ВІЙСЬКОВИЙ ІНЖЕНЕРНИЙ ІНСТИТУТ ПДАТА
ЗАТВЕРДЖУЮ
Начальник кафедри інженерних загороджень
полковник В.Г.Григор'єв
“______”____________ 2004 р.
МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА
з дисципліни „ВИБУХОВА СПРАВА”
Тема № 5 “Підривання грунтів”
Заняття № 2 “Підривання грунтів на викид”
АВТОР: підполковник Савіцький А.О.
“Розглянуто на засіданні кафедри
(предметно-методичної комісії)
(Протокол № від 2004 р.)
м. Кам'янець -Подільський
2004р.
МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА
для проведення занять по “Вибуховій справі”
ТЕ М А № 5 „ПІДРИВАННЯ ГРУНТІВ”
Заняття № 2 “Підривання грунтів на викид”
НАВЧАЛЬНА МЕТА :
І.Вивчити принципи розрахунку поодиноких зарядів та зарядів, що діють одночасно.
2. Вивчити порядок влаштування та заряджання шурфів, колодязів, свердловин.
Ч А С : 2 години
МІСЦЕ : клас вибухової справи
ВИД ЗАНЯТТЯ : групове заняття
НАВЧАЛЬНО-МАТЕРІАЛЬНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ :
І. Плакати по підриванню ґрунтів.
2.Таблиці коефіцієнтів “К”, “М”, “а”
3. Графопроектор „Літер-2250”.
4. Слайди по підриванню ґрунтів.
РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА :
1. Руководство по подрывным работам РПР-69 ст. І58-168, І72-178, 194-І96, 29І..
2. Методическое пособие по специальной подготовке (подрывные работы) ст. 112-140.
ПЕРЕЛІК НАВЧАЛЬНИХ ПИТАНЬ І РОЗРАХУНОК ЧАСУ
1. Перевірка засвоєння пройденого матеріалу - 10 хвилин
2. Принцип розрахунку заряду та зарядів, що діють одночасно - 50 хв.
3. Влаштування та заряджання шурфів, колодязів, свердловин - 25 хв.
4. Розбір заняття та завдання на самопідготовку - 5 хвилин
І. ПЕРЕВІРКА ЗАСВОЕННЯ ПРОЙДЕНОГО МАТЕРІАЛУ
Викладач перевіряє : наявність особового складу на занятті та їх зовнішній вигляд; виконання завдання на самопідготовку.
Засвоєння пройденого матеріалу викладач перевіряє шляхом письмового опитування всього особового складу взводу по контрольним питанням :
1. Механічна дія вибуху камуфлету;
2. Основні поняття та визначення під час вибуху заряду в ґрунті;
3. Вирва викиду та її основні елементи ;
4. Піддатливість ґрунтів дії вибуху.
ІІ. ПРИНЦИП РОЗРАХУНКУ ЗАРЯДУ ТА ЗАРЯДІВ, ЩО ДІЮТЬ
ОДНОЧАСНО
Викладач пояснює, що підривання ґрунтів на викид застосовується для влаштування вирв, канав, дорожніх виїмок, котлованів для різних споруд, протитанкових ровів.
В залежності від розмірів і конфігурації виїмок роботи по викиданню ґрунтів (порід) можуть проводитися :
І. Вибухом поодиноких зосереджених або здовжених зарядів.
2. Одночасним вибухом декількох зосереджених зарядів, розміщених в один або декілька паралельних рядів.
3. Одночасним вибухом декількох здовжених зарядів, розміщених паралельно один одному.
Вибухи поодиноких зосереджених зарядів застосовуються при влаштуванні окремих вирв і котлованів для невеликих споруд. Вибухи поодиноких здовжених зарядів застосовуються для влаштування канав і протитанкових ровів трикутного або близького до нього профілю. Зосереджені заряди для влаштування вирв у ґрунтах і скельних породах розраховуються за формулою:
С=КМh3 , кг
а здовжені заряди : Су = КМу h2 L , кг
Викладач, користуючись дошкою, проводить розрахунки.
Розрахунок зарядів ВР
а) при заданому радіусі вирви визначити масу зосередженого заряду для влаштування вирви r = 3,5 м, грунт - суглинок.
РІШЕННЯ:
1. За таблицею №23 для суглинку знаходимо К= 0,97 -І,19, приймаємо К= 1,06 кг/м³
2. Приймаємо n=2, за табл. №24 М = 5,17
3. Визначаємо лінію найменшого опору :
h= = =1,75 м
4. Визначаємо масу заряду :
С=КМh3 = 1,08*5,17*1,753 = 30 кг
5.Найбільша видима глибина вирви :
Р= а r = 0,5*3,5=1,75 м.
6. Висота валу ґрунту :
t=0,15r =0,15*3,5=0,52 м.
7. Найбільша дальність розвалу ґрунту :
l= 6 r = 6*3,5 = 21 м.
8. Найбільша дальність розльоту окремих шматків грунту :
L= 140n = 140*2* =362 м.
б) При заданій глибині : h=1,75 м
Радіус вирви: r=n h=2*1,75=3 м.
а далі розрахунок проводиться як вказано у пункті "а" ;
в) При заданій видимій глибині; Р=1,75 м. Визначаємо радіус та глибину закладання заряду : r=м
h= м
а далі розрахунок проводимо, як вказано в пункті "4".
г) Визначення всіх розмірів за масою заряду ВР - С=30 кг та h=1,75м
1. За табл. № 23 визначаємо: К=1,08 кг/м3
2. З С= КМh3 знаходимо:
M=
3. За табл. №24 знаходимо значення n =2
4. Тоді: r=n h=2*1,75=3,5 м
Далі розрахунок проводимо як вказано в пункті "а".
Під час вибуху зарядів, що розміщені на поверхні ґрунту (зовнішні заряди), також утворюються виїмки:
- від зосередженого заряду - вирва у вигляді параболоїда ;
- від здовженого заряду - рів трикутного профілю.
Маса зовнішніх зарядів для влаштування вирв (ровів) у ґрунтах і скельних породах
визначається за формулою:
- для зосереджених зарядів С=18 К r3, кг - для здовжених зарядів C=7Kr2 , кг/м.
В даному випадку використовується лише 2% енергії заряду, а при підземних зарядах коефіцієнт використання енергії становить 30-40%. Дані формулі застосовуються також під час проведення розрахунків зовнішніх зарядів для влаштування вирв і ровів у ґрунтах з штучним покриттям ; величина коефіцієнту К приймається в даному випадку за матеріалом покриття (табл. 23).
РОЗРАХУНОК ЗАРЯДІВ ПРИ ПІДРИВАННІ РІЗНОРІДНИХ ГРУНТІВ
Під час вибуху заряду, який закладений в багатошарове середовище, кожен шар буде чинити опір вибуху, тому при підриванні різнорідних ґрунтів і скельних порід розрахунок зарядів проводиться за формулою: C=Kp Mh3 , кг
де Kp – приймається після проведення розрахунків:
Kp =
К1 , К2 , К3 – значення притомної витрати „К” для першого, другого, третього ... шарів ґрунту.
Z1, Z2, Z3 – товщина першого, другого, третього ... шарів ґрунту.
Нумерація шарів проводиться знизу догори, при цьому, вимірюються безпосередньо, а товщина нижнього шару визначається за формулою:
Z1 = h- ( Z2 + Z3 + ....) , м
Для мерзлих ґрунтів (глин, суглинків, супісків) значення К визначається за табл. 23 і збільшується в 1,5 рази.
При товщині мерзлого шару меншій ніж необхідна глибина закладання заряду розрахункове значення питомої витрати ВР Крозр. визначається як для двошарового середовища.
Для скельних порід і сухих не в'язких ґрунтів (галька, щебінь, пісок і т.д.) не здатних збільшувати при замерзанні свою початкову міцність „К” у всіх випадках приймається за табл. 23.
РОЗРАХУНОК ЗАРЯДІВ ПРИ РОЗМІЩЕННІ ЇX В ОДИН РЯД
Одночасний вибух зосереджених зарядів, що розміщені в один ряд, застосовується для влаштування суцільних виїмок (ровів) трикутного або близького до нього профілю.
Розрахунок зарядів проводиться за формулою:
С=КМh3 при n=1,5-3,0
an=0,7h, м
Видима глибина визначається: P = a n h = a r, м
Зменшення відстані між зарядами приводить лише до незначного збільшення глибини виїмки, а збільшення її приведе до зменшення глибини виїмки та утворення перемичок між окремими вирвами.
N- кількість зарядів в ряду N = , шт.
Вв – ширина рову по верху Вв = 2 r, м
Lв – довжина рову по верху Lв = (N - 1) an +2 r, м
Lн - довжина рову понизу Lн = (N - 1) an, , м
Таблиця № 27 Нормальні відстані між зосередженими зарядами
n
an
n
an
n
an
1,00
h
1,75
1,41.
2,50
1,90
1,25
1.12.
2,00
1.56
2,75
2,07
1,50
1,27.
2,25
1,74
3,00
2,24
Одночасним вибухом одного ряду зосереджених зарядів, розміщених на нормальних відстанях an один ряд від іншого, можна влаштувати протитанковий рів. Протитанковий рів може бути відритий також вибухом одного здовженого заряду.
Маса заряду ВР визначається за формулою: Су = КМу h2 L , кг
Можливе використання таблиці 28.
Основні показники ВР для відривання протитанкових ровів вибуховим способом
Найменування ґрунту
Прийнятий показник дії вибуху
Зосереджені
заряди
Здовжені заряди
h
C
h
C
h
C
Супісок
2
1,75
26
2,75
9,40
1,75
7,6
Суглинок
2
1,75
28
2,75
10,0
1,75
7,95
Міцна глина
2
1,6
32
2,5
12,8
1.6
9,9
Цільний льос
2,5
1,4
44
2,65
16,7
1,4
12,2
Піщаник
2,5
1.4
51,0
2,65
19,3
1.4
13,9
РОЗРАХУНОК ЗАРЯДІВ ПРИ 2-х РЯДНОМУ РОЗМІЩЕННІ
Одночасний вибух декількох рядів зосереджених зарядів або декількох паралельних здовжених зарядів застосовується для влаштування виїмок трапецеїдального профілю, ширина яких понизу повинна бути не менше глибини:
Вн > P
Заряди в обох рядах розміщують один навпроти одного і розраховуються з однаковим показником дії вибуху за формулами:
- для зосереджених зарядів С=КМh3 , кг при n =1,5-3,0 (n=2)
- для здовжених зарядів Су = КМу h2 L , кг при n =2,0-3,5 (n=2,7)
an=0,7h, м
Вв – ширина рову по верху Вв = an +2 r, м
Lв – довжина рову по верху Lв = (N - 1) an +2 r, м
d – кількість рядів зарядів d=
Вн – ширина котловану понизу Вн = an
Сзаг = С N m , кг
Трьохрядне підривання зарядів застосовується для влаштування виїмок трапецеїдального профілю при Вн > P. Заряди розміщують в шаховому порядку. Значення „n” для зарядів середнього ряду приймають на 0,5 більш, ніж для зарядів крайніх рядів або доцільно вибух проводити за сповільненням на 1-2 сек., по відношенню до вибуху зарядів в крайніх рядах.
Викладач використовуючи плакати і дошку розповідає і показує розміри:
- ширина виїмки понизу Вн = 2an
- ширина виїмки поверху Вв = 2an +2 r, м
- нормальна відстань між зарядами an=0,7h, м
- кількість рядів зарядів d=
ІІІ. Влаштування та заряджання, колодязів і свердловин
Для закладання зосереджених зарядів в грунт виробляють колодязі (шурфи) і свердловини:
вручну;
за допомогою засобів механізації;
вибуховим способом.
а) Влаштування колодязів вручну.
При глибині колодязів більше 1,0 м в них виробляють сходи. На рівні дна кожного колодязя в його боковій стінці відривається камера для закладання заряду. Розміри камер повинні відповідати розмірам зарядів. У ґрунтах насичених водою зарядні камери в колодязях можна не робити.
В заряд, що закладений в камеру колодязя, встановляють ЗТП або ЕД, а потім обережно спочатку руками, а потім лопатою засипають заряд сипучим ґрунтом, при цьому особливу увагу необхідно звертати на те, щоб КД (ЕД) був покритий шаром ґрунту товщиною не менше 5-10 см.
Після того, як над зарядом буде насипано шар м'якого ґрунту товщиною не менше 0,5 м, грунт втрамбовується:
при цьому необхідно слідкувати за збереженням цілісності елементів вибухової мережі;
ВШ і ДШ, проводи електродетонаторів виводяться нагору по куткам шурфу і засипаються сипким ґрунтом;
колодязі засипаються з періодичним утрамбовуванням ґрунту до рівня поверхні землі.
Для збільшення безпеки робіт по закладанню зарядів доцільно застосовувати безкапсульне підривання. Кінці відрізків ДШ виводяться на поверхню ґрунту і підриваються вогневим або електричним способом.
6) При механічному відриванні колодязів і свердловин використовують бурильні машини БГМ, основні тактико-технічні данні яких приведені в додатку № 12.
У колодязі або свердловини, відриті бурильними машинами, заряди закладають безпосередньо на дно; засипання зарядів і утрамбовування ґрунту проводиться як і в попередньому випадку.
Норми на вироблення колодязів, свердловин і інших зарядних пристроїв при проведені робіт як вручну так і за допомогою механізмів приведені в таблиці додаток 13 РПР-69.
БГМ: - розрахунок З чол. ( =15 см ; Н до 30 м
( = ЗО см ; Н до 20 м,
- швидкість буріння 10-12 м/год ;
- кути нахилу 0-115°;
- час розгортання 8-12 хв.
Влаштування колодязів 0,3 м і глибиною до 2 м - 3 чол, (Розрахунок БГМ) - 15 хвилин.
в) Вибуховий спосіб. Влаштування зарядних камер в шпурах застосовується при проведені робіт у в'язких ґрунтах (глина, льос та інші), а також у скельних породах. Шпури виробляються за допомогою мотоперфораторів (додаток 12) або кумулятивних зарядів. Під час вибуху кумулятивного заряду в ґрунті утворюється шпур діаметром 1-1,5 і глибиною 10-15 діаметрів кумулятивної виїмки. У мерзлому ґрунті шпур менший, ніж у талому в 3 рази, а глибина в 1,2 рази.
Маса зосередженого заряду для влаштування зарядної камери шпурі визначається за формулою: , кг
де С - маса основного заряду, для якого влаштовують камеру;
m- коефіцієнт, що залежить від властивостей ґрунту (табл..26 стор.170);
Ск - маса заряду, необхідного для влаштування зарядної камери.
Заряд для влаштування камери (котла) розміщують на дні шпуру і підривають без забивання (роблять простріл). Якщо весь заряд, (визначений за вказаною формулою, не можна розмістити на ділянці шпуру (рівній подвоєному діаметру), тоді простріл необхідно проводити в декілька прийомів.
При трьох разовому прострілюванні маса заряду для першого прострілу складає 20%, а для другого прострілу 30% від загальної маси заряду, необхідного для влаштування камери.
Після першого прострілу повторне заряджання шпуру проводять не раніше, ніж через 30 хвилин (протягом цього часу стінки камери встигають вихолонути).
Заряджання камер (котлів), влаштованих шляхом прострілів, проводиться, як правило, порошкоподібним ВР, що засипаються в шпури через лійки з оцинкованої сталі; спочатку засипається половина основного заряду, потім опускається бойовик, після чого засипається інша частина основного заряду. Для запобігання закупорюванню шпурів після засипання кожної порції масою 1-2 кг їх прочищають пробійниками. Засипання ВР і прочищення шпурів необхідно проводити обережно, особливо тоді, коли в них будуть опущені бойовики.
При заряджанні камер (котлів) шашками ВР, робота ведеться в тому ж порядку, тільки прочищення шпурів пробійником проводиться після кожної опущеної в них шашки.
Для закладання вертикальних і похилих здовжених зарядів в ґрунті за допомогою бурильних машин виробляють вертикальні і похилі свердловини, а для закладання горизонтальних здовжених зарядів відривають траншеї.
Для прискорення робіт по відриванню траншей можуть застосовуватися траншейні машини, а для засипання траншей після закладання зарядів - бульдозер.
Влаштування порожнин проводиться в щільних, в'язких і вологах ґрунтах при виробленні зарядних камер (котлів), колодязів, ям для встановлення стовпів.
Для влаштування порожнин у ґрунті пробурюють, пробивають кумулятивним зарядом або ломом вертикальну свердловину, глибину Н і діаметр d якої визначають за формулою: H = h+D, м
, м
де Н - глибина свердловини в метрах;
d - діаметр свердловини в метрах;
D - діаметр порожнини в метрах;
m - коефіцієнт, який залежить від властивостей ґрунту (визначається за таблицею 26 стор., 170 РПР-69 для здовженого заряду);
h - глибина порожнини в метрах.
Свердловина на всю глибину заповнюється зарядом ВР. Заряд порошкоподібної ВР поміщується в міцний мішок, діаметр якого повинен бути на 1 см меншим від діаметра свердловини. Заряд також може бути складеним з тротилових шашок в мішку або прив'язаних до тонкої рейки, стального стержня. Масу заряду можна визначити по об'єму свердловини.
Підривання заряду проводиться з устя свердловини. Після вибуху з утвореної порожнини необхідно видалити шкідливі гази продуванням стиснутим повітрям. Спускатися в колодязь після вибуху заряду ЗАБОРОНЯЄТЬСЯ.
Якщо необхідно запобігти появі вирви в верхній частині порожнини і зменшити її закидання розрихленим ґрунтом, тоді в усті свердловини, що пробурюється для закладання заряду, повинен відриватися оголовок, діаметр і глибина якого дорівнюють діаметру потрібної порожнини
ІУ. РОЗБІР ЗАНЯТТЯ ТА ЗАДДАННЯ НА САМОПІДГОТОВКУ
Викладач нагадує курсантам основні положення матеріалу вивченого в ході заняття, особливо звертає увагу на дотримання заходів безпеки при засипанні зарядів.
Дає оцінку за відповіді при перевірці засвоєння пройденого матеріалу, після чого дає завдання курсантам для самостійної роботи.
Контрольні питання по заняттю :
- розрахунок, розміщення зарядів при однорядному підриванні зарядів ;
- розрахунок, розміщення зарядів при 2-х і 3-х рядному підриванні зарядів;
- розрахунок зарядів при підриванні різнорідних і мерзлих ґрунтів та скельних порід ;
- розрахунок зарядів при влаштуванні вирви вибуховим способом ;
- влаштування та заряджання колодязів, шпурів, свердловин.
Рішити задачу: визначити масу і кількість зосереджених зарядів для влаштування котловану довжиною понизу 10 м, шириною понизу 5 м і глибиною 2 м. Грунт - глина.
Старший викладач кафедри інженерних загороджень
підполковник Савіцький А.О.