6.2. Розробка ґрунтів вибухом
Вибухові речовини (ВВ) застосовують у будівництві для розробки котлованів і траншей, при розпушуванні мерзлих ґрунтів, пристрою камуфлетних паль і ін. Вибухові речовини по характері дії розділяються на такі, що дроблять (бризантні), здатні до детонації, і метальні (фугасні), здатні до вибухового горіння. У будівництві застосовуються головним чином аміачно-селітренні і нітрогліцеринові вибухові речовини, що дроблять, (амоніти, амонали, динаміти й ін.). Амоніти безпечні в звертанні, застосовуються при будь-якій температурі повітря, але чуттєві до вологи (гігроскопічні). Амоніт випускається у виді парафінованих патронів вагою 100-300 гр. Динаміт здатний вибухати у вологому середовищі й у воді.
ВР, оснащене засобом, що ініціює вибух ( детонатор або електродетонатор), називається зарядом. Застосовуються два способи висадження зарядів - вогневий й електричний.
Для висадження вогневим способом застосовуються капсулі-детонатори, вогнепровідний, що детонує шнури, і засоби для його запалювання (запальна трубка). Запальна трубка складається з капсуля-детонатора, вогнепровідного шнура довжиною не менш 1 м і тліючого ґнота. Для електричного способу висадження необхідні електродетонатори, електричні проводи і джерело струму (підривна машинка).
При вибуху в ґрунтах і твердих породах заряд закладається в спеціально улаштовані шпур, свердловину або мінну камеру. Звідси і прийняті назви методів виробництва підривних робіт: шпурових, свердловинних і камерних зарядів (масових вибухів).
У залежності від величини заряду і глибини його закладення вплив його на ґрунт різний: заряд визначеної ваги може викинути на поверхню частину породи, утворивши при цьому конусну лійку з прямим кутом утворюючих - нормальний викид (мал. 5.2, а); заряд збільшеної ваги викидає ґрунт із лійки з тупим кутом утворюючих конуса - посилений викид (мал. 5.2, б); заряд зменшеної ваги або закладений глибше тільки розпушує ґрунт в обсязі лійки вибуху - зменшений викид (мал. 5.2, в); малий заряд, закладений на велику глибину, утворить тільки камеру, ущільнивши породу, - камуфлетне ущільнення (мал. 5.2, г).
Найменша відстань центра заряду від денної поверхні прийнято називати лінією найменшого опору (ЛНО). Дія вибуху в середовищі характеризується показником дії вибуху п (відношення радіуса r лійки вибуху до лінії найменшого опору h). При нормальному викиді n=1; при посиленому n>1, при зменшеному - n<1, при камуфлетному ущільненні n<0,2. Вибір того чи іншого викиду диктується цілями виробництва.
При методі шпурових зарядів у ґрунтовому масиві влаштовується шпур діаметром до 75 мм і глибиною до 5 м, у який закладається заряд. Цей метод широко застосовується при висаджень невеликих масивів. Розташування шпурів і відстань між ними залежить від глибини і характеру розробки, а також від властивостей ґрунту, що підривається. При двох оголених поверхнях вибою збільшується ефективність вибуху.
Рис. 5.2. Види воронок вибуху ґрунту:
а - нормальний викид; б - посилений викид; в - зменшений викид;
г - камуфлетне ущільнення.
При методі свердловинних зарядів заряди закладаються в свердловини великого діаметра (до 200 мм і більш), заглиблені нижче підошви вибою на 1-2 м і заряджені звичайно суцільним зарядом по усій висоті з ущільненою забійкою. При цьому методі знижуються витрати на буріння, тому що на 1 м свердловини приходиться значний обсяг висадженої породи.
Метод камерних зарядів застосовується при масових вибухах на викид при розробці котлованів або каналів великих розмірів. Заряди розташовуються в мінних камерах. При розробці виїмок у залежності від їхнього проектного профілю мінні камери розташовуються в один, два чи три ряди. Якщо висаджений ґрунт необхідно направити переважно в одну сторону (спрямований викид ґрунту), застосовують дворядне розташування камер. При цьому заряди вилученого ряду заглубляются нижче ближнього ряду, розраховуються на більший показник викиду і вибухають з деяким запізненням.