Как проводить контролируемую взрывную обработку горных пород? [PDF] - Строительство и ремонт

Основными целями методов контролируемой взрывной обработки являются минимизация разрушения и трещиноватости породы за пределами установленной границы выемки для достижения гладкой поверхности после взрыва, а также контроль дикого разлета породы и вибрации грунта в допустимых пределах.

Эта цель обычно достигается путем минимизации и разумного использования взрывчатых веществ во взрывных скважинах. Для достижения контролируемой взрывной обработки применяются такие методы, как линейное бурение, предварительное дробление, плавная взрывная обработка и взрыв на подушке.

Контролируемая взрывная обработка горных пород

Вибрация грунта

1. Факторы, влияющие на вибрацию
2. Безопасные пределы вибрации
3. Процедуры контроля вибрации

Часто задаваемые вопросы об управляемой взрывной обработке

Виды контролируемой взрывной обработки

1. Линейное бурение

Линейное бурение осуществляется одним рядом близко расположенных, незагруженных отверстий малого диаметра, которые бурятся вдоль линии котлована.

Это обеспечивает плоскость слабости, на которую может разбиться первичный взрыв, и в некоторой степени отражает ударные волны, созданные взрывом, уменьшая осыпание и напряжение в готовой стене.

Линейное бурение лучше всего подходит для однородных пластов, где плоскости залегания, стыки и швы минимальны.

Единственное место, где оно применимо – это участки, где даже легкие взрывные нагрузки, связанные с другими методами контролируемой взрывной обработки, могут вызвать повреждения, выходящие за пределы выемки.

2. Предварительное дробление

Предварительный раскалывающий взрыв включает в себя один ряд отверстий, пробуренных вдоль линии выемки.

Предварительное дробление в породе образует прерывистую зону, которая минимизирует или устраняет переразрушение при последующем первичном взрыве и создает гладкую стену породы.

Предварительное дробление также используется для снижения вибрации грунта в некоторых критических случаях.

3. Гладкая дробеструйная обработка

Этот метод широко распространен для борьбы с разрывами в каналах, подземных выработках и на склонах.

При гладком взрыве отверстия бурятся вдоль границ котлована, слегка заряжаются хорошо распределенными зарядами и выстреливаются в конце цикла.

Отверстия для гладкого взрывания должны простреливаться мгновенно или с минимальной задержкой для достижения срезающего действия и гладких стен с минимальным разрушением.

Методы гладкого взрывания и предварительного разрыва отличаются от принципа линейного бурения главным образом тем, что некоторые или все отверстия заряжаются относительно легкими, хорошо распределенными зарядами взрывчатых веществ.

Гладкую взрывную обработку также называют контурной или периметральной.

4. Взрывные работы на подушке

Взрывные работы на подушке похожи на гладкостенные, один ряд отверстий бурится вдоль линии выемки, заряжается легкими, хорошо распределенными зарядами и выстреливается после удаления основной выемки.

При амортизационном взрыве заряженные отверстия дополнительно развязываются за счет уменьшения диаметра или использования материала штока из щебня или песка для обеспечения эффекта дробления.

Это “смягчает” удар от готовой стены при детонации отверстий и минимизирует напряжения и трещины в готовой стене.

Эта техника сегодня используется редко, поскольку уменьшение развязки может быть достигнуто за счет использования взрывных патронов малого диаметра, что служит той же цели.

Отверстия взрываются с использованием последнего номера задержки в том же раунде взрывных работ, предпочтительно с задержкой прыжка 50 мс.

Подходящие параметры для контролируемой взрывной обработки устанавливаются путем пробных взрывов. Обычно требуется установить оптимальное расстояние между отверстиями и заряд на отверстие.

Вибрация грунта

Когда взрывной заряд детонирует внутри взрывной скважины, он мгновенно превращается в горячие газы, и расширяющиеся газы оказывают сильное давление на стенки взрывной скважины. Через массив горных пород проходит ударная волна высокой интенсивности, которая резко затухает с расстоянием.

Большая часть энергии взрыва проходит за пределы зоны трещин в виде упругих колебаний грунта. Когда сейсмические волны проходят через массив горных пород, они создают движения частиц, которые называются колебаниями грунта.

Несмотря на то, что использование взрывчатых веществ имеет нежелательные побочные эффекты в виде вибрации, взрывчатые вещества являются недорогим источником энергии для выемки породы в горнодобывающей промышленности и гражданском строительстве.

Вибрации от взрывных работ являются преходящими, но их возникновение может привести к необратимому повреждению имущества/сооружений. Поэтому очень важно контролировать негативные последствия взрывных работ.

1. Факторы, влияющие на вибрацию

Когда производится управляемый взрыв, уровень вибрации регулируется двумя основными факторами – расстоянием и размером заряда. Очевидно, что безопаснее находиться вдали от взрыва, чем вблизи него.

2. Безопасные пределы вибрации

В разных странах существуют различные кодексы и стандарты, определяющие пределы вибрации грунта. В некоторых из них они настолько малы, что взрывные работы в городах вообще запрещены, в то время как в других они превышают допустимую максимальную пиковую скорость частиц 50 мм/с при высоких частотах возбуждения.

В последнее время наблюдается тенденция ссылаться на частоту движения грунта. Низкочастотные волны наносят больший ущерб конструкциям, особенно в случае многоэтажных зданий. Для низкочастотной вибрации грунта безопасный уровень вибрации по этой кривой составляет 12,5 мм/с.

3. Процедуры контроля вибрации

Наиболее распространенным методом борьбы с вибрацией грунта является минимизация веса заряда на задержку. Взрывные работы с задержкой позволяют разделить общий заряд на более мелкие заряды, которые взрываются в заранее определенной последовательности через заданные промежутки времени. Взрывные работы без задержки или с достаточным количеством задержек увеличивают вибрацию грунта из-за увеличения максимального заряда на задержку.

Вибрация может быть значительно снижена за счет оптимизации параметров конструкции взрыва. Для контроля вибрации предлагается установить оптимальную нагрузку, расстояние между отверстиями, пороховой фактор и крюк.

Вопросы и ответы по контролируемой взрывной обработке

Какова цель контролируемой взрывной обработки?

Основные цели контролируемой взрывной обработки заключаются в минимизации чрезмерного разрушения и трещиноватости породы за пределами проектной границы выемки для достижения гладкой поверхности после взрыва и контроля летучей породы и вибрации грунта в допустимых пределах.

Какие бывают виды контролируемой взрывной обработки?

Виды контролируемых взрывных работ следующие.
1. Линейное бурение
2. Предварительное дробление
3. Гладкая абразивная обработка
4. Дробеструйная обработка подушки

Когда используется линейная взрывная обработка?

Какой метод взрывных работ предпочтительнее для вскрытия канала, подземных выработок и откосов?

Гладкая взрывная обработка широко используется для контроля над разрывом в каналах, подземных выработках и откосах.

Читать далее: Цели и уровни защиты взрывоустойчивого проектирования зданий

Читайте далее: