Буровые и взрывные работы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Буровые и взрывные работы

1. Виды и способы бурения

Буро-взрывные работы в строительстве осуществляют с целью: разработки, рыхления и уплотнения грунтов при помощи взрыва, разрушения конструкций старых зданий и сооружений, валки деревьев, корчевки пней и т.п. термическое буровзрывной взрывчатый ударный

Буровые работы в строительстве производят также для исследования физико-механических свойств грунтов, определения уровня грунтовых вод, устройства скважин водоснабжения, образования шахт подземных разработок.

Буровые работы выполняют при помощи механизированного инструмента, станков и машин. Ручное бурение применяют лишь при незначительных объемах работ с глубиной бурения каналов не более 5м. Механическое бурение производят при помощи вращательного или ударного движения буров.

В разрабатываемых породах бурильным инструментом бурят цилиндрические отверстия - выработки. Выработку диаметром до 75 мм и глубиной до 6м называют шпуром, выработку больших размеров - скважиной.

Процесс бурения состоит из двух операций: разрушение (отделение) породы на дне скважины и удаления разрушенной породы из скважины. Эффективность бурения скважин и шпуров определяется скоростью бурения, которая зависит от: физико-механических свойств грунта, вида и формы бурового инструмента, диаметра скважины, её глубины и т.д.

В зависимости от геологических и гидрогеологических условий выработок и их глубины применяют те или иные способы бурения, которые можно разделить на две основные группы.

К первой группе относятся ударный (ударно-канатный), ударно-вращательный, вращательный, а также вибрационный способы бурения, при которых породу разрушают механически, воздействуя на нее породоразрушающими инструментами.

Ко второй группе относятся термический, взрывной, гидравлический и электрогидравлический способы, при которых для бурения используют физико-химические методы разрушения горных пород.

Ударный способ - заключается в том, что буровой снаряд массой 1000-3000 кг падает с определенной высоты в забой скважины и разрушает породу благодаря развивающейся при его падении живой силе удара. После каждого удара буровой снаряд поворачивается на некоторый угол, вследствие чего создаются условия для равномерного разрушения всей площади забоя скважины.

Ударно-вращательное бурение - (пневмоударное бурение) имеет более высокую скорость; при этом можно бурить скважины, отсутствует необходимость в подводке тяжелого инструмента и снабжении водой. Ударное действие и вращение долота осуществляется двумя независимыми механизмами. Станками ударно-вращательного бурения можно бурить скважины до 155-200 мм, глубиной до 36 м.

Вращательное бурение - заключается в том, что буровой снаряд из штанг шнекового типа с резцовой коронкой, прижатый к забою скважины за счет массы станка, получает вращение от двигателя станка. Резцы коронки при вращении в забое скважины срезают породу, которая в виде мелочи удаляется из скважины спиральными витками штанг. Вращательное бурение скважины осуществляется в основном станками шнекового бурения.

Вибрационное бурение - применяют вибраторы вертикального действия, жестко присоединенные к колонне буровых труб, имеющей на конце рабочий наконечник. Под действием вибрирующего снаряда некрепкие грунты и породы выделяют связанную воду.

Термическое бурение - применяется при проходке скважин

150 мм и более в породах, содержащих кремнезем. Рабочим органом термобура является форсунка, в которую под давлением подается воздух и горючее. Сильная струя пламени плавит породу и обеспечивает проходку скважины. Бурение осуществляется ручным термобуром РТБ-2.

Гидравлическое бурение - применяют для разработки скважин в легких суглинках и плывунах. В этом случае на разрабатываемый грунт опускается обсадная труба, внутрь которой через специальную трубку под давлением подают воду от насосной установки. По мере размыва грунта обсадную трубу поворачивают и погружают в грунт (до 8 м со скоростью до 1м/мин).

Электрогидравлическое бурение - применяют при дроблении плотных глинистых грунтов и скальных пород. Оно основано на использовании гидравлического удара, который возникает в результате мгновенных огромных давлений, создаваемых в воде или другой жидкости электроразрядами высокого напряжения.

Ультразвуковое бурение - основано на использовании мощности, создаваемой ультразвуковыми колебаниями, которые в жидкости образуют пустоты ил пузырьки. Огромное давление, возникающее при заполнении образовавшихся пустот, легко разрушает твердые породы грунта. В качестве бурового инструмента используют стальные буры. Головка бура делается съемной и соединяется со стержнями бура различными способами (клином, гитыком, резьбой и т.п.). Наиболее широко применяют съемные головки с внутренней резьбой.

2. Взрывные работы, взрывчатые вещества

Под взрывом взрывчатого вещества понимают чрезвычайно быстрое химическое превращение вещества, сопровождающееся выделением энергии, образованием ударной волны и сжатых газов.

Взрывчатые вещества - (ВВ) - химические или механические смеси, способные под влиянием внешнего воздействия изменять свое состояние с большой скоростью, образуя сильно сжатые газообразные продукты и выделяя энергию. По скорости взрывчатого разложения ВВ подразделяются на инициирующие, бризантные и метательные.

Инициирующие ВВ - гремучая ртуть и азид свинца - применяют для снаряжения капсюлей-детонаторов, капсюлей-воспламенителей и изготовления детонирующих шнуров. Особенность инициирующих ВВ - их чрезвычайная чувствительность к внешним воздействиям (искра, удар, огонь, трение).

Бризантные ВВ - имеют высокую скорость взрывчатого разложения - динамит, аммониты, тротил и др. Небольшая чувствительность их к удару, и достаточная безопасность в обращении обеспечивает более широкое их применение.

Метательные ВВ - представители этого клана - дымный порох (механическая смесь селитры, серы и угля) и бездымный порох.

При взрывании грунтов и скальных пород используют тротил.

Заряд - заранее рассчитанное по массе и форме размещения ВВ, уложенное в зарядную полость и снабженное инициатором взрыва. Заряды бывают наружные, расположенные на поверхности разрушаемого объекта, и внутренние, помещенные внутри разрушаемого объекта. Заряды, заложенные в грунт, взрывают огневым или электрическим способом.

Огневой способ - является основным для подрыва одиночных зарядов ВВ. Взрывание осуществляется с помощью капсюля-детонатора и огнепроводного шнура.

Капсюли детонаторы служат для инициирования зарядов ВВ.

Детонирующий шнур (ДШ) применяют для одновременного подрыва нескольких зарядов.

Электрический способ - применяется, когда надо одновременно взорвать большое число зарядов. Для производства взрыва нужны электродетонаторы, провода, источники тока, проверочные и измерительные приборы.

3. Методы взрывания, производство взрывных работ

Грунты и скальные породы взрывают для устройства выемок, траншей и котлованов, земляных плотин и каналов, галерей и других сооружений. Для этого применяют заряды выброса. 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 и размеров, формы площадок в соответствии с установленными по проекту;

- экономичность и безопасность работ.

Шпуровой метод - заряды ВВ помещают в шпуры. После окончания зарядки скважина забивается песком или смесью песка и сухой глины. Этот способ применяют для рыхления грунта, взрыва больших камней, выравнивания транспортных трасс.

Котловой способ - применяют при взрыве крепких пород.

Комбинированный способ - взрывания зарядов ВВ размещаются в вертикальных и горизонтальных разработках, а взрыв производится одновременно. Таким способом осуществляется обрушение очень больших объемов пород.

При разборке зданий и сооружений взрывные работы могут осуществляться различными методами.

Для взрывания стен кирпичных зданий и сооружений применяют групповые шпуровые заряды. Расположение шпуров определяют в зависимости от прочности кладки стен. Если стены выполнены на цементном растворе, то расстояние между шпурами 0,8-1,2, а на известковом 1-0,4. Разрушение кирпичных, бетонных и железобетонных конструкций толщиной 1,5-2 м производят методом взрывания в рукавах, при котором заряды располагают в два ряда в шахматном порядке.

Металлические и железобетонные конструкции взрывают кумулятивными зарядами, которые располагают в местах соединения этих конструкций.

Перед началом работ производят расчет и разрабатывают проект, которым предусматривают способы взрывания конструкций, объемы и виды зарядов, их направление и расположение во взрываемой среде. Особое внимание при этом обращают на то, чтобы при обрушении отдельных конструкций не оставалось поврежденных и нависших конструкций и деталей, самообрушение которых может привести к несчастным случаям.

Размещено на Allbest.ru