Виды взрывных работ

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Основные понятия и область применения

Область применения взрывных работ в народном хозяйстве чрезвычайно обширна и она постоянно расширяется. Это объясняется тем, что выделяемая при взрыве мощность огромна, поэтому взрывные работы наиболее широко применяются для разрушения крепких горных пород и перемещения огромных масс на относительно небольшие расстояния.

Например, в 2002 г. взрывные работы и работы со взрывчатыми материалами выполняли 1086 предприятий и организаций Российской Федерации. Хранение ВВ и средств инициирования осуществлялось на 1055 складах взрывчатых материалов. Функционировали 280 оборудованных площадок для приема взрывчатых материалов с заводов-изготовителей, 19 комплексов для механизированной подготовки ВВ к применению и 66 пунктов, на которых предприятиями-потребителями в течение года изготовлено 409,3 тыс. т ВВ, что на 13,2% больше, чем в 2001 г., а доля их от общего объема потребления ВВ составила 58%, в 2001 г. - 51,6%. В 2002 г. было израсходовано 705,5 тыс. т, а число использованных детонаторов составило 30,72 млн. штук, по сравнению с 2001 г. снизилось на 9,8%. Это говорит о переходе от огневого взрывания на более безопасные способы взрывания. Потребление детонирующих и огнепроводных шнуров составило 107,7 млн. м (в 2001 г. - 114,0 млн. м). Численность исполнителей взрывных работ в 2002 г. составила 10,9 тыс. человек, а к обращению с ВМ имели доступ 47,7 тыс. трудящихся, в 2001 г. - 50,5 тыс. человек.

Особое внимание должно уделяться учету наличных ВМ. В 2002 г.было выявлено 36 утрат и 29 хищений ВМ в организациях, ведущих взрывные работы, в 2001 г. соответственно 52 и 41. Основное количество хищений ВМ (15 из 20) произошли с места ведения горных работ (10 в подземных горных выработках, 4 - на открытых разработках). Практически все хищения совершены лицами, связанными по роду своей деятельности с обращением с ВМ или имевшими к ним доступ.

Колоссальное давление, развиваемое при взрыве, позволяет использовать взрывные технологии в таких областях промышленности, как упрочнение поверхности металлов, а также сварки различных материалов, соединение которых другими способами пока что невозможно.

Широкое распространение в промышленности получает применение кумулятивных удлиненных зарядов для образования отверстий в трубах, листах, резки металлических конструкций, разрушения промышленных соединений.

2. Специальные виды взрывных работ в народном хозяйстве

Взрывание скальных перемычек, используемых в гидротехническом строительстве для изоляции котлована от водоема или водотока. Перемычки могут быть скальными в виде участков естественного массива и насыпными грунтовыми или грунтовыми с камненабросной пригрузкой. После завершения строительных работ в котловане перемычки взрывают.

При этом применяют взрывы: на рыхление с последующей выемкой грунта экскаваторами; на выброс - для образования первоначальной прорези, расширение которой производится водным потоком; на выброс и рыхление - для образования первоначальной прорези и облегчения размыва остальной части перемычки; на полный выброс небольших по протяженности перемычек.

Перемычки взрывают в относительно стесненных условиях, когда требуется ограничивать дальность разлета породы, учитывать действие воздушной и сейсмических волн.

Для бурения скважин в скальных перемычках применяют легкие шарошечные или станки ударных способов бурения. В перемычках грунтовых эффективно применение шнековых станков; в каменно-набросных перемычках бурение скважин наиболее сложно и осуществляется с обсадкой скважин металлическими трубами.

Выбор бурового оборудования может быть произведен на основе изучения исполнительных чертежей на строительство перемычек, по которым устанавливаются: материал, из которого состоит перемычка, конфигурация и размеры перемычки (продольный и поперечные профили); ситуационный план местности с нанесенными объектами, подлежащими защите от воздействия воздушной и сейсмических волн и разлета кусков.

При взрывании применяют, как правило, вертикальные скважины. Если они не обеспечивают проработку СПП, то их применяют в сочетании с наклонными скважинами. При взрывании глубина рыхления принимается на 0,5-1 м ниже проектного дна, при этом учитывается трудность выемки горной массы из-под воды. Для скважин, пробуренных у откоса перемычки, подпертого водой, сетка скважин уменьшается до 0,5 - 0,7 расчетной. Взрывание - короткозамедленное, порядное или по волновой схеме, с помощью детонирующего шнура и КЗДШ.

При взрывании на выброс осевой прорези в перемычках, если глубина прорези не превышает 4 м, следует применять вертикальные скважинные заряды выброса, расположенные в один ряд по оси прорези. Если ее глубина больше 4 м, применяют сосредоточенные заряды выброса, размещаемые в скважинах увеличенного диаметра.

Для объектов площадки, попадающих в опасную зону по воздушной волне pi разлету кусков, предусматриваются специальные меры защиты. Так, для защиты от действия воздушной волны выставляют оконные рамы или укрывают их щитами. Для защиты от разлета кусков породы наиболее ответственные части объектов (механизмы, трансформаторы, колонны и т. п.) закрывают бревенчатыми щитами.

Обрушение неустойчивых частей массивов, под которыми понимаются нависающие части скальных массивов в крутых склонах, подсеченные тектоническими трещинами, трещинами напластования или крупные глыбы, способные к обрушению. Уположение скальных откосов и склонов следует производить в тех случаях, когда по условиям общей или местной устойчивости крутизна их превышает допустимую, установленную расчетом.

Рис. 1 - Схемы обрушения неустойчивых массивов: 1 - контурные скважины; 2 - скважина подбоя или малокамерный заряд, или шпуры; 3 - заряд рыхления

Выполнение очистки скальных откосов (склонов) от неустойчивых в обвальном отношении обломков должно проектироваться поэтапно в зависимости от степени опасности, которая выявляется в результате предварительного осмотра откосов (склонов) обборщиками (верхолазами). При проектировании взрывных работ для принудительного обрушения неустойчивых скальных массивов на откосе или склоне необходимо предусматривать применение шпуровых или скважинных малокамерных зарядов (рукавов) с расположением скважин (шпуров) по контуру откоса. В случае небольшой мощности массива или мелкоблочной его структуры для обрушения достаточно взрыва скважин, расположенных по контуру откоса. При большой мощности массива или крупноблочной его структуре, кроме контурных и подбойных зарядов, необходимо применять заряды рыхления, располагаемые в середине массива. Выполнение взрывных работ по принудительному обрушению должно производиться в полном соответствии с «Едиными правилами безопасности при взрывных работах». Они должны согласовываться с организациями, объекты которых расположены в опасной зоне. В качестве взрывчатых веществ для скважин следует применять сыпучие ВВ средней мощности, а для шпуровых зарядов патронированные взрывчатые вещества. В обводненных скальных массивах следует применять водоустойчивые ВВ.

Взрывное образование камуфлетных полостей, применяемое при сооружении подземных емкостей для хранения жидкостей и газов, ям под столбы и опоры. Камуфлетный взрыв - подземный взрыв, не сопровождающийся образованием воронки на поверхности. При взрыве камуфлетного заряда в породном массиве на стенки зарядной полости действует динамический удар. В горной породе возникают волновые явления, интенсивные у заряда и ослабляющиеся по мере удаления от него. В породном массиве образуются зоны: сжатия (вытеснения и уплотнения), трещинообразования (разрывов, сотрясения и растрескивания) и сотрясения. Первая зона весьма мала и не имеет четкой границы с зоной трещинообразования, поэтому целесообразно рассматривать зоны вытеснения и разрывов совместно как одну общую зону - зону разрушения. Иногда при определенном соотношении между зарядом и расстоянием его до открытой поверхности образуется еще зона отколов. Процесс разрушения породы, согласно теории Г.И. Покровского, идет следующим образом: в момент взрыва удар газов взрыва разрушает и вытесняет некоторый слой породы, прилегающий к заряду, образуя полость - зону вытеснения или котел. Раздавленная и вытесненная порода вдавливается в стенки котла, которые вследствие этого представляют собой слой раздавленной и уплотненной породы. Возникшая в момент взрыва ударная волна перемещается радиально в массиве породы за пределы котла, вызывая смещение частиц породы в радиальном направлении. В результате радиального перемещения частиц и слоев породы в ней возникают действующие в тангенциальном направлении усилия растяжения и сдвига. Они вызывают образование сети радиальных и кольцевых (прерывистых сферических) трещин.

Таким образом, в пределах зоны разрушения в начале (от центра) располагается слой бесструктурной, раздавленной и уплотненной породы с частыми и широкими трещинами разрывов и сложений. Он постепенно переходит в породу, сохранившую свою структуру в отдельных частях, но также пронизанную сетью радиальных и сферических трещин. По мере удаления от центра трещиноватость уменьшается. Четкой наружной границы зона разрушения не имеет. С удалением от очага взрыва ударная волна затухает и переходит в волну напряжений, распространяющуюся со звуковой скоростью, которая на некотором расстоянии ослабевает. Эта зона (зона сотрясений) не имеет четко выраженных внутренних и наружных границ.

Эффект котлообразования применяют и при проходке глубоких колодцев и небольших стволов в мягких породах. Например, ствол глубиной 54 м и диаметром 5,2 м на Юрковском буроугольном карьере (Россия) был пройден путем вытеснения и уплотнения грунтов при внутреннем действии взрыва заряда в пробуренной скважине. Опыты проведения таким способом шурфов на глубину до 60 м были и в Кузбассе. При этом срок поведения шурфа сокращался на 20...40%, а стоимость проходки и крепления выработки - на 10...30%. Методом уплотнения мягких грунтов взрывом создают и полости больших размеров для хранения нефти.

Одно из перспективных направлений создания подземных газонефтехранилищ - использование камуфлетных ядерных взрывов. Примером могут служить экспериментальные взрывы "Рейнер", "Хардхет", "Гном", "Соломон" и другие, проведенные в США. Однако применение промышленных ядерных взрывов в широких масштабах сдерживается на современном уровне развития техники двумя отрицательными факторами: радиоактивным заражением среды и значительным сейсмическим эффектом.

Посадка насыпей на болотах, когда вначале взрывом разрушается и удаляется плотный верхний слой болота до отсыпки насыпи, а затем взрывом удаляется слой торфа между насыпью и твердым дном. Проект взрывных работ на болотах должен отражать мероприятия по предупреждению взрыва горючих газов. При производстве взрывных работ огневое взрывание разрешается только при одиночном заряде. При взрывании с применением электродетонаторов или капсюлей-детонаторов необходимо использовать боевики в специальной оболочке, не передающей давление на детонатор при нажатии на боевик забойником. Заряжание скважин (шпуров) при взрывании детонирующим шнуром допускается проводить непосредственно вслед за бурением. В скважину (шпур) одновременно можно досылать не более двух патронов ВВ без средств инициирования. Монтаж электровзрывной сети в обводненных условиях разрешается выполнять только с применением антенных проводов.

Взрывные работы в лесном хозяйстве, где с их помощью ведется корчевка пней для очистки площади, а также тушение лесных пожаров в аварийном порядке. Известно, какую тяжёлую и трудоёмкую работу представляет корчёвка пней, когда она производится вручную. При взрывной корчёвке в почве у пня бурят углубление так, чтобы конец его оказался под пнём. В это углубление вводят заряд взрывчатого вещества и свободную часть углубления плотно засыпают землёй. Взрыв не только вырывает пень из земли, но и в той или иной степени расщепляет его, облегчая последующее использование пня. Корчёвка пней обычно производится не только для расчистки площадей лесосек, но и для использования получаемой древесины как топлива или как сырья для лесохимической промышленности.



Рис. 2 - Корчёвка пней взрывным способом

При очистке дна Цимлянского моря нужно было выкорчевать громадное количество пней; некоторые из них были толщиной до 3 метров. Вырвать такие огромные пни из земли не могли самые мощные тракторы. Для корчёвки были применены взрывчатые вещества, и сто пятьдесят тысяч пней за короткое время было удалено со дна будущего моря.

В горных районах при помощи взрывчатых веществ производят подготовку почвы под сады и виноградинки. Взрывным способом быстро вырывают ямки для посадки деревьев; при этом рост деревьев, посаженных взрывным способом, идёт быстрее, так как взрыв разрыхляет почву и, кроме того, некоторые продукты взрыва могут оказывать полезное влияние на рост дерева, действуя как удобрение.

Взрывные работы при борьбе с лесными пожарами.

При борьбе с лесными пожарами взрывные работы проводятся для создания:

- опорных полос для отжига перед кромкой пожара, противопожарной валки деревьев и корчевки пней;

- в лесу заградительных канав и иных противопожарных инженерных сооружений.

Взрывные работы по локализации и тушению лесных пожаров должны проводится в районах, удаленных от населенных пунктов, где своевременное тушение лесных пожаров другими способами не может быть обеспечено.

Взрывные работы по локализации или тушению лесных пожаров необходимо выполнить путем прокладки опорных минерализованных полос перед фронтом огня, взрыванием серии шпуровых зарядов с глубиной шпуров до 0,7 м, расположенных в линию с интервалом 2-5 м или взрыванием наружных удлиненных зарядов.

Для обеспечения большей безопасности при взрывании каждая группа взрывников обеспечивается рациями не менее 3 на группу (плюс звуковые сигналы).

В зависимости от скорости прокладки опорных полос при всех способах взрывания следует отступать от кромки огня на расстояние, при котором полностью обеспечивается безопасность взрывных работ от надвигающегося фронта пожара, данное расстояние определяется непосредственно руководителем взрывных работ.

Безопасные расстояния для людей по поражающему действию осколков и обломков, разрушаемых взрывами материалов при прокладке опорных полос в ходе тушения лесных пожаров должно определяться по проекту, и в любом случае составлять не менее 50 м.

При этом допустимое минимальное расстояние 50 м при прокладке минерализованной полосы принимается только в том случае, когда минерализованная полоса прокладывается в лесу при полноте древостоя не менее 0,8. В тех случаях, когда заградительная полоса прокладывается на открытой местности, минимально допустимая величина радиуса опасной зоны должна составлять не менее 200 м.



3. Взрывные работы в сельском хозяйстве

Взрывные работы в сельском хозяйстве ведутся для взрывного плантажа почвы на косогорах с целью посадки виноградников и других культур, выращиваемых на горных склонах; для дробления валунов при расчистке полей.

Взрывной плантаж почвы предусматривает рыхление и перемещение слоев без разброса грунта. На взрывной плантаж почвы в удаленных от населенных пунктов местах составляют паспорт буровзрывных работ, при работе вблизи населенных пунктов - проект.

Перед выполнением взрывных работ определяются мощность слоя грунта, подлежащего рыхлению, основные физико-технические свойства грунта, угол наклона, на котором предстоит работать, наличие в опасной зоне зданий, дорог, ЛЭП и т.д. Шпуры располагаются рядами вдоль склона. Расстояние между рядами шпуров b и между шпурами а принимают равным 1,5Н. Глубину шпуров lш принимают равной заданной глубине рыхления Н (обычно 0,8-1 м), диаметр шпуров - 44-50 мм.

Массу зарядов рассчитывают по формуле:

Q=qp*W3*f(n)

Для первого ряда (нижнего по откосу) f(n)=1, а для последующих рядов f(n)=1/3. Взрывание замедленное или короткозамедленное порядное.

Дробление валунов для расчистки полей. Валуны дробят на приемлемые для погрузки куски. Если валуны заглублены в почву, их необходимо выбросить на поверхность взрывом заряда в подкопке.

Применяют шпуровой метод с бурением шпуров легкими бурильными молотками, работающими от передвижных компрессоров, и (если валунов мало или расположены они редко) метод накладных зарядов.

Для выброса на поверхность заглубленных валунов подкопный заряд подводится под центр тяжести валуна. Заряд принимают сосредоточенный, величина Q=q*Vв, где q - удельный расход ВВ, ориентировочно q=0,7*с, кг/м3 (с - плотность валуна, т/м3); Vв - объем валуна, м3.

В случае применения метода накладных зарядов удельный расход ВВ принимают равным 2кг/м3.

Заряд располагают в углублении или по возможности на ровной поверхности, примерно над центром тяжести валуна.

Конструкция заряда - плоская, толщина слоя ВВ 20-30 мм. Забойка делается из дерна толщиной в два раза большей толщины слоя ВВ. Взрывание - огневое или электрическое (при частом расположении валунов).

Образование траншей и каналов взрывом удлиненных зарядов.

В последние годы в гидромелиоративном строительстве для образования взрывом каналов в мягких грунтах глубиной до 10 м. и более все шире применятся взрывании удлиненных зарядов, располагаемых параллельно земной поверхности. Для этого по оси канала землеройными машинами отрывается траншея расчетной глубины и ширины, в которую закладывается удлиненный заряд.

Глубина заложения зарядов W принимается, исходя из имеющейся для отрывки траншей техники, но не больше проектной глубины канала Н.

Величину удлиненного заряда (кг) на 1 м длины траншеи рекомендуется определять по формуле:

Q1y = qн*W2*(n2+0,4*n-0,4)

Показатель действия взрыва рекомендуется определять по формулам института Гидроспецпроект:

Для одиночного заряда

n = 1,3*(Sk)0,5/W?2*H/W



для двух взаимодействующих зарядов

n = (2*(8,1*H2+Sk)0,5-7,1*H)/W?2*H/W

где Sk - проектное сечение канала, м2.

Расстояние между зарядами (м)

a = (W*(n+1))/(0,4*n+0,6).

Видимая глубина воронки (м)

Нв = 0,5*n*W.

Используют простейшие ВВ (игданит, гранулиты) или списанные с вооружения боеприпасы. После заряжания траншея засыпается грунтом с помощью бульдозеров или других машин.

При сооружении каналов небольшой глубины (1-2 м) заряд помещается в толстостенный полиэтиленовый шланг и специальным лемехом, установленным на тракторе, заглубляется в землю.

Создают специальные высокопроизводительные средства для полной механизации работ по отрывке траншей, заряжанию и отбойке зарядов, т.е. использования непрерывной (поточной) взрывной технологии сооружения мелиоративных траншей.

Подводное взрывание.

Одной из многочисленных областей применении энергии взрыва является дробление и перемещение горных пород под водой. Необходимость этой операции связана с разработкой месторождений твердых полезных ископаемых на дне морей и океанов, со строительством и углублением портов и каналов, проходкой подводных траншей для трубопроводов и с другими видами работ. Подводный взрыв может служить как для дробления горных пород с последующей экскавацией, так и для перемещения их (взрывы на выброс). Зачастую, несмотря на высокий расход ВВ и повышенный объем бурения, взрывы на выброс более экономичны, так как исключают дорогостоящие в подводных условиях выемочные и транспортные работы.

Влияние водной среды на процесс разрушения. Основными факторами, определяющими действие воды на взрывную волну, являются: рассеяние энергии волны напряжения на контакте порода-вода; гидростатическое давление, препятствующее сдвижению границы разрушаемого массива.

Потеря энергии из-за рассеяния волны напряжения в слое покрывающего материала зависят от отношения акустических жесткостей среды и воды m = с0*c0/с*c, где с0, c0 и с, c - соответственно плотность и скорость звука в среде и воде.

К примеру, для границы раздела гранит - вода при m = 7 теряется 44% энергии взрывной волны. Чем больше акустическая жесткость породы, тем меньше энергии волны напряжений рассеивается в воде.

Влияние гидростатического давления в процессе разрушения. На первоначальных стадиях развития взрыва оно оказывает положительное действие, препятствует процессу раскрытия трещин, что обеспечивает более полное прохождение волны напряжений во все точки массива.

Но в последующие моменты, при раскрытии трещин и сдвижений массива под воздействием взрыва, гидростатическое давление играет отрицательную роль, так как необходима дополнительная энергия на его преодоление. При этом вода при больших скоростях нагружения (смещения) приближается по своим свойствам к несжимаемому телу (особенно в начальной стадии) и резко ухудшает эффективность разрушения пород с увеличением глубины. Максимальная эффективность взрыва достигается лишь при свободной подвижке породы по направлению ЛНС.

Технология бурения и заряжания. Под водой применяется техника, аналогичная наземной, с поправкой на более высокую плотность среды, в которой выполняется работа. Применяют три варианта ведения буровзрывных работ: 1) для бурения и заряжания скважин (шпуров) используют бурильные молотки или гусеничные буровые установки; 2) бурение и заряжание с платформ или плавучих барж; 3) размещение зарядов на дне водоема, т.е. взрывание наружными зарядами.

Воздействие взрыва на окружающую среду. Основными вредными воздействиями подводных взрывов на окружающую среду являются: гидроударная волна, сейсмическое давление, загрязнение ядовитыми взрывчатыми веществами, продуктами взрыва и донными отложениями. Для небольших водоемов может быть значительным воздействие гравитационной волны.

Взрывные работы при добыче штучного камня. Штучный камень условное название изделий из природного камня, в основном в виде блоков в форме прямоугольника параллелепипеда, используемых в естественном виде в строительстве и учитываемых при добыче в штуках (отсюда и название) или в м3. В горной породе методом бурения проделывается глубокое отверстие, куда закладывают заряд и подрывают. Среди отколовшихся кусков породы отбираются самые большие глыбы, которые потом распиливаются на плиты. Плюсы такого способа добычи камня заключаются в том, что он крайне дешёв. Но минусы перевешивают этот плюс. Во-первых, страдает качество добытой породы: во время взрыва в структуре камня возникают микротрещины, которые влияют на прочность материала. Во-вторых, такой способ разработки месторождения крайне нерационален, так как при взрыве порода крошится: большие глыбы, пригодные для распилки, составляют не более 70%, а остальные 30% идут в отходы.

Обработка металлов взрывом. Импульсные взрывные нагрузки позволяют реализовать при обработке металлов физические явления, не используемые в традиционных технологиях сварки, штамповки, упрочнения, резки, пробивания изделий. Сварка взрывом (взрывная сварка) - сравнительно новый перспективный технологический процесс, позволяющий получать биметаллические заготовки и изделия практически неограниченных размеров из разнообразных металлов и сплавов, в том числе тех, сварка которых другими способами затруднена.

Сущность способа заключается в использовании энергии взрыва, осуществляемого применением взрывчатки. На соединяемые поверхности мгновенно действует образующаяся при взрыве упругая ударная волна, под действием которой происходит соударение свариваемых частей и их прочное соединение. Этим способом сваривают и разнородные металлы, например, медь со сталью, никель со сталью, медь с алюминием, титан с ниобием и другие трудно поддающиеся обычной сварке металлы. Полученную взрывом заготовку можно прокатать в листовой биметалл.

В современных процессах металлообработки взрывом применяют заряды взрывчатого (ВВ) вещества массой от нескольких граммов до сотен килограммов. Большая часть энергии, выделяющейся при взрыве, излучается в окружающую среду сейсмических возмущений, разлета осколков. Поэтому сварку взрывом производят на полигонах (открытых и подземных), удаленных на значительные расстояния от жилых и промышленных объектов, и во взрывных камерах.

Соударение метаемой пластины и основания сопровождается пластической деформацией, вызывающей местный нагрев поверхностных слоев металла. В результате деформации и нагрева развиваются физический контакт, активация свариваемых поверхностей и образуются соединения.

Таким образом, реализуется известная способность металлов образовывать прочные металлические связи в твердой фазе при создании между соединяемыми поверхностями физического контакта и условий для электронного (химического) взаимодействия между ними. Требующаяся для второй стадии процесса энергия активации обеспечивается за счет работы пластической деформации и вызываемого ею нагрева. Объемная диффузия из-за скоротечности процесса, даже несмотря на нагрев, развиваться не успевает, что позволяет широко применять сварку взрывом для соединения разнородных металлов и сплавов - граница раздела металлов обычно резко выражена и имеет вид регулярных синусоидальных волн.

4. Специальные виды взрывных работ в городских условиях и при реконструкции предприятий

Валка зданий. При валке зданий, как правило, применяют метод шпуровых зарядов. Лишь для разрушения особо мощных колонн следует применять сосредоточенные заряды, размещая их в скважинах или рукавах.

Для валки здания по всему его периметру взрывом образуется подбой. Во избежание опасных зависаний отдельных элементов подбой должен быть сплошным, что достигается правильным расчетом и расположением зарядов в зависимости от конструктивных особенностей объекта и материала, из которого он построен. Здания с внутренними капитальными стенами обрушают целиком или по частям. В первом случае в капитальных стенах делается сплошной горизонтальный подбой на том же уровне, что и в наружных стенах. Во втором случаи - обрушаемая часть отрезается от оставшейся вертикальными подбоями, расположенными вдоль капитальной стены.

Перед валкой здание должно быть освобождено от деревянных частей (перекрытий, дверных и оконных проемов, внутренних переборок и т.п.). Поэтому в ходе изысканий, на основании которых составляется проект взрывной валки здания, надлежит решать следующие задачи:

Уточнить план здания и точно замерить толщину стен, размеры оконных, дверных и других проемов, уточнить расположение и замерить основные параметры внутренних капитальных стен, вентиляционных каналов и других пустот;

Определить прочностные характеристики материала здания (кирпичной или каменной кладки, на цементе или извести, бутобетона, железобетона и др.);

Выяснить расположение в зоне обрушения (в радиусе, равном Ѕ высоте стен) подлежащих защите подземных коммуникаций;

Уточнить план расположения действующих и строящихся зданий и сооружений, транспортных магистралей, воздушных линий связи, ЛЭП и других объектов в пределах опасной зоны - в радиусе не менее 100м.

На взрывную валку зданий составляют технорабочий проект, включающий чертежи и пояснительную записку.

На рабочих чертежах показывают расположение шпуров и схему взрывной сети.

В пояснительной записке должны быть изложены конструктивные особенности здания, определен объем подготовительных работ, в частности бурения, и приведен расчет зарядов.

Проект производства работ на валку зданий в населенных пунктах должен быть согласован с органами Госгортехнадзора, городским, районным или поселковыми властями, а так же с милицией и службой МЧС. О времени взрыва должны быть оповещены население и руководители заинтересованных организаций и предприятий.

Валка труб и башен. Для валки заводских труб и башен взрывом шпуровых зарядов образуют односторонний подбой со стороны, в направлении которой должна быть обрушена труба, в некоторых случаях с противоположной стороны дополнительными шпуровыми зарядами образуют подкол.

На валку труб и башен составляют такую же проектную документацию, как и на обрушение зданий.

Валку осуществляют шпурами с трехрядным расположением: два нижних ряда по длине 0,75 длины окружности трубы, а верхний ряд - 0,67 длины окружности. Если есть опасение, что труба не упадет в строго заданном направлении, например, при наличии местных ослаблений кладки и т.п., применяют шпуры подкола, которые уменьшают вредное влияние местных ослаблений. В отдельных случаях в целях точной укладки трубы в заданное пространство применяют тросовую натяжку трубы. Трос петлей охватывает верх трубы и идет к лебедке, установленной в направлении валки, за пределами возможного разлета. Перед взрывом трос натягивается.

Если обрушаемая труба или башня имеет жесткую связь со зданием, эту связь нарушают взрыванием вертикальных отсекающих рядов шпуров.

Заряды рассчитывают так же, как при валке зданий. Стоимость обрушения труб и башен подсчитывают по индивидуальным сметам, составляемым для каждого объекта, исходя из намечаемого объема работ по его обрушению.

Меры безопасности при валке труб и башен те же, что и при валке зданий.

Взрывание бетонных и железобетонных конструкций.

В зависимости от средств уборки взорванной массы бетонные и железобетонные конструкции взрывают на дробление (при бульдозерной и экскаваторной уборке) или разрушают на транспортабельные куски (при уборке кранами). В зависимости от мощности бетонных массивов применяют шпуровые или скважинные заряды. Некоторые мощные сооружения, например мостовые устои, имеют специальные камеры доя размещения сосредоточенных зарядов. При разрушении железобетонных конструкций толщиной менее 0,4 м. применяют удлиненные накладные заряды.

Для взрывания бетонных и железобетонных конструкций составляют проект производства работ, включающий рабочие чертежи и пояснительную записку.

Если бетонное сооружение несложной конструкции расположено вдали от населенных пунктов, на его разрушение составляют паспорт буровзрывных работ.

При проведении изысканий изучают следующие вопросы:

Характеристику материала сооружения (бетон, железобетон, частота и марка арматуры, материал заполнителя и т.п.);

Конструкцию сооружения и мощность его или его частей, подлежащих разрушению, наличие камер для размещения зарядов и т.п.;

Средства уборки и требования к габаритам блоков при разделке для уборки краном;

План расположения подлежащих защите от воздействия взрыва сооружений и коммуникаций.

При взрывном дроблении бетонных конструкций в первую очередь требуется выбрать метод работ. Если мощность бетонного массива в наименьшем измерении не достигает 5 м, применяют метод шпуровых зарядов, при мощности 5 м. и более - метод скважинных зарядов, при наличии в мощных бетонных сооружениях зарядных камер - метод сосредоточенных зарядов.

В случае, если уборку взорванного блока намечено выполнять с помощью крана, его раскалывают на транспортабельные куски. Для этого в зависимость от мощности крана и транспортных средств определяют массу транспортабельного куска и путем его деления на плотность данного бетона (плотность бетона изменяется в пределах 2,2 - 2,5 т/мі в зависимости от пористости бетона и плотности заполнителя) определяют требуемый объем куска. После этого по блоку намечаются линии, по которым располагают шпуры.

При проектировании разрушения железобетонных конструкций взрыв рассчитывается на выбивание бетона из арматуры с последующим разрезанием ее автогенном или другими средствами. Для сокращения таких работ до минимума железобетонные конструкции разделяют на блоки транспортабельных размеров. В качестве ВВ выбирают наиболее бризантные: скальный аммонит, детонит и т.п.

Поскольку разделка бетонных и железобетонных конструкций в большинстве случаев выполняется на территории действующих предприятий, на стройплощадке или вблизи жилья, в проекте должны быть детально разработаны меры безопасности. Кроме ситуационного плана с нанесением охраняемых объектов и постов оцепления, здесь должны быть предусмотрены укрытия от разлета осколков и воздушной волны.

Взрывание фундамента. Фундаменты, как правила, заглублены на определенную глубину в почву. Кроме того, взрываемые фундаменты часто расположены в зданиях (цехах), иногда среди действующих машин. Вследствие этого буровзрывным работам должны предшествовать подготовительные работы по проходке траншеи вдоль одной из сторон фундамента на всю глубину его заложения, устройстве укрытия от разлета осколков и действия взрывной волны. В остальном разделка фундамента и других бетонных конструкций мало различаются. При изыскании выясняются те же вопросы с добавлением сведений о глубине заложений фундамента и категории окружающего грунта. На чертежах дополнительно должна быть показана траншея, пройденная с одной из сторон фундамента. В качестве заряда используют три нитки ДШ. В остальном параметры буровзрывных работ для разрушения фундаментов и других бетонных конструкций те же.

Взрывные работы при ремонте доменных печей.

Доменная печь - большая металлургическая, вертикально расположенная печь шахтного типа для выплавки чугуна и ферросплавов из железорудного сырья. Доменная печь состоит из пяти конструктивных элементов: верхней цилиндрической части - колошника, необходимого для загрузки и эффективного распределения шихты в печи; самой большой по высоте расширяющейся конической части - шахты, в которой происходят процессы нагрева материалов и восстановления железа из оксидов; самой широкой цилиндрической части - распара, в котором происходят процессы размягчения и плавления восстановленного железа; суживающейся конической части - заплечиков, где образуется восстановительный газ - монооксид углерода; цилиндрической части - горна, служащего для накопления жидких продуктов доменного процесса - чугуна и шлака.



Рис. 3 - Устройство доменной печи: 1. Горячее дутьё; 2. Зона плавления (заплечики и горн); 3. Зона восстановления FeO (распар); 4. Зона восстановления Fe2O3 (шахта); 5. Зона предварительного нагрева (колошник); 6. Загрузка железорудных материалов, известняка и кокса; 7. Доменный газ; 8. Столб железорудных материалов, известняка и кокса; 9. Выпуск шлака; 10. Выпуск жидкого чугуна; 11. Сбор отходящих газов

Поскольку взрывные работы приходится вести практически во всех частях доменной печи, следует рассмотреть их подробно.

Обрушение настыли.

Горн состоит из лещади нижнего горна, или металлоприемника, и верхнего горна. Лещадь представляет собой многослойную огнеупорную кладку в основании горна. Она все время находится под воздействием жидкого металла, который постепенно проникает в нее, образуя «козел», подлежащий разработке взрывным способом. При ремонте печи «козел» выпускают в жидком виде или, при невозможности этого разрушают взрывным способом.

В процессе работы печи образующиеся в нижней части шахты и в основании газоотводов под колошником настыли удаляются с применением взрывных работ.

Во время капитальных ремонтов доменных печей взрывным способом обрушают огнеупорную кладку шахты и разделывают металлический «козел» в горне печи. В последние годы разработаны эффективные методы выпуска «козла» в жидком виде и взрывную разделку практикуют все реже.

Обрушение огнеупорной кладки шахты и распора, при капитальном ремонте печи производят с помощью взрывных работ, выполняемых в соответствии с технорабочим проектом по одному из вариантов: при плоских закладных холодильниках без выступающих фланцев заряды помещают в трубки холодильников; при других видах холодильников кладку разбуривают шпурами.

В проекте должен быть предусмотрен следующий комплекс подготовительных работ: обрушение и удаление настылей; образование проемов в нижней части печи для удаления через них шихты и боя кирпича; удаление большого и малого конусов; ограждение воздушных и водяных трубопроводов стальными листами; закрепление стальных листов у перил кольцевых площадок против взрываемых шпуров; обрезка амбразур термопар и штуцеров для забора проб газа.

Если заряды располагают в холодильниках, то проведение взрывных работ следует предусматривать в два этапа: сначала на высоте расположения двух или трех верхних холодильников, а затем, после уборки обрушенной в первом этапе работ кладки, - в нижней зоне, до распара включительно.

При подготовке холодильников к заряжанию автогенном обрезают наружные части трубок, а затем с помощью легкого перфоратора и метрового бура разбуривают трубки, подлежащие заряжанию, для очистки их от коррозии. Порядок взрывания рядов холодильников следует принимать снизу вверх (третий, второй и первый ряды). При этом число одновременно взрываемых холодильников в ряду следует определять в зависимости от температуры в трубках.

По окончанию взрывных работ первого этапа и разгрузке печи от кирпичного боя в том же порядке выполняются работы второго этапа, начиная с холодильников распара вверх до обрушенной в первом этапе зоны.

В процессе работы доменной печи жидкий чугун постепенно разрушает огнеупорную кладку лещади и проникает в нее. Разрушив кладку лещади, чугун может проникнуть и в фундамент печи. Если чугун не будет выпущен в жидком виде, через специальную скважину, пробуренную в нижнею часть печи, то после остановки печи на ремонт и ее охлаждения, он застывает огромной глыбой в виде «козла».

На взрывные работы по разделке «козла» составляют технорабочий проект, состоящий из графического материала и пояснительной записки. Графический материал должен включать разрез доменной печи, ситуационный план, конструкции блиндажа, заслонов и других средств защиты.

В пояснительную записку включают объем и год постройки печи, время работы после последнего капитального ремонта, сорт выплавляемого чугуна; размер горна, предполагаемые размеры и вес козла в тоннах; способы охлаждения печи и козла на разных этапах работы; описание средств защиты (блиндаж, заслоны); расчет параметров взрывных работ и обоснование схем расположения шпуров и порядка взрывания; подсчет расхода взрывчатых и вспомогательных материалов на все работы по разделке козла, а так же мероприятия по технике безопасности, предусмотренные Едиными правилами безопасности взрывных работ для горячих массивов.

Взрывные работы при ремонте мартеновских печей.

Мартеновская печь, пламенная регенеративная печь для переработки чугуна и стального лома в сталь заданного химического состава и качества.

Мартеновская печь состоит из следующих основных частей: рабочего пространства (под, передняя и задняя стенки, свод), где осуществляется плавка; головок (правой и левой), состоящих из собственно головок и вертикальных каналов для подачи топлива и воздуха в рабочее пространство и отвода из него продуктов сгорания; шлаковиков (воздушных и газовых) - для осаждения и накопления пыли и частиц шлака, выпадающих из проходящих через них продуктов сгорания; регенераторов (воздушных и газовых) - для подогрева поступающих в печь газа и воздуха теплом выходящих из рабочего пространства продуктов сгорания; боровов (каналов) для воздуха, газа и продуктов сгорания; системы перекидных клапанов, предназначенных для изменения направления подачи в печь топлива и воздуха и отвода из рабочего пространства продуктов сгорания; котла-утилизатора; дымовой трубы.

Рис. 4 - Устройство мартеновской печи: 1 - рабочее пространство; 2 - свод; 3 - подина; 4 - сталевыпускное отверстие; 5 - отверстие для спуска шлака; 6 - завалочные окна; 7 - передняя стенка; 8 - задняя стенка; 9 - головки; 10 - вертикальные каналы; 11 - шлаковик; 12 - регенераторы: 13 - насадка регенераторов; 14 - борова; 15 - рабочая площадка

взрывание здание печь миксер

Мартеновские печи в основном разделяют на два типа: неподвижные, у которых ванна неподвижна, и качающийся, у которых ванна может наклоняться в сторону передней и задней стенок.

Основными сооружениями нижней части печи являются шлаковики (в которых скапливается шлак и пыль, выносимые газовым потоком из ванны) и регенераторы. Основными сооружениями верхней части печи являются ванна и головки. Поскольку все перечисленные сооружения работают при воздействии весьма высоких температур, они футерованы огнеупорной кладкой.

По мере работы печи в шлаковиках накапливается шлак, кладка разделительных стенок, как шлаковиков, так и регенераторов изнашивается, кладка подины и свода ванны, кромке того, постепенно насыщается металлом. В период ремонта печи шлак необходимо удалять, а кладку - заменить. Различают горячие, малые холодные, средние холодные, большие холодные и капитальные ремонты.

При горячем ремонте печи взрывные работы применяют для удаления шлака из шлаковиков. При малых холодных ремонтах помимо удаления шлака разрушают кладку главного свода, передней и задней стенок, а так же головку. При средних холодных ремонтах, кроме того, разрушаются насадки. При большом холодном ремонте разрушают капитальные и раздельные стены в шлаковиках, в ванне печи и насадке, а так же все зашлакованные и насыщенные металлом огнеупорные сооружения. При капитальных ремонтах по верхнему строению печи разрушают кладку подины, откосов, передней и задней стен рабочего пространства, обрушают главный свод и частично головку; по нижнему строению печи - кладку разделительных перевальных и наружных стен шлаковиков и регенераторов и наружных стен шлаковиков и регенераторов, а так же разрыхлят шлак.

При ремонтах мартеновских печей на взрывные работы составляют технорабочий проект, для чего необходимы следующие исходные данные:

Тип и объем печи;

Фактическая мощность огнеупорной кладки всех разрушаемых сооружений;

Участки с кладкой, насыщенной металлом;

Уровень шлака в шлаковиках;

Температурный режим во взрываемых объектах.

Кроме того, для организации мер безопасности необходимо иметь ситуационный план с нанесением на него соседних печей и других сооружений, повреждение которых недопустимо.

В проекте должны быть отражены следующие данные: методы взрывных работ; схемы расположения и взрывания зарядов; размеры и конфигурация опасной зоны по разлету осколков, воздушным и сейсмическим волнам; конструкция защитных устройств; расстановка постов оцепления; места укрытия взрывников и других рабочих на время взрыва; принятая сигнализация и описание порядка удаления рабочих, обслуживающих действующие печи.

При ведении буровзрывных работ в мартеновских печах наибольшее распространение получил метод скважинных зарядов. Лишь в отдельных узлах, где затруднена установка буровой машины, применяют малокамерные заряды в рукавах. Метод шпуровых зарядов применяют лишь для рыхления шлака в шлаковиках при горячих и малых холодных ремонтах, а так же для разделки крупных глыб, оставшихся не разрушенными после основного взрыва.

Взрывные работы при ремонте миксеров.

Миксер представляет собой большой цилиндрический сосуд, предназначенный для хранения жидкого чугуна, поступающего из доменного цеха в мартеновский.

Цилиндр 1 миксера склепан и сварен из толстой котельной стали и футерован внутри огнеупорным кирпичом 3. Торцевые стенки - отъемные, их крепят на болтах. Емкость миксеров обычно от 600 до 1300 т. Жидкого чугуна, температура которого поддерживается в пределах 1250 -1300 С.

Вследствие охлаждения миксера в нижней части его постепенно образуется чугунный козел 4. При ремонте миксера, если козел не удается расплавить газовыми горелками и вылить, его разделывают взрывами зарядов в шпурах 2. На взрывную разделку козла составляют технорабочий проект, в котором предусматривают следующие подготовительные работы: охлаждения миксера водой; после охлаждения миксера до температуры внутри миксера порядка 50 С снимают одну из торцевых стенок и выламывают всю свободную от козла кладку.

Как и при разделке козла в доменной печи, шпуры бурят огневым способом. В отличие от последнего кислородную рампу устанавливают в специальном открытом вагоне, подгоняемом к миксеру на период бурения. Параметры взрывных работ рассчитывают так же, как и при разделке козла в доменной печи, но чтобы за один взрыв общая величина заряда не превышала 10 кг. Глубину шпуров во избежание повреждения миксера принимают равной 2/3 толщины козла. Схему расположения зарядов составляют из расчета разделки козла на куски массой до 10 т. Ввиду того, что внутри козла температура обычно превышает 80 С, заряды изолируют асбестовой оболочкой толщиной 5 мм.

Объем работ (в кубических метрах) учитывают по замеру, произведенному перед составлением проекта.

Для предохранения миксера от повреждений в проекте предусматривается выстилка всей внутренней поверхности бревнами толщиной 20-25 см., скрепляемыми скобами. Во избежание разлета осколков необходимо предусматривать укрытие сливного носка, фурм и заливного люка металлическими щитами. Для укрытия открытой торцевой стороны проектируется навесной щит из стальных листов или бревен.

В остальном необходимо предусматривать те же меры безопасности, что и при взрывных работах в мартеновских печах.

Размещено на Allbest.ru

...