Электродетонатор; 2 - пиротехнические замедлители КЗДШ-62-2; 3 - детонирующий шнур

Электрогидравлическое взрывание происходит без разлета породы, то есть полностью безопасно.

Взрывание вне зависимости от способа состоит из подготовки к взрыву, изготовления патронов-боевиков, заряжания, забойки и взрыва. Подготовка к взрыву включает буровые работы, оформление исполнительной документации. Патроны-боевики (детонирующие патроны) изготовляют в специально отведенном месте или помещении, расположенном не ближе 50 м от места заряжания. Патроном-боевиком называют упакованное ВВ с введенным в него детонатором или собранным в узел ДШ. Детонатор необходимо надежно закрепить, чтобы исключить возможность его выдергивания при последующем заряжании и забойке заряда ВВ. Опускать боевики в скважину или шпур нужно с помощью специальных устройств без передачи усилия на огнепроводный шнур, ДШ или электрические провода. С боевиками следует обращаться особенно осторожно.

При взрывании ВВ, имеющих пониженную детонационную способность (например, гранулиты и зеррогранулиты), применяют промежуточные детонаторы в виде шашек тротила, тротила-тетрила или скального аммонита. Для заряжания взрывчатыми веществами шпуров и скважин применяют различные средства механизации. Так, для заряжания скважин ВВ применяют машины, обладающие производительностью до 4000 кг ВВ в час. Качество заряжения и безопасность работ при этом существенно возрастают.

Достижения науки и практики взрывных работ позволяют повышать работу взрыва и управлять его действием, применяя короткозамедленное, контурное, направленное взрывание, взрывание скважинных зарядов, разделенных воздушными промежутками.

Короткозамедленное взрывание состоит в том, что группы зарядов или отдельные заряды взрывают поочередно через промежутки, измеряемые сотыми и тысячными долями секунды. Интервал замедления для производства пробных взрывов, по результатам которых этот интервал уточняют,

t_к = K_вh, где (7.1)

К_в - коэффициент, меняющийся от 3 для весьма крепких пород до 6 для наиболее мягких пород,

h - линия наименьшего сопротивления по подошве уступа, м.

Короткозамедленное взрывание имеет следующие преимущества: улучшается дробление породы, что повышает производительность землеройной техники и сокращает расход ВВ, уменьшаются заколы, снижается сейсмическое действие взрыва вследствие возможности взрывания при интервале замедления, равном половине периода сейсмических волн, уменьшается объем бурения и возникает возможность руководить направлением и формой развала породы. Например, можно так развалить породу, что она сосредоточится в местах работы экскаватора, то есть будет обеспечена необходимая высота забоя и останутся свободные от породы площадки, удобные для разделки негабаритов. Возможно дальнейшее взрывание породы без предварительной экскавации ранее взорванной, что приводит к независимой работе экскаваторов от буровзрывных работ. Особенно эффективно применять этот способ взрывания при образовании выемок, полувыемок и траншей, где достигается экономия буровых работ и ВВ на 15-20 % при одновременном снижении количества негабаритов с 20-30 до 4-5 %.

Контурное взрывание обеспечивает сохранение неразрушенными и строго соответствующими проектным заложениям откосов выемок, полувыемок и траншей. Проектный контур выработки сохраняется за счет размещения по его очертанию холостых скважин (шпуров), скважин с небольшими зарядами ВВ или за счет предварительного образования щели. Повышенный объем буровых работ составляет малую долю экономии получаемой за счет уменьшения скально-экскавационных и подборочных работ.

Направленное взрывание представляет односторонний (направленный) взрыв с перемещением породы на расчетное расстояние и достигается равномерным взрывом рядов зарядов с замедлением. Выброс в нужном направлении достигает 80 % общего объема взорванной породы.

Расстояние между зарядами принимают в этом случае

где (7.2)

h_ср - средняя длина линий наименьшего сопротивления первого и второго рядов зарядов, м;

n₁ - показатель действия взрыва зарядов первого ряда (ближнего к основному направлению перемещения породы);

n₂ - показатель действия взрыва второго ряда.

Величины n₁ и n₂ назначают с сохранением условия:

n₂ = n₁ + 0,5 (7.3)

Расчет остальных параметров взрыва изложен ниже и особенностей не имеет. Направленное взрывание применяют для образования сложных выемок или для перемещения грунта косогоров в насыпи, полунасыпи, дамбы и др.

Взрывание скважинных зарядов, разделенных воздушными промежутками, улучшает равномерность и степень дробления породы, снижает высоту дробления породы, сейсмическое действие взрыва, высоту столба забоечного материала и заколы в глубь массива. При высоте взрываемого слоя до 20 м заряд разделяют на две-три части. Суммарная величина всех воздушных промежутков составляет 0,17-0,35 высоты всего заряда (меньшее значение при крепких породах). Массу заряда ВВ определяют расчетом.

Использование перечисленных способов, особенно в их сочетании, приводит к высококачественному, безопасному и экономичному ведению взрывных работ. Так, например, объединение контурного и короткозамедленного взрывания позволяет максимально приблизить крутизну откосов выемок и полувыемок к запроектированной и обеспечивает их хорошую длительную устойчивость.

Техника безопасности при ведении взрывных работ. Буровзрывные работы выполняют в строгом соответствии с Едиными правилами безопасности ведения буровзрывных работ. Перед началом работ устанавливают и ограждают знаками границы опасной зоны, которую на время взрывов оцепляют постами. Примерный радиус зоны 500 м, принимаемый по расчету или Правилам. При глубине скважин более 10 м дублирование электровзрывной сети обязательно. Расположение шурфов, скважин и камер наносят на исполнительный план взрывного поля. Боевики (детонирующие патроны) устанавливают в заряды в готовом виде. Взрывные работы ведут в строго установленное время, а также по хорошо слышимым сигналам (приготовиться, огонь, отбой), которые всем должны быть хорошо известны.

ВВ хранят в специальных охраняемых складах отдельно от СВ. СВ к месту взрыва переносят в специальной укупорке только подрывники. Все склады должны быть защищены от грозы и иметь телефонную связь с караульным помещением. ВВ и СВ перевозят только на исправных автомобилях, оборудованных красными флажками, со скоростью не более 20 км/ч. Невзорвавшиеся заряды разряжать запрещено. Их взрывают от детонации зарядов, располагаемых невдалеке, при очередном или специальном взрыве. К производству взрывных работ допускают лиц, имеющих Единую книжку взрывника.

Расчет взрывных работ

Расчет взрывных работ состоит в определении количества зарядов, их расположения и массы. Взрывные работы ведут на рыхление и выброс (сброс).

Расчетные формулы для определения количества ВВ в заряде основаны на эмпирической зависимости этой величины от объема взорванной породы. Если заряд С поместить на глубину h в скальную породу или грунт, в результате взрыва образуется воронка радиусом r₁. При взрыве увеличенного количества ВВ, помещаемого на ту же глубину h, радиус воронки будет возрастать, принимая значения r₂ > r₁, r₃ > r₂ и т.д. Следовательно, это отношение может служить показателем действия взрыва

где (7.4)

r - радиус воронки взрыва, м;

h - линия наименьшего сопротивления (ЛНС), т.е. наименьшее расстояние от заряда до дневной поверхности, м.

Заряд, в результате взрыва которого образуется воронка с радиусом r = h (при n = 1), называют зарядом нормального выброса. Объем такой воронки можно принять равным h³, а массу заряда выразить формулой

С = K_н×h³, где (7.5)

K_н - расчетный расход ВВ для образования воронки нормального выброса в данной породе, кг/м³.

Значение коэффициента К_н в расчете на аммонит 6ЖВ принимают по табл. 7.2. В случае применения других ВВ в расчеты величины заряда вводят коэффициент е, принимаемый по табл. 7.3.

При значениях n, отличных от единицы, формулы изменятся. По экспериментальным данным для расчета зарядов выброса при h < 25 м

C = K_нeh³(0,4+0,6n³); (7.6)

расстояние между зарядами

a = 0,5h(n+l); (7.7)

расстояние между рядами зарядов

b = 0,85a = 0,43h(n+l). (7.8)

По формуле (7.5) устанавливают необходимое число рядов взрывов для образования траншеи заданной ширины. Видимая глубина траншеи при взрывах на выброс, которые ведут при n = 2, в скальных породах примерно равна 0,9h и в нескальных 1,2h. При выбросе породы из траншеи примерно 0,2 выброшенного грунта располагается у ее кромок в полосе шириной 10h с обеих сторон траншеи. При взрывах на местности, имеющей уклон более 20°, вся порода ложится с низовой стороны траншеи. Количество ВВ в таком заряде

где (7.9)

α - угол отклонения ЛНС от вертикального расположения скважин или шпуров, град.

Ряды зарядов в этом случае смещаются от оси в сторону косогора так, чтобы створ воронки не выходил за проектное очертание низового откоса выемки.

Таблица 7.2

Расчетный удельный расход взрывчатого вещества (аммонит 6ЖВ)

Порода	Группа (категория) грунтов и пород по классификации СНиП	Коэффициент крепости пород по шкале проф. М.М. Протодьяконова	Средняя плотность породы, кг/м3	Расчетный расход ВВ для зарядов, кг/м3
рыхления qр	выброса qв
Песок				-	1,6-1,8
Песок плотный или влажный	I-II	-		-	1,2-1,3
Суглинок тяжелый	II	-		0,35-0,4	1,2-1,5
Глина ломовая	III	-		0,35-0,45	1,0-1,4
Лесс	III-IV	-		0,3-0,4	0,9-1,2
Мел, выщелоченный мергель	IV-V	0,8-1,0		0,25-0,3	0,9-1,2
Гипс	IV	1,0-1,5		0,35-0,45	1,1-1,5
Известняк-ракушечник	V-VI	1,5-2,0		0,35-0,6	1,4-1,8
Опока, мергель	IV-VI	1,0-1,5		0,3-0,4	1,0-1,3
Туфы трещиноватые, плотные, тяжелая пемза	V	1,5-2,0		0,35-0,5	1,2-1,5
Конгломерат, брекчии на известковом и глинистом цементе	IV-VI	2,3-3,0		0,35-0,45	1,1-1,4
Песчаник на глинистом цементе, сланец глинистый, слюдистый, серицитовый мергель	VI-VII	3,0-6,0		0,4-0,5	1,2-1,61
Доломит, известняк, магнезит, песчаник на известковом цементе	VII -VIII	5,0-6,0		0,4-0,5	1,2-1,8
Известняк, песчаник, мрамор	VII-IX	6,0-8,0		0,45-0,7	1,2-2,11
Гранит, гранодиорит	VII-X	6-12		0,5-0,7	1,7-2,11
Базальт, диабаз, андезит, габбро	IX-XI	6-18		0,6-0,75	l,7-2,2
Кварцит	X	12-14		0,5-0,6	1,6-1,9
Порфирит	X	16-20		0,7-0,75	2,0-2,2

Таблица 7.3

Переводные коэффициенты е (k_вв) для расчета эквивалентных зарядов ВВ по идеальной работе взрыва (эталон - аммонит 6ЖВ)

ВВ	е (kвв)	ВВ	е (kвв)
Гранитол-1	1,15	Аммонит 6ЖВ	1,00
Гранитол-7А	0,96	Граммонит 79/21	1,0
Карбатол ГЛ-10В	0,79	Граммонал А-50	1,08
Гранулит С-6М	1,11	Ифзанит Т-80	1,08
Скальный аммонит № 1	0,80	Ифзанит Т-60	1,10
Алюмотол	0,83	Гранулотол*	1,20
Гранулит АС-8	0,89	Ифзанит Т-20	1,20
Аммонал-200	0,90	Карбатол 15Т	1,42
Детонит М	0,82	Акватол Т-20	1,15

^* На основании практических данных треста Союзвзрывпром при взрывании гранулотола на рыхление следует принимать е = 1,0.

Взрывание на сброс для образования полувыемок при α от 20 до 60° производят, как и на выброс, определяя С по формуле (7.9) и располагая заряды с учетом косогорности. Взрывание на рыхление, обеспечивающее нормальное дробление, ведут зарядами

C = 0,5K_нeh³ (7.10)

расстояние между ними

a = (0,8-1,2)h; (7.11)

расстояние между рядами зарядов

b = 0,85а. (7.12)

Если ЛНС отклонена от вертикали до 40-45º, значение коэффициента К_н в формуле (7.7) принимают по интерполяции от 0,5 при α = 0^º до 0,2 при α = 45°. Расчет скважинных (удлиненных) зарядов производят также на основе объемного метода. Масса такого заряда

С = 1/3×Кн×е×h×а×Н, где (7.13)

h - линия наименьшего сопротивления (ЛНС), м;

а - расстояние между зарядами в ряду, м;

Н - высота забоя, то есть проектная высота взрываемого слоя, м.

Величина ЛНС может быть принята равной 32d - при взрывании легкодробимых пород; 25d - при взрывании среднедробимых и 20d - при взрывании труднодробимых пород (d - диаметр скважин). Эта величина может быть определена и по имеющимся расчетным формулам. Диаметр скважин назначают по табл. 7.4.

Таблица 7.4

Характеристика пород	Диаметр скважин, мм, в зависимости от объема ковша экскаватора, м3
0,65-0,8	1,0-1,25	1,6
Легкодробимые
Среднедробимые
Труднодробимые

Расстояние между скважинными зарядами

a = (l - 2)h. (7.14)

Для полного разрушения скальной породы до отметки основания взрываемого слоя скважины разбуривают ниже этой отметки. Величину перебура принимают

∆l = (l0¸15)d, (7.15)

тогда общая глубина скважины

l = Н + ∆l. (7.16)

Длину части скважины l₃, занятой забоечным материалом, назначают

l₃ = (20-25)d (7.17)

или

l₃ = h; (7.18)

расстояние между рядами скважин

b = (0,85-l)h. (7.19)

Массу шпурового заряда С определяют по формуле (7.10).

Расстояние между рядами шпуров

b = 085h. (7.20)