Заряды сжатия применяются в случае, когда их действие должно сказаться не на поверхности среды, а внутри нее, например, при проходе минных галерей под сооружениями, при образовании в среде камер для закладки в них больших зарядов ВВ, для завала породой нефтяных скважин при тушении пожаров нефти и т. п.
Заряды усиленного выброса применяются при необходимости получения выброса разрыхленного грунта на значительное расстояние, когда можно пренебречь опасностью при разлете частиц. Такие заряды служат для разрушения различных объектов, устройства траншей, каналов, удаления отдельных препятствий и т. д.
Значение показателя n действия взрыва принимается не более 3, большие его значения в современной практике взрывных работ не применяются.
§ 27. Расчет зарядов
Разрушительное действие взрыва зависит от величины заряда, рода взрывчатого вещества и сопротивляемости среды (для горных пород от их крепости). Практикой определено количество ВВ, необходимое для взрывания 1 м³ различных горных пород. Чтобы определить количество ВВ, необходимое для взрывания некоторого объема горной породы, требуется умножить количество взрывчатого вещества, затрачиваемое на взрывание 1 м³, на количество кубических метров, подлежащих рыхлению, т. е.
C = KV кг, (7)
где C — вес заряда ВВ в кг;
K — количество ВВ, необходимое для рыхления 1 м³ данной горной породы в кг;
V — объем взрываемой породы в м³.
Если взрывается заряд нормального выброса (при n = 1), то радиус воронки r будет равен линии наименьшего сопротивления h и объем взорванного грунта составит
V = 1/3 π(2r)²/4 h,
где h — линия наименьшего сопротивления в м.
После подстановки вместо r равного ему значения h получим
V = πh³/3 ~ h³.
Подставляя это значение в формулу (7), имеем
C = Kh³ кг. (8)
Практикой установлено, что формула (8) полностью применима и для зарядов рыхления. Однако в этом случае значение K должно быть в 3,2 раза меньше, чем при определении величины заряда нормального выброса.
Значения этих коэффициентов для зарядов нормального выброса и рыхления приведены в табл. 1.
При наличии в породе трещин значение K уменьшается в 1,5–2 раза.
Таблица 1
Наименование грунтов и пород Значение
K для зарядов нормального выброса для зарядов рыхления для аммонитов для тротила для аммонитов для тротила Свеженасыпанная рыхлая земля 0,50 0,43 – – Желтоватая песчаная земля 0,95 0,82 – – Земля с песком и гравием 0,98 0,85 – – Плотный чистый песок 1,20 1,03 0,37 0,32 Влажный песок 1,27 1,10 0,40 0,34 Крепкий песок или туф 1,29 1,11 0,40 0,35 Земля с камнями 1,36 1,17 0,42 0,37 Крепкая синяя глина и песчаная глина 1,37 1,18 0,43 0,37 Сыпучий песок 1,44 1,24 0,45 0,39 Каменистый грунт, глина с песком 1,50 1,29 0,47 0,40 Синяя глина с голышами 1,64 1,41 0,51 0,44 Песок с твердыми комьями супеска 1,65 1,42 0,52 0,44 Чрезвычайно крепкая глина 1,90 1,64 0,59 0,51 Скала известковая 2,15 1,87 0,67 0,58 Скала гранитная гнейсовая 2,58 2,25 0,81 0,70 Старая каменная кладка 1,06 0,94 0,33 0,29 Каменная кладка средней крепости 1,50 1,30 0,47 0,41 Крепкая новая каменная кладка 2,15 1,87 0,67 0,58 Каменная кладка из естественного камня 2,82 2,45 0,88 0,77 Хороший цементно-гранитный бетон 3,59 3,12 1,09 0,97
Примеры. 1. Определить вес заряда нормального выброса, т. е. n = r/h = 1,0, для устройства воронки глубиной 2 м, диаметром 4 м во влажном песке.
Решение производится по формуле (8).
Значение K принимается по табл. 1 для влажного песка (K = 1,1 — для тротила и 1,27 — для аммонита). После подстановки в формулу имеем:
C1 = 1,1·2³ = 8,8 кг (тротил);
C2 = 1,27·2³ = 10,2 кг (аммонит).
Для устройства воронки глубиной 2 м и диаметром 4 м необходимо взять заряд весом 8,8 кг тротила или 10,2 кг аммонита.
2. Определить вес заряда из тротила для рыхления известковой скалы на глубину 1 м (при условии заглубления заряда также на 1 м).
Значение K по табл. 1 для рыхления известковой скалы равно 0,58.
C = 0,58·1³ = 0,58 кг.
Для рыхления скалы на глубину 1 м необходимо взять заряд из тротила весом 0,58 кг, поместив его также на глубину 1 м.
Исследования показали, что с возрастанием n величина заряда должна возрастать и наоборот. Таким образом величина заряда находится в прямой зависимости от значения показателя взрыва n. Эту зависимость теоретически исследовал и практически проверил русский военный инженер М. М. Боресков, предложив в 1869 г. формулу для расчета заряда усиленного выброса
C = Kh³ (0,4 + 0,6n³) кг, (9)
где K — коэффициент, принимаемый по табл. 1;
h — линия наименьшего сопротивления в м;
n — показатель действия взрыва.
Выражение 0,4 + 0,6n³ называется функцией показателя действия взрыва, и для упрощения его вычисления в табл. 2 приведены числовые значения этой функции для некоторых величин. Формула Борескова и теперь является основой при расчетах сосредоточенных зарядов усиленного выброса.
Таблица 2
Формула Числовые значения функции показателя действия взрыва при
n, равном 0 0,25 0,50 0,75 0,80 0,90 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 2,50 2,75 3,00 0,4 + 0,6
n³ 0,40 0,41 0,48 0,65 0,70 0,84 1,00 1,57 2,43 3,62 5,20 7,30 9,78 12,88 16,60
Пример. Определить вес заряда усиленного выброса для устройства воронки глубиной 2 м, диаметром 5 м во влажном песке (при заглублении заряда на 2 м).
Решение выполняется по формуле (9)
C = Kh³ (0,4 + 0,6n³) кг.
Предварительно найдем значение показателя и действия взрыва
n = r/h = 2,5/2 = 1,25.
При n = 1,25 по табл. 2 находим числовое значение функции показателя действия взрыва, которое равно 1,57.
По табл. 1 для влажного песка находим K = 1,1.
После подстановки известных величин в формулу (9) имеем
C = 1,1·2³·1,57 = 13,8 кг.
Для устройства воронки глубиной 2 м, диаметром 5 м необходимо взять тротиловый заряд весом 13,8 кг.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что называется зарядом ВВ, какие бывают заряды по форме и расположению на взрываемом объекте?
2. Чем отличается кумулятивный заряд от обычного?
3. Какие вы знаете стандартные подрывные патроны и заряды?
4. Что называется крепостью, вязкостью и хрупкостью горных пород?
5. Что относится к основным элементам воронки взрыва?
6. Что называется линией наименьшего сопротивления (ЛНС)?
7. Что называется зарядом нормального, уменьшенного или усиленного выброса?
8. Как определить вес заряда нормального выброса и заряда рыхления?
9. Как определить вес заряда усиленного выброса?
ГЛАВА V