Грунты и скальные породы взрывают для устройства выемок, траншей и котлованов, земляных плотин и каналов, галерей и других инженерных и подземных сооружений, при рыхлении мерзлых, полускальных и скальных грунтов, а также при реконструкции промышленных объектов. Для этого применяют заряды выброса, рыхления и камуфлеты (заряды для образования пустот). Все эти виды зарядов на практике называют горнами.
При наиболее распространенной технологии ведения взрывных работ на рыхление, а также на выброс и на сброс параметры буровзрывных работ должны быть выбраны так, чтобы обеспечить: необходимую интенсивность и равномерность дробления грунтов и пород; соблюдение отметок, размеров и формы площадок и откосов выемок в соответствии с установленными по проекту; создание определенной формы и размеров развала, а также достаточного объема взорванной массы для бесперебойной и производительной работы выемочно-погрузочного оборудования; экономичность и безопасность работ.
Эффект наружного действия заряда выброса (горна) характеризуется радиусом воронки г, измеряемым в плоскости поверхности грунта, и видимой глубиной воронки р (от поверхности грунта до дна воронки).
Рассмотрим основные методы взрывания.
Шпуровой метод применяют на открытых и подземных разработках. Шпуры заряжают тротиловыми шашками, патронами из гигроскопических или порошкообразных ВВ. Заряд ВВ в шпуре должен занимать не больше 2/3 его длины; верхнюю треть шпура заполняют забойкой (забивкой). Шпуры забивают сначала пластичной песчано-глинистой смесью, затем песком или буровой мукой.
Каждый ряд шпуровых зарядов взрывают одновременно электрическим способом или с помощью детонирующего шнура: сначала взрывают ближайший к забою ряд, потом следующий за ним и т. д. При наличии электродетонаторов замедленного действия заданная последовательность взрывания рядов обеспечивается различным замедлением в рядах.
Для разрушения отдельных камней целесообразно применять шпуры небольшого диаметра (25...30 мм), которые бурят на длину, равную 0,5— 0,75 высоты камня. Расстояния между шпурами принимают равными одной-двум длинам шпура. Все заряды в шпурах взрывают одновременно. Одиночные шпуровые заряды применяют также для корчевания.
Метод скважинных зарядов состоит в том, что вдоль фронта высокого уступа выбуривают ряд глубоких скважин (длиной 10...30 м) большого диаметра — 200 мм и более. Вертикальные и наклонные скважины устраивают с перебуром ниже подошвы забоя на глубину обычно от 1 до 2 м и заряжают сплошными или рассредоточенными зарядами по всей высоте, за исключением самой верхней части, в которой размещается забойка из сыпучего и мелкого материала.
Скважинные заряды обычно взрывают электрическим способом или детонирующим шнуром, причем сеть обязательно дублируют. Взрывать можно без замедления и с замедлением. Рационально выбранные интервалы замедления обеспечивают лучшее дробление породы, резко снижают удельный расход ВВ и сейсмичность взрыва.
Метод котловых зарядов применяют в тех случаях, когда заряд ВВ не вмещается в обычном шпуре или скважине. При этом устраивают камеру (котел) на дне шпура или скважины, взрывая один или последовательно несколько опущенных небольших зарядов.
Метод котловых зарядов обеспечивает большой объем взорванной породы и уменьшение дорогостоящих буровых работ.
Метод малокамерных зарядов (зарядов в рукавах) обычно применяют при высоте забоя менее 6 м, преимущественно в нескальных грунтах, а также при специальных взрывных работах (разрушении фундаментов и т. п.). Длина рукава должна составлять 2/3 высоты забоя, но не более 6 м, а расстояние между рукавами в зависимости от размеров кусков породы — от 0,8 до 1,5до.
Метод камерных зарядов применяют для массовых взрывов на выброс или обрушение при разработке котлованов или каналов значительных размеров. Он заключается в том, что в разрабатываемой породе делают вертикальные колодцы (шурфы) или горизонтальные галереи (штольни), из которых в боковых направлениях устраивают большие зарядные, или минные, камеры для размещения крупных сосредоточенных зарядов. Колодцы и штольни крепят рамами и досками.
Методом щелевых зарядов в основном рыхлят мерзлые грунты. Баровыми или дискофрезерными машинами нарезаются щели. Из трех соседних щелей заряжается одна средняя; крайние и промежуточные щели служат для компенсации сдвига мерзлого грунта во время взрыва и для снижения сейсмического эффекта. Заряды ВВ вместе с детонирующим шнуром помещают в основании зарядных щелей, которые затем с помощью бульдозера засыпают грунтом. При взрывании мерзлый грунт полностью дробится, не повреждая стенок котлована или траншеи.
Метод накладных зарядов применяют для разделки отдельных камней (валунов, негабаритных кусков и т. п.), в том числе под водой, а также при разрушении металлических конструкций и других специальных работах. Для уменьшения разлета осколков накладной заряд укрывают слоем из связного или сыпучего грунта (глинистая смесь и т. п.), который слегка уплотняют.
Одиночный заряд взрывают обычно огневым способом, несколько зарядов — детонирующим шнуром. Этот метод характеризуется повышенным удельным расходом ВВ и разлетом осколков разрушаемого материала по сравнению со шпуровым.
Комбинированные методы. Возможны различные варианты совместного использования основных методов ведения взрывных работ. Например, при проходке траншей и расширении выемок и дорог в горах, высоких уступах успешно сочетают шпуровые и скважинные заряды; при дроблении пород уступа с пологим откосом может быть применена комбинация камерных и малокамерных зарядов.
Руководство взрывными работами возлагается приказом на лиц, имеющих право ведения горных или взрывных работ и несущих ответственность за них. Производить взрывные работы могут лица, сдавшие экзамены квалификационной комиссии и имеющие «Единую книжку взрывника».
Зону взрывных работ ограждают; на ней устанавливают плакаты, предупреждающие об опасности. Всех работающих в опасной зоне инструктируют о порядке ведения взрывных работ и обучают принятой системе сигнализации.
При взрывании грунтов и скальных пород магистральные провода к группам зарядов подводят со слабиной во избежание выдергивания электродетонаторов при подсоединении участковых проводов; шпуры и скважины, прежде чем вводить в них заряды ВВ, тщательно прочищают; в расчетах учитывают, что при сильном ветре дальность разлетания крупных кусков грунта в направлении ветра увеличивается на 20—50 %.
С капсюлями-детонаторами надо обращаться осторожно, так как от удара или толчка, трения или нагревания, сплющивания или царапания инициирующего состава они могут взорваться. Так же осторожно следует обращаться с зажигательными трубками.
При прекращении работ неизрасходованные ВВ и средства взрывания сдают
на расходный склад, а средства, не пригодные для дальнейшего использования, уничтожают.
При работе в стесненных условиях и особенно во время реконструкции объектов в технологических картах и проектах производства работ предусматривают дополнительные меры по обеспечению безопасных условий ведения взрывных работ и сохранению оборудования (укрытие взрываемого объекта и расположенного вблизи оборудования и т. д.).
При обрушении зданий для защиты от разлетающихся осколков и снижения интенсивности воздушной ударной волны все проемы подбиваемого этажа должны быть изнутри или наглухо забиты деревянными щитами из досок толщиной не менее 20 мм, или закрыты металлическими сетками, или заложены мешками с песком; с наружной стороны обрушаемых зданий и сооружений устанавливают деревянные щиты из досок толщиной 50 мм, которые должны перекрывать ожидаемую границу подбивки стены (колонны) не менее чем на 0,5 м. Щиты поверху и понизу скрепляют между собой проволокой диаметром 2...3 мм так, чтобы они образовали одно целое защитное укрытие. Для этой же цели могут быть использованы защитные устройства из проволочных сеток, закрепленных на стойках, стенки из мешков с песком, деревянные заборы.
