. Форма крупно- и среднеоб­ ломочных частиц может быть угловатой, округлой и сложной конфигурации. Крупные обломки со временем получают окатан­ ную форму (глыбы окатанной формы — валуны). Гравий и дресва — мелкий каменный материал, свойства которого про­ межуточны между галечником и песком. К галечникам относят

12