§ 78. Методы взрывных работ на строительстве вторых путей
Выбор метода взрывных работ на строительстве вторых путей должен производиться с учетом следующих основных положений:
- взрывами должно обеспечиваться хорошее дробление строго определенных объемов породы в заданные промежутки времени;
- разброс породы при взрыве должен быть минимальным, а объем породы, падающий на действующий путь или в пределы габарита приближения строений, не должен превышать объема, установленного проектом организации работ;
- метод взрывных работ необходимо увязать с принятой системой разработки выемок.
Лучшее дробление горной породы и меньший ее разброс обеспечиваются при методе шпуровых зарядов. Поэтому взрывные работы по рыхлению породы для уширения выемок под второй путь следует производить, как правило, методом шпуровых зарядов.
Применение других методов взрывов может быть допущено лишь при специальном обосновании и после утверждения расчетов и обоснований главным инженером организации, ведущей взрывные работы.
Минимальный объем породы, который необходимо разработать взрывом в течение одного «окна», устанавливается в зависимости от производительности механизмов, работающих на погрузке и транспортировке взорванной породы в отвал, а также числа «окон», предоставляемых управлением дороги в течение суток.
На строительстве вторых путей погрузка и транспортировка взорванной породы осуществляются экскаваторами в комплексе с автосамосвалами и бульдозером. Учитывая стесненные условия и небольшие объемы работ, более целесообразно применять экскаваторы с малой емкостью ковша (0,2—0,5 м3). После каждого взрыва часть горной породы неизбежно упадет в выемку. При этом на действующий путь или в пределах габарита приближения строений должен упасть такой объем породы, который может быть убран с пути бульдозером или другими средствами в короткий промежуток времени в течение продолжительности предоставляемого «окна». Объем породы, который может упасть после взрыва в выемку, определяется с учетом мощности назначенного к разработке слоя горной породы h (см. рис. 175), расстояния свободной части основания выемки а, на которую падает взорванная порода с уступа и наличия защитной каменной призмы.
Чтобы упавшая в выемку взорванная порода могла разместиться вне очертания габарита приближения строений и в пределах контура абвг, мощность взрываемого слоя h должна быть приблизительно равна свободной части а. Отсюда понятно, что такие мероприятия, как устройство защитной каменной призмы, устройство приемной площадки, сдвижка или перекладка действующего железнодорожного пути в сторону от разрабатываемого уступа, являясь защитными мероприятиями, дают возможность увеличить мощность взрываемого слоя, а следовательно, и объем одновременно взрываемой горной породы. Если бы выемка была взорвана на всю высоту Н, то большой объем породы (см. рис. 175) разместился бы в пределах габарита приближения строений и для расчистки пути потребовался бы длительный перерыв движения поездов.
Объем одновременно взрываемой горной породы зависит также от длины взрываемого участка выемки. Если в сутки для взрывов выделяется только одно «окно», то для обеспечения выработки экскаватором суточной нормы при определенной мощности взрываемого слоя h и ширины срезки откоса b длина взрываемого участка L должна быть не менее величины, определяемой по следующей формуле:
(98)
где L — длина взрываемого участка выемки в м;
Qэ — суточная производительность экскаватора в м3;
Кр — коэффициент разрыхленной горной породы;
h— высота взрываемого слоя в м;
b — ширина срезки откоса в м.
С учетом указанных выше положений в практике строительства вторых путей нашли применение следующие системы разработки выемок при помощи взрыва:
- система невысоких продольных уступов;
- система разработки с предварительным понижением высоты уступа;
- система одноуступной разработки.
Система невысоких продольных уступов (рис. 177) применяется при разработке малокосогорных скальных выемок глубиной более 5—6 м узкого профиля.
В случае применения системы невысоких продольных уступов, разрабатываемый откос выемки делится по высоте на ряд слоев — уступов, высота которых, как уже указывалось, определяется в зависимости от длины свободной части основания выемки и геометрических размеров защитной каменной призмы. Практически высота верхних уступов должна приниматься не более 2—4 м. При большей высоте уступа значительная часть взорванной горной породы падает на путь в пределы контура габарита приближения строений. Все уступы необходимо нарезать параллельно основанию выемки, допуская их подъемы лишь в тех случаях, когда по условиям рельефа местности экскаватор или транспортные средства не могут быть поданы к месту закладываемого уступа.
Взрывные работы по рыхлению горной породы ведутся, как правило, методом шпуровых зарядов: при этом принимают сближенное расположение шпуров. В исключительных случаях при надлежащем обосновании может быть применен метод малых камерных зарядов или метод котловых шпуров.
Рис. 177. Системы разработки скальной выемки при помощи взрыва:
а — система невысоких продольных уступов разработки откоса скальной выемки под второй путь с накоплением породы в основании выемки; б — система невысоких продольных уступов с погрузкой породы с торца забоя
Разработка уступов производится сверху вниз. После отработки верхнего первого уступа разрабатывается второй, затем третий и т. д.
Разрыхленная взрывом горная порода грузится экскаватором с торца уступа (забоя) на автосамосвалы, транспортирующие ее в отвал. Такая система погрузки и транспортировки породы возможна в том случае, если рельеф разрабатываемой выемки позволяет организовать доставку экскаваторов и подъезд автосамосвалов непосредственно в забой каждого уступа. Это требует выполнения большого объема подготовительных работ по устройству временной дороги, уширений для разворота автомашины на уступах и др. Кроме того, работа экскаваторов и автомашин на большой высоте и сравнительно узких уступах опасна и неудобна.
Рис. 178. Схема разработки выемки системой понижения уступа
Для уменьшения объема подготовительных работ и улучшения условий эксплуатации экскаваторов последние более целесообразно устанавливать в основании выемки у одного из ее торцов (см. рис. 177, а). В данном случае разрыхленная взрывом горная порода перемещается по уступу бульдозером и сбрасывается вниз к основанию выемки, откуда экскаватором она грузится на автосамосвалы для вывозки в отвал. Однако при работе экскаватора, установленного в основании одного из торцов выемки, использование его и автосамосвалов по времени является неполным. Объясняется это тем, что взорванная порода перемещается бульдозером только в одну сторону и при ее сбрасывании экскаватор вынужден прекращать работу. Поэтому, разделив выемку по длине на две части, более целесообразно производить сдвижку взорванной породы бульдозером попеременно с правой части выемки до полной ее очистки к правому торцу, а с левой — к левому торцу. В данном случае, пока бульдозер сдвигает разрыхленную породу на одном участке выемки, экскаватор и автосамосвалы бесперебойно работают на противоположном участке.
Соответственно организуются и буровзрывные работы. Пока осуществляется очистка бульдозером взорванного грунта с правой половины выемки, производятся работы по подготовке к взрыву левой ее половины и наоборот.
Рис. 179. Разработка откоса скальной выемки под второй путь с предварительным понижением уступа
На строительстве вторых путей Орск — Оренбург дальность транспортировки горной породы бульдозером по уступу к экскаватору достигала 100 м. После уборки всей горной породы у одного торца экскаватор обходным путем перемещался к противоположному торцу выемки.
Шпуровые заряды следует размещать так, чтобы после их взрыва в уступе со стороны пути оставался гребень (см. рис. 177, а), являющийся препятствием для скатывания взорванной породы на путь при перемещении ее бульдозером.
Система разработки с предварительным понижением уступа (рис. 178 и 179) применяется при уширении под второй путь крутокосогорных скальных выемок глубиной до 7—8 м в том случае, если это уширение согласно проекту производится за счет разработки подгорной части откоса выемки. Разрабатываемый откос по высоте делится на уступы. Понижение откоса достигается за счет разработки в первую очередь верхнего (первого) уступа и прилегающей к нему части косогора. Для понижения откоса горная порода в пределах контура бвгдб и по всей длине или части длины выемки разрыхляется методом шпуровых зарядов. Затем разрыхленная порода перемещается бульдозером в низовую сторону косогора в отвал. После понижения высоты откоса разрабатывается нижний (второй) уступ в пределах контура абдеа.,
Рыхление нижнего уступа осуществляется также методом шпуровых зарядов. Уборка разрыхленной горной породы с нижнего уступа производится экскаватором в комплексе с автосамосвалами.
Рис. 180. Система одноуступной разработки откоса скальной выемки под второй путь:
а — погрузка породы на автосамосвалы, подаваемые понизу; б — погрузка породы на автосамосвалы, подаваемые поверху
Преимуществом данной системы разработки является максимальное приближение места отвалов горной породы к разрабатываемому уступу. Такое приближение позволяет обеспечивать высокопроизводительную работу бульдозеров по перемещению взорванной породы при разработке верхнего уступа без применения экскаваторов и автосамосвалов. Недостатком рассматриваемой системы является необходимость разработки дополнительных объемов горной породы, расположенных за пределами проектного очертания откоса выемки.
Система одноуступной разработки (рис. 180) применяется при уширении под второй путь скальных выемок глубиной до 5—6 м, если порода после взрыва может разместиться вне пределов габарита приближения строений.
Рыхление горной породы осуществляется методом шпуровых или малокамерных зарядов (рукавов). При значительной высоте уступа (до 6 м) и небольшой величине уширения (2—3 м) взрывание можно производить методом шпуровых зарядов, закладываемых сверху разрабатываемой части выемки в сочетании с методом рукавов, закладываемых со стороны пути на глубину уширения (рис. 181).
При разработке выемки глубиной менее 3—4 м экскаватор производит погрузку разрыхленной породы на автосамосвалы за одну проходку и располагается в уровне основания. Автосамосвалы в этом случае подаются поверху и устанавливаются под погрузку сбоку от экскаватора (см. рис. 180, б).
При разработке выемки глубиной 3—6 м экскаватор также производит погрузку породы за одну проходку и располагается в уровне основания, но автосамосвалы подаются понизу и устанавливаются сзади от экскаватора (см. рис. 180, а).
Рис. 181. Применение метода шпуровых зарядов в сочетании с методом рукавов
Во всех случаях размещение зарядов и величина их должны устанавливаться для каждой выемки с учетом данных опытных взрывов и геологического строения массива. Опытные взрывы производятся на основании технических расчетов. Дальнейшие взрывные работы осуществляются по проверенным на опыте стандартным схемам расположения зарядов, при которых достигается хорошее рыхление породы, наименьшая длина развала без нарушения габарита приближения строений.
Применение метода камерных зарядов допускается только для разработки полувыемок при возможности закрытия перегона на длительный срок (более суток) и снятия рельсового пути в пределах взрываемого участка выемки.
В качестве ВВ на строительстве вторых путей разрешается применять аммиачно-селитренные взрывчатые вещества или тротил.
Доставка ВВ на выемку должна осуществляться непосредственно перед началом заряжания. Взрывание основных зарядов можно производить только при помощи ДШ, а негабаритов — посредством электрического способа.
В случае использования аммиачно-селитренных взрывчатых веществ и бескапсульного способа взрывания разрешается приступать к заряжанию
шпуров и монтажу взрывной сети за 2 ч до закрытия перегона при наличии подтверждения поездного диспетчера о предоставлении «окна» в установленный срок по графику производства работ. Взрывы можно осуществлять в предоставляемые по графику «окна» в светлое время дня после получения руководителем взрывных работ приказа или копии приказа дежурного поездного диспетчера и после ограждения места работ сигналами остановки. Точное время начала «окна» перед каждым взрывом записывается в журнале производства взрывных работ на объекте. .
Производство основных (первичных) взрывов при высоте разрабатываемого уступа более 2—3 м допускается лишь в «окна» продолжительностью не менее 1,5 ч. При высоте разрабатываемого уступа до 2,0 м и при наличии защитной призмы или при передвижке оси пути на расстояние 6 м от основания разрабатываемого откоса продолжительность «окна» для взрывных работ может быть уменьшена до 30—40 мин.
В виде исключения можно производить взрывание отдельных кусков породы, попавших в пределы габарита приближения строения (при невозможности быстрой уборки этих кусков вручную) без получения специального «окна», но с ограждением места работ сигналами остановки.
После каждого взрыва руководитель работ обязан проверить отсутствие трещин и заколов в бортах выемки или уступов, могущих повлечь сползание или обрыв значительного объема породы и нарушение целости пути и габарита приближения строений. При обнаружении опасных трещин и заколов следует немедленно принять меры и убрать угрожающую обвалом породу.
После окончания взрыва и приведения места работы в состояние, обеспечивающее безопасное движение поездов, участок пути у места работ предоставляется для проверки и освидетельствования представителю дистанции пути. Последний, убедившись в исправном состоянии пути и проверив соблюдение габарита и отсутствие угрозы безопасности движения поездов, передает об этом уведомление непосредственно поездному диспетчеру или через дежурного ближайшей станции. На основании полученного уведомления поездной диспетчер дает приказ об открытии перегона для движения поездов.
Вопросы для повторения
- Какие главнейшие положения определяют выбор метода производства взрывных работ на строительстве вторых путей?
- Какие методы производства взрывных работ допускаются на строительстве вторых путей?
- От каких факторов зависит выбор мощности и длины взрываемого участка?
- Какие применяются основные системы разработки выемок на строительстве вторых путей и какова сущность этих систем?
5. Как устанавливаются параметры буровзрывных работ при различных системах разработки выемок?
6. Какие допускаются способы производства взрывных работ на строительстве вторых путей?