книги из ГПНТБ / Эстеров Я.Х. Взрывные работы на железнодорожном строительстве учебник для технических школ
.pdfЯ. X. ЭСТЕРОВ, Л. В. ДЗАСОХОВ^ Э1 ээш г.^ Г Т
1 ч*1У^ зала j
ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ
НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Ут в е-р ж д е~н о
Управлением кадров и учебных заведений Министерства транспортного строительства СССР
вкачестве учебника для технических школ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ТРАНСПОРТНОЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
М о с к в а 1 9 6 0
В книг§кописываютсн способы производства взрыв ных ' p&66f ' на’ железнодорожном строительстве и карьерах* приводятся краткие сведения о взрывчатых материалах, методах расчета зарядов и электровзрыв ных сетей, рассматриваются специальные виды взрыв ных работ при уширении скальных выемок, посадке насыпей на дно болот, образовании котлованов под опоры контактной сети и защите искусственных со оружений во время ледохода.
Книга утверждена Управлением кадров и учебных
заведений |
Министерства транспортного строительства |
||||||||
СССР |
в |
качестве |
учебника |
для |
технических |
школ, |
|||
осуществляющих |
подготовку |
горных мастеров |
с |
пра |
|||||
вом ответственного |
руководства взрывными |
работами |
|||||||
на открытых горных разработках. |
Книга может |
слу |
|||||||
жить пособием для инженерно-технических |
работни |
||||||||
ков, |
связанных |
с |
производством |
взрывных работ на |
|||||
железнодорожном |
|
строительстве. |
|
|
|
|
Редактор канд. техн. наук М. А . ФИЩУКОВ
ПР Е Д И С Л О В И Е
Внашей стране, в соответствии с решениями XXI съезда КПСС, успешно осуществляется коренная техническая рекойструкция основных видов транспорта.
На железных дорогах внедряется новая техника, широким фронтом ведется их электрификация, строятся новые линии и вторые пути.
Вразнообразном комплексе работ по транспортному строи тельству важную роль играет взрывной способ их производства,
позволяющий значительно облегчить труд рабочих и повысить его производительность. Взрывной способ широко применяется при разработке новых и расширении существующих железнодорож ных выемок, добыче камня и производстве щебня, зачистке скаль ных откосов, при устройстве котлованов для установки опор контакт ной сети, корчевке пней, разрыхлении льда, мерзлого грунта и др. Только на строительстве железных дорог Моинты — Чу, Маг нитогорск — Белорецк, Сталинск — Абакан ■было разработано при помощи взрывного способа более 6,5 млн. м3, а на строящейся в настоящее время железнодорожной линии Абакан — Тайшет --- бо
лее 5 млн. м3 скальных пород. |
Организациями |
треста |
«Желдор- |
||
'взрывпром» на железнодорожном строительстве и |
карьерах |
||||
только в |
1958 |
г. посредством |
взрыва всего |
было разработано |
|
около 19 |
млн. |
м3 горных пород. |
|
|
В связи с непрерывным ростом объемов и совершенствованием технологии буровзрывных работ, внедрением новой техники, новых взрывчатых веществ и средств взрывания, а также в связи с необхо димостью дальнейшего повышения производительности труда во прос о подготовке высококвалифицированных кадров — взрыв ников и мастеров взрывного дела — приобретает важное значение.
Настоящий учебник написан в соответствии с программой под готовки мастеров взрывного дела для предприятий Министерства
транспортного строительства, |
ведущих открытые горные работы, |
|
и может |
быть использован |
также производственниками при |
изучении |
вопросов взрывных |
раббт. |
Успешное выполнение взрывных работ возможно только при знании геологического строения и свойств пород, в которых они производятся, а также свойств и особенностей применяемых взрыв чатых веществ и средств взрывания. Указанные вопросы кратко рассматриваются в первом и втором разделах книги.
Изложение теории действия взрыва в однородной среде, общие
3
правила ведения взрывных работ и способы взрывания освещены в третьем и четвертом разделах учебника. В четвертом разделе особое внимание уделяется описанию наиболее распространенного элек трического способа взрывания; приводятся сведения об источниках тока, различных контрольно-измерительных приборах и проводах, применяемых для электровзрывания.
Пятый раздел книги включает описание существующих мето дов производства взрывных работ, применяемых на карьерах строительных материалов, при разработке железнодорожных вые мок и полувыемок (метод шпуровых, скважинных, котловых, ка мерных и наружных зарядов). При написании этого раздела учтен большой опыт Союзвзрывпрома и Желдорвзрывпрома.
В шестом разделе учебника излагаются основные положения по производству взрывных работ при уширении скальных выемок под второй путь, предупреждении обвалов с откосов полувыемок и крутых косогоров, посадке железнодорожных насыпей на мине ральное дно болот, корчевке пней и валке деревьев, образовании котлованов под опоры контактной сети и защите искусственных со оружений во время ледохода. В этом же разделе приводятся сведения о технической документации, обязательной при производстве взрыва.
Я- X. Э с т е р о в ы м написаны: §1—4 и § 6 раздела первого, разделы третий, четвертый, пятый и главы XXIV—XXVII, XXIX
иXXX раздела шестого;
Л. В. Д з а с о х о в о й написаны: § 5 раздела первого, раз дел второй и глава XXVIII раздела шестого.
Авторы выражают благодарность инж. Л. А. Попоротскому, Д. А. Бочкареву, преподавательскому коллективу Елецкой техни
ческой школы треста «Желдорвзрывпром» за |
ценные замечания |
и советы, которые учтены при окончательной |
обработке руко |
писи, и А. Г. Олейникову за оказанную помощь в оформлении гра фического материала к учебнику.
Р А З Д Е Л П Е Р В Ы Й
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТАХ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И КАРЬЕРАХ
ГЛАВА I
ВИДЫ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ И КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
§ 1. Виды взрывных работ
Энергия взрыва широко используется при производстве строи
тельных работ, |
добыче полезных ископаемых, защите искусствен-' |
|
ных сооружений в период ледохода, осушении болот, |
корчевке’ |
|
пней. |
работы, выполняемые на земной (дневной) |
поверхно |
Г о р н ы е |
сти в естественных атмосферных условиях, называются о т к р ы т ы - м и, а производимые в глубине, в недрах земли, — п о д з е м н ы м и . ' На железнодорожном строительстве и карьерах применяются'
следующие виды взрывных работ:
1) в ы б р о с породы — перемещение породы силой взрыва за
пределы заданного |
профиля в ы р а |
б о т к и |
(выемки, |
траншеи, |
котлована); разновидностью выброса |
является |
с б р о с |
породы, |
|
производимый при |
наличии двух обнаженных поверхностей; |
|||
2) р ы х л е н и е |
породы — дробление породы энергией взрыва |
без ее перемещения за пределы разрабатываемой выработки; раз новидностью рыхления является о б р у ш е н и е породы, выпол няемое подрыванием в основании или иной плоскости откола от массива, при котором порода, отделяясь и падая под действием
силы тяжести и сотрясения, |
при взрыве разбивается |
на куски, |
||||
(рыхлится); |
силой |
взрыва |
отдельных |
кусков породы |
||
3) д р о б л е н и е |
||||||
(камней, валунов), льдин и др. на более мелкие части; |
насыпей |
|||||
4) с п е ц и а л ь н ы е |
в з р ы в н ы е р а б о т ы |
(посадка |
||||
на минеральное дно болот, |
корчевка |
пней |
и |
валка |
деревьев, |
образование котлованов под опоры контактной сети и др.). Взрыв, при. котором производите^ одновременный выброс или
рыхление очень больших масс породы, называется м а с с о в ы м , в з р ы в о м .
Вопросы для повторения
1.Что такое открытые и подземные горные работы?
2.Что такое выброс и сброс горной породы при взрыве?
3.Что такое рыхление, обрушение и дробление горной породы при взрыве?
4.Чем характеризуется массовый взрыв?
5
§2. Классификация горных пород
Впроцессе разрушения при взрыве горная порода подвергается одновременно нескольким видам деформаций: сжатию, растяжению, сдвигу и изгибу. Горные породы по-разному сопротивляются этим деформациям. Лучше всего они сопротивляются сжатию, хуже — сдвигу и еще хуже — растяжению. На величину сопротивления разрушению горных пород влияют также и другие их свойства: трещиноватость, вязкость, хрупкость, упругость и т. д. Поэтому
трудно оценить при помощи какого-либо одного показателя степень сопротивления горных пород разрушению взрывом. Этим объяс няется наличие большого количества несогласованных между ссбой классификаций горных пород, характеризующих их сопротивление
разрушению (отделению от массива при добыче), |
т. |
е. |
характери |
|||
зующих д о б ы в а е м о с т ь |
(крепость) горной |
породы. |
||||
Одной |
из первых научно обоснованных классификаций горных |
|||||
пород |
по |
их крепости является классификация, |
предложенная |
|||
в 1926 |
г. |
выдающимся русским ученым проф. М. М. |
Протодщжо- |
|||
новым |
(табл. 1). |
|
|
|
|
|
Согласно классификации проф. М. М. Протодьяконова все |
||||||
горные |
породы по степени |
крепости разделены |
на десять кате |
горий. Для каждой категории установлен свой коэффициент крепости /. За единицу крепости (/ = 1) принята крепость породы, разрушающейся при одноосном сжатии под давлением 100 кг/см2. Если, например, какая-нибудь порода обладает сопротивлением раз
давливанию 600 кг/см2, то ее коэффициент крепости / = = 6 и
она относится к IV категории.
Следует иметь в виду, что значения того или иного коэффициента /, приведенные в классификации, относятся к целой группе по род, а не к отдельным их разновидностям, для которых этот коэф фициент может быть принят другим.
Для расчетов и нормирования буровзрывных работ имеется ряд классификаций горных пород по б у р и м о с т и и по в з р ы в а е м о с т и .
Под буримостью понимается количество чистого времени в ми нутах, потребное на бурение 1 м шпура.
Под взрываемостью понимается степень относительной сопро тивляемости горноц породы разрушению при отделении ее от мас сива энергией взрыва. Взрываемость выражают минимально необ ходимым удельным расходом взрывчатого вещества (ВВ) при неко торых строго определенных условиях взрывания. Взрываемость горных пород не всегда совпадает с их буримостью, в частности потому, что на сопротивление горной породы взрыванию оказывает
влияние ее внешнее состояние, от которого |
буримость не зависит. |
В настоящее время в практике взрывных |
работ широко приме |
няется классификация горных пород по буримости, принятая в Нор мах и расценках на строительные работы (МПСМ.1955 г., табл. 2).
6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 1 |
|
|
Классификация горных пород по шкале М. |
М. Протодьяконова |
|||||||||||
К ате |
Степень |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффи |
||
|
|
|
|
Породы |
|
|
циент |
||||||
гория |
крепости |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
крепости |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
В |
высшей |
|
Наиболее |
крепкие, |
плотные |
и вязкие |
|
|||||
|
степени |
|
креп- |
кварциты и базальты. Исключительные |
20 |
||||||||
п |
кие породы |
по крепости другие породы .......................... |
породы. |
||||||||||
Очень |
креп |
. |
Очень |
крепкие |
гранитовые |
|
|||||||
|
кие породы |
Кварцевый порфир, очень крепкий гра |
|
||||||||||
|
|
|
|
нит, кремнистый сланец. |
указанные вы |
|
|||||||
|
|
|
|
|
Менее крепкие, |
нежели |
|
||||||
|
|
|
|
ше, кварциты. |
Самые крепкие песчаники |
15 |
|||||||
ш - |
Крепкие по |
и и зв естн я к и ....................................................... |
|
|
|
|
|
||||||
|
Гранит (плотный) и гранитовые породы. |
|
|||||||||||
|
роды |
|
|
Очень крепкие песчаники и известняки. |
|
||||||||
|
|
|
|
Кварцевые рудные жилы. Крепкий кон |
10 |
||||||||
|
|
|
|
гломерат. |
Очень крепкие железные руды |
||||||||
Ша |
То же |
|
|
Известняки (крепкие). Некрепкий гра |
|
||||||||
|
|
|
|
нит. Крепкие песчаники. Крепкий мра |
8 |
||||||||
IV |
Довольно |
мор. Доломит. Колчеданы |
.............................. |
|
|||||||||
|
Обыкновенный песчаник. Железные ру- |
6 |
|||||||||||
|
крепкие |
|
поро |
ды ............................................................................ |
|
|
|
|
|
|
|
||
IVa |
ды |
|
|
|
Песчаные сланцы. Сланцеватые песча |
|
|||||||
То же |
|
|
|
5 |
|||||||||
V |
Средние |
по |
ники ........................................................................ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Крепкий глинистый сланец. Некрепкий |
|
|||||||||||
|
роды |
|
|
песчаник и |
известняк. |
Мягкий конгломе |
4 |
||||||
Va |
То же |
|
|
рат ............................................................................ |
|
|
|
сланцы |
(некрепкие). |
||||
|
|
|
Разнообразные |
|
3 |
||||||||
VI |
Довольно |
Плотный мергель .............................................. |
|
|
|
|
|||||||
|
Мягкий сланец. Очень мягкий извест |
|
|||||||||||
|
мягкие |
породы |
няк, мел, каменная |
соль, |
гипс. |
Мерзлый |
|
||||||
|
|
|
|
грунт, антрацит. |
Обыкновенный мергель. |
|
|||||||
|
|
|
|
Разрушенный песчаник, сцементированные |
2 |
||||||||
Via |
То же |
|
|
галька и хрящ, каменистый грунт . . . . |
|||||||||
|
|
|
Щебеночный грунт. Разрушенный сла |
|
|||||||||
|
|
|
|
нец, слежавшиеся галька и щебень, креп |
1,5 |
||||||||
VII |
Мягкие |
по- |
кий каменный уголь. Отвердевшая глина |
||||||||||
|
Глина- (плотная). |
Мягкий |
каменный |
1,0 |
|||||||||
V ila |
роды |
|
|
уголь. Крепкий нанос, глинистый грунт . |
|||||||||
То же |
|
|
|
Легкая песчанистая глина, лёсс, гравий |
0,8 |
||||||||
VIII |
Землистые |
|
Растительная земля.. |
Торф. Легкий суг- |
0,6 |
||||||||
IX |
породы |
|
по- |
линок, сырой п е с о к .................................. |
|
|
.... . |
||||||
Сыпучие |
|
Песок, осыпи, мелкий гравий, насып- |
0,5 |
||||||||||
X |
роды |
|
|
ная земля, |
добытый у г о л ь .............................. |
|
|
||||||
Плывучие по- |
. |
Плывуны, |
болотистый грунт, разжижен- |
0,3 |
|||||||||
|
роды |
|
|
ный лёсс и другие разжиженные грунты . |
Согласно указаниям, приведенным в ЕН и Р, определение группы грунтов по буримости должно производиться на основе результатов опытного бурения с обязательным соблюдением следующих усло вий. Бурение осуществляется только в отвесно падающем направ лении перфоратором ОМ-506 с продувкой. Буры должны быть, из готовлены из пустотелой стали диаметром25 мм. Головки буров
7
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2 |
|
Классификация |
грунтов по буримости |
|
|
|||
Классификация грунтов, приведенная |
Классификация грунтов, приведенная |
||||||
в ЕН и Р для строек |
первой группы, |
||||||
в Н и Р МПСМ 1955 г. * |
|
отдел 3 и в Строительных нормах и |
|||||
|
|
|
|
|
правилах (СН и П) |
|
|
Категория |
|
Время бурения |
1 м |
Группа |
грунтов по |
|
1 м |
|
ЕН и Р, |
или к атего Время бурения |
|||||
грунта |
|
шпура в м и н |
|
рия |
грунтов |
шпура в м и н |
|
|
|
|
|
no СН н П |
Л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
— |
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
н |
| |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ш |
|
— |
|
|
п |
— |
|
IV |
|
— |
|
|
ш |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
До 3,7 |
|
|
IV |
3,1 |
|
VI |
|
3,8—4,99 |
|
|
V |
4,2 |
|
VII |
|
5—6,1 |
|
|
VI |
5,7 |
|
VIII |
|
6,2—7,3 |
|
|
VII |
7,7 |
|
IX |
|
7 ,4 - 8 ,5 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
X |
|
8,6—10,3 |
|
VIII |
10,4 |
|
|
XI |
|
10,4— 12,1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
XII |
|
12,2—13,8 |
|
|
IX |
14 |
|
XIII |
|
13,9—16,3 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
XIV |
|
16,4— 18,6 |
|
|
х |
18,9 |
|
XV |
|
18,7—21,2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
XVI |
|
21,3—26,6 и более |
|
XI |
25,5 |
|
|
* В дальнейшем изложении, таблицах, примерах и задачах принята клас |
|||||||
сификация грунтов, |
приведенная |
в Н и Р МПСМ 1955 г. |
|
|
армируются пластинками твердого сплава ВК-15. Форма головки бура — однодолотчатая, с лезвием диаметром 42 мм и углом заточки 110°. Давление сжатого воздуха при пробном бурении должно рав няться 5 am.
Буримость грунта определяется по чистому времени бурения. Время на забуривание и чистку шпура, на подливание воды, отдых рабочих и т. п. не учитывается.
Для нормирования буровых работ при производстве их ударно канатными станками инженерами П. П. Назаровым и Я. Д. Зайдманом составлена классификация пород по удельной работе бурения.
В |
основу этой классификации |
положена удельная работа бурения |
в |
килограммометрах на один |
кубический сантиметр (кгм/см3) |
объема выбуренной скважины. |
|
8