Тема 7. Вибухові роботи та речовини

Метод шпурових зарядів застосовують під час розпушування або дроблення скельних, напівскельних та мерзлих ґрунтів (рис. 5.4, а), окремих каменів, негабаритів та будівельних конструкцій (рис. 5.4, б), руйнування несівних конструкцій у разі обрушення будинків та інженерних споруд, проходка допоміжних виробіток під час підготовки вибухів на викид або, наприклад, для утворення котлів (рис. 5.4, в) тощо. Поодинокі шпурові заряди застосовують під час корчування.

На площині шпури розміщують у ряд або в шаховому порядку і заряджають тротиловими шашками, патронами з гігроскопічних порошкоподібних і гранульованих вибухових речовин. Заряд у шпурі має займати не більш як 2/3 його довжини. Верхню третину шпуру заповнюють забивкою – спочатку пластичною сумішшю у вигляді глинопіщаного пижа, потім сипким матеріалом – піском або буровим борошном. Підривають шпурові заряди електричним способом або за допомогою детонувального шнуру. Для зменшення сейсмічної дії вибуху застосовують електродетонатори уповільненої дії або по контуру виїмки нарізають щілини, що компенсують ударну хвилю.

Метод свердловинних (колонкових) зарядів застосовують у разі утворення виїмок великого об’єму вибухами на викид або при відбиванні уступів виїмок (рис. 5.4, д), розпушуванні ґрунтів, що промерзли на значну глибину (понад 1,5–2 м), руйнуванні великих бетонних фундаментів, ущільненні ґрунтів тощо. Свердловинні заряди бувають вертикальні, похилі та горизонтальні. Вертикальні та похилі свердловини влаштовують нижче підошви уступу (перебур) на глибину 0,6–2 м. Відстань між крайнім рядом свердловин і боковою поверхнею уступу приймають від 0,5 до 0,25 його висоти. Свердловини у ряду розташовують на відстані 0,7–0,9 м, а відстань до свердловин наступного ряду приймають на рівні 0,6–0,8 м.

Заряджають їх зосередженими або подовженими зарядами з використанням гранульованих вибухових речовин і підривають електричним способом або детонувальним шнуром при обов’язковому дублюванні вибухової мережі. Підривають свердловинні заряди як без уповільнення, так і з уповільненням. Останнє забезпечує більш якісне дроблення матеріалу, що підривається, знижує питомі витрати вибухових речовин та сейсмічність вибуху.

Метод котлових зарядів. Котел – це порожнина, утворена розбурюванням або прострелюванням шпура (свердловини). Вибухове утворення котла (рис. 5.4, в) застосовують, якщо ґрунти незаводнені та піддаються ущільненню.

 Застосування цього методу збільшує об’єм грунту, що підривається одним зарядом, та істотно зменшує обсяги бурових робіт щодо методів шпурових і свердловинних зарядів.

Метод камерних зарядів застосовують для одночасного розпушування і відкидання великого об’єму ґрунту, коли допустимо утворення великогабаритних масивів. Для розміщення великих зосереджених зарядів (маса заряду може сягати від кілька десятків до кілька сотень тонн) утворюють спеціальні виробітки-камери. Якщо висота уступу до 8 м, застосовують шурфи (рис. 5.3, д), понад 8 м – горизонтальні галереї (штольні), в яких у бокових напрямках улаштовують зарядні або мінні камери для розміщення великих зосереджених зарядів.

Метод малокамерних зарядів – це різновид камерних зарядів, який виконується підриванням зосереджених зарядів, розміщених у горизонтальних (рис. 5.4, г) або похилих виробітках (рукавах) перерізом 0,5×0,5 м. Довжина рукава має дорівнювати 2/3 висоти уступу, але бути не більшою ніж 5 м. Відстань між рукавами має становити 0,8–1,5 м. Використовують цей метод, як правило, при розпушуванні ґрунтів, якщо висота уступу менша ніж 6 м, а в підошві уступу залягає прошарок нетвердого ґрунту, що легко розробляється при проходці рукава.

Метод щілинних зарядів застосовують для розпушування мерзлих ґрунтів (рис. 5.4, є). Щілини нарізають буровими або дискофрезерними машинами на глибину промерзання – (0,90–0,95) м. Відстань між щілинами визначають з умови отримання шматків ґрунту, розмір яких відповідає типорозміру робочого органа землерийної машини (екскаватора). У щілинах розміщують заряди подовженої форми (іноді розділені на окремі частини). Щілини заряджають через одну. Крайні та проміжні щілини, що незаряджені, призначено для компенсування зсуву мерзлого ґрунту під час вибуху та зменшення сейсмічного ефекту.

Метод комбінованих зарядів передбачає комбінування основних методів виконання вибухових робіт, що визначається конкретними умовами виробництва, властивостями і параметрами елементів, що підриваються, економічною доцільністю. Найчастіше комбінують методи свердловинних і шпурових, камерних і малокамерних, свердловинних і камерних зарядів.

Метод зовнішніх (накладних) зарядів (рис. 5.4, є) застосовують для руйнування негабаритів, валунів, бетонних конструкцій, зокрема під водою, а також металевих і дерев’яних конструкцій тощо.

Рис. 5.4. Схеми розміщення зарядів при розпушуванні грунту: а – розміщення шпурових зарядів у масиві породи, що розробляється; б – те саме, у разі подрібнення великих каменів; в – послідовність улаштування зарядної камери (котла) у шпурі; г – розміщення малокамерних зарядів у кінці рукавів; д – те саме, свердловинних (колонкових) зарядів; е – те саме, щілинних зарядів; є – те саме, накладних (зовнішніх) зарядів; 1 – заряди; 2 – шпури; 3 – забивка; 4 – заряд для першого прострілювання; 5 – результат першого прострілювання; 6 – заряд для другого прострілювання; 7 – результат другого прострілювання; 8 – перебур; 9 – забій; 10 – зарядні щілини; 11 – напрямок зсуву грунту під час вибуху; 12 – незаряджені щілини; 13 – руйнування міжщілинного масиву

Для збільшення ступеня дроблення накладним зарядом вибухову речовину укладають шаром 2–2,5 см товщиною (плоскі заряди). Заряди накривають шаром забивки і підривають вогневим способом, де кілька зарядів – детонувальним шнуром. Електричний спосіб використовують рідко. Вибухові роботи належать до особливо небезпечних і відповідальних. Тому їх слід виконувати за спеціальним проектом, зокрема, виконання буровибухових робіт, розробленим з дотриманням вимог відповідних нормативних документів, правил безпеки праці. Вибухові роботи виконують спеціалізовані організації, які мають дозвіл на право ведення буровибухових робіт у будівництві.