Общие вопросы и методы ведения БВР
Цель и основные задачи БВР
Цель и основные задачи вопросов ведения БВР – изучение технологических требований и методов ведения БВР на открытых горных работах.
Для решения поставленной цели, необходимо решить следующие основные задачи:
- изучение основных технологических требований к буровзрывным работам;
- изучение технологии ведения взрывных работ шпуровыми зарядами;
- изучение технологии ведения взрывных работ скважинными зарядами;
- изучение технологии ведения взрывных работ траншейными зарядами;
- изучение методов котловых зарядов.
Взрывные работы производятся в тех случаях, когда непосредственная выемка пород невозможна или затруднена без предварительного их отделения от массива. В настоящее время, горная порода, относящаяся к VI и более группы по СНиПу подлежат к взрыванию.
От качества дробления горных пород, в значительной степени, зависит производительность погрузочного и транспортного оборудования и затраты на их разработку.
Основные технологические требования к БВР
К взрывным работам на карьерах, предъявляются следующие основные требования:
1. Взрывание горного массива должно обеспечивать требуемую степень дробления. Максимальный допустимый размер кусков горной массы (м) 1к может быть ограничен вместимостью Е ковша (м 3 ) экскаватора
вместимостью Vт транспортного сосуда (м 3 )
ункера или дробильной установки
шириной Вк ленты (м) конвейера
Куски взорванной горной породы, не удовлетворяющие приведенным выше ограничениям, называются негабаритными.
2. Количество негабаритных кусков горной массы должно быть минимальным, а дробление – равномерным.
3. Развал взорванной горной массы должен быть кучным, а его размеры и форма должны соответствовать параметрам применяемого погрузочного и транспортного оборудования.
4. Площадки и откосы уступов должны иметь заданные отметки и форму.
5. Объём взорванной горной массы, должен быть достаточным для бесперебойной работы погрузочных машин при обеспечении их безопасности и высоких технико-экономических показателей.
Выполнение выше перечисленных требований, достигается правильным выбором методов ведения и параметров взрывных работ, а также рациональной их организацией.
В настоящее время различают следующие основные методы ведения взрывных работ, к ним относятся: метод шпуровых и скважинных зарядов, метод траншейных и котловых зарядов ВВ.
Технология ведения взрывных работ шпуровыми зарядами
Технология ведения взрывных работ шпуровыми зарядами, технология производства которых заключается в следующем: бурение шпуров, зарядка шпура ВВ, забойка шпура, оцепление границы опасной зоны взрыва шпуровых зарядов и взрывания.
Метод шпуровых зарядов на открытых горных работах применяется как вспомогательный, при взрывании негабаритных кусков горных пород, при разрушении порогов в подошве уступа, и в других случаях. Шпуровой метод также применяется при добыче строительных материалов с высотой уступа до 5 м. Метод шпуровых зарядов эффективно применяется при проходке траншей, ирригационных каналов, коллекторов и других сооружений, с целью создания не нарушенных откосов при контурном взрывании. Шпуровые заряды, также применяются при строительстве автомобильных и железных дорог, глубина выемки которых, не превышает 5 м.
Следует отметить, что шпуровой метод является самым дорогостоящим из всех методов, при которых заряд ВВ размещает внутри разрушаемого массива. Этот метод требует высокого удельного расхода ВВ и больших трудовых затрат на бурение шпуров.
Технология ведения взрывных работ скважинными зарядами ВВ
Технология ведения взрывных работ скважинными зарядами ВВ, технология формирования которых заключается в следующем: бурение скважин, размещение промежуточного детонатора для усиления малочувствительных зарядов ВВ с детонирующим шнуром, зарядка скважин рассыпчатым взрывчатым веществом, забойка скважины, оцепление границы опасной зоны взрыва и производства взрывания. Метод скважинных зарядов ВВ, в настоящее время, широко применяется на открытых горных работах, при разработке месторождения полезных ископаемых, не рудных строительных материалов, при строительстве ирригационных сооружений различного рода назначения, в строительстве автомобильных и железных дорог, глубина выемки которых превышает более 5 м и т.д.
Метод скважинных зарядов по сравнению со (с методом шпуровых зарядов) шпуровыми, имеет следующие достоинства:
- в 4-5 раз повышается производительность труда рабочих по циклу БВР;
- на 20-40% уменьшается удельный расход ВВ;
- создаётся одновременно взрывать неограниченное количество горной массы, позволяющее применять современные горные машины и механизмы;
- имеется возможность регулирования степени дробления горных пород взрывом современными различными методами.
При данном методе, скважины в массиве можно располагать вертикально, наклонно и горизонтально к плоскости горизонта. Наиболее широко применяются вертикальные скважинные заряды. Наклонные заряды имеют ряд достоинств по сравнению с вертикальными. Горизонтальные скважины на открытых разработках применяются редко.
Наибольшее применение на карьерах получили вертикальные скважины, при бурении которых обеспечиваются высокая производительность буровых станков и хорошие условия для механизированного заряжания скважин. Наклонные скважины бурятся под углом bс=60¸85 0 . При bc=a (где а — угол откоса уступа) сопротивление породы взрыванию постоянно по высоте уступа, что обеспечивает высокую степень дробления и хорошую проработку подошвы уступа. Горизонтальные скважины (bc=0) применяются в комбинации с вертикальными, при взрывании высоких уступов, в основании которых залегают породы небольшой крепости.
При вертикальном расположении скважинных зарядов ВВ основными параметрами БВР являются: диаметр скважины, высота уступа, расстояние между зарядами, расстояние между рядами, длина перебура, длина забойки, масса заряда и линия наименьшего сопротивления.
Технология ведения взрывных работ траншейными зарядами ВВ
Метод технологии заключается следующим образом: проходка траншеи глубиной равной глубине выемки, укладка детонирующего шнура не менее двух ниток вдоль траншеи с установкой промежуточного детонатора, в качестве чего используют мешки из Аммонита 6ЖВ массой равной 40 кг для усиления чувствительности основного заряда ВВ, зарядка траншеи рассыпчатым ВВ, забойка, обваловка траншейных зарядов грунтом, который вынимают из контура профильного сечения выемки, оцепление границы опасной зоны массового взрыва и взрывание. В настоящее время, метод траншейных зарядов ВВ, широко применяется при строительстве ирригационных сооружений различного рода назначения, и при вскрытии месторождений полезных ископаемых в различных грунтах, крепости I-IV по СНиПу.
Технология ведения взрывных работ котловыми зарядами
Технология ведения взрывных работ котловыми зарядами, метод заключается в следующем: размещении сосредоточенных зарядов ВВ массой 400-2000 кг в котлах, образуемых при бурении скважин, с помощью специальных буровых расширителей и последовательных взрывов небольших зарядов. Этот метод применяется при невозможности размещения в скважинах заряда ВВ, наличии трудновзрываемых пород (особенно в нижней части уступа), обрушении высоких уступов полускальных пород и при проведении полутраншей на косогоре.
Буровзрывные работы: выводы
Выполнение вышеперечисленных основных технологических требований, достигается правильным выбором методов ведения и параметров взрывных работ, а также рациональной их организацией.
Метод шпуровых зарядов широко применяется на открытых и подземных горных работах: при дроблении негабаритных кусков горных пород, разрушении порогов в подошве уступа и при проходке подземных горных выработок. Шпуровой метод является самым дорогостоящим из всех методов, при которых заряд ВВ помещают внутри разрушаемого объекта. Этот метод требует высокого удельного расхода ВВ и больших трудовых затрат на бурение шпуров.
Метод скважинных зарядов, по сравнению со шпуровым, имеет следующее достоинство: в 4-5 раз повышается производительность труда рабочих по циклу буровзрывных работ; на 20-40% уменьшается расход ВВ на единицу отбиваемой массы; создаётся возможность одновременно взрывать неограниченное количество горной массы, позволяющая применять современные машины и механизмы; имеется возможность регулирования степени дробления горных пород взрывом.
Метод траншейных зарядов ВВ, широко применяют для строительства гидротехнических сооружений в различных грунтах. Главным достоинством, этого метода, следует считать: быстроту подготовки и сжатые сроки выполнения, высокую производительность и возможность применения в районах, лишенных источников энергоснабжения. Основным недостатком является: высокая себестоимость в 1,5-2,0 раза, превышающая себестоимость выемки экскаватором.
Метод котловых зарядов в настоящее время, применяется редко. Достоинства метода: он позволяет намного сократить буровые работы и повысить эффективность взрывных работ. Недостатки: неравномерность дробления из-за сосредоточенности ВВ в отдельных участках массива и образование заколов на уступе.
Библиотека: книги по архитектуре и строительству | Totalarch
Вы здесь
Буровзрывные работы при строительстве магистральных трубопроводов и подземных хранилищ. Глоба В.М. 1984
| Буровзрывные работы при строительстве магистральных трубопроводов и подземных хранилищ |
| Глоба В.М. |
| Недра. Москва. 1984 |
| 239 страниц |
Изложены физико-механические свойства горных пород, разрушаемых взрывом при строительстве трубопроводов и подземных газонефтехранилищ. Изложены методы и техника буровзрывных работ, отмечена специфика проведения их в скальных, мерзлых и водонасыщенных породах. Рассмотрены общие принципы расположения и расчета зарядов, даны рекомендации по выбору оптимальных параметров и организации буровзрывных работ. Приведены технико-экономические показатели эффективности применения взрывной технологии в строительстве. Для инженерно-технических работников нефтяной и газовой промышленности, занимающихся проектированием и строительством объектов с использованием энергии взрыва.
Введение
1. Свойства и классификация горных пород (грунтов), разрушаемых энергией взрыва при строительстве магистральных трубопроводов и подземных хранилищ
1.1. Основные свойства горных пород, влияющих на. эффективность их разрушения взрывом
1.2. Механические свойства мерзлых грунтов и ледяного покрова
1.3. Физико-механические свойства торфа
1.4. Классификации горных пород (грунтов)
2. Бурение и заряжание шпуров и скважин при ведении взрывных работ
2.1. Оборудование, применяемое для бурения шпуров и скважин
2.2. Организация и безопасность ведения буровых работ
2.3. Механизация заряжания шпуров и скважин
3. Взрывчатые вещества и средства инициирования, применяемые при строительстве трубопроводов и подземных хранилищ
3.1. Взрывчатые вещества
3.2. Средства инициирования зарядов взрывчатых веществ
3.3. Источники тока и контрольно-измерительная аппаратура для электрического взрывания
3.4. Расчет электровзрывных сетей
4. Общие сведения о взрывных работах при строительстве магистральных трубопроводов и подземных хранилищ, проектная документация
4.1. Общие принципы расположения и расчета зарядов
4.2. Общие сведения о взрывных работах при сооружении магистральных трубопроводов и подземных хранилищ
4.3. Проектная документация на выполнение буровзрывных работ
5. Взрывные работы при строительстве магистральных трубопроводов
5.1. Параметры земляных сооружений
5.2. Подготовка полосы для строительства магистральных трубопроводов
5.3. Взрывные работы при сооружении полок
5.4. Взрывные работы при строительстве траншей
5.5. Устройство траншей и каналов на болотах
5.6. Сооружение подводных траншей взрывным способом
5.7. Взрывные работы при строительстве трубопроводов в зимний период и в многолетнемерзлых грунтах
5.8. Особенности проведения взрывных работ вблизи действующих трубопроводов
5.9. Взрывные работы при производстве специальных работ
6. Взрывные работы при строительстве подземных газонефтехранилищ
6.1. Параметры подземных хранилищ
6.2. Взрывные работы при строительстве подземных хранилищ шахтного типа
6.3. Взрывные работы при строительстве подземных хранилищ камуфлетными взрывами
6.4. Зарубежный опыт применения ядерных взрывов при строительстве подземных газонефтехранилищ
6.5. Разрушение взрывом нерастворимых пропластков при строительстве подземных хранилищ
6.6. Технико-экономическая эффективность подземных газонефтехранилищ, сооружаемых с использованием энергий взрыва
Заключение
Список литературы
Введение
Решениями XXVI съезда КПСС предусмотрено обеспечить в 1985 г. добычу 620—645 млн. т нефти (с газовым конденсатом) и 600—640 млрд. м 3 газа. Предусмотрены высокие темпы развития нефтяной и газовой промышленности в Западной Сибири. Дальнейшее развитие получают газо- и нефтедобывающие районы Тюмени, Оренбурга, Коми АССР, Туркмении, Предуралья. Увеличиваются объемы поисково-разведочных работ на континентальном шельфе с целью выявления перспективных подводных месторождений нефти и газа.
В связи с увеличением объемов добычи нефти и газа, расширением географии нефтегазовых месторождений требуется развитие сети магистральных газонефтепроводов и газонефтехранилищ с комплексом компрессорных и нефтеперекачивающих станций.
Подземные магистрали надежно связали основные центры нефтегазодобывающей промышленности в районах Сибири, Средней Азии и Казахстана с индустриальным центром страны. Только за десятую пятилетку было проложено 50 тыс. км трубопроводов, в том числе нефтепровод Куйбышев — Лисичанск — Кременчуг и Омск — Павлодар. Построены многониточные газовые системы: север Западной Сибири — Ухта — Торжок — Минск — Ивацевичи — Долина; Уренгой — Петровск, а также при совместном участии стран — членов СЭВ — магистраль «Союз».
За годы одиннадцатой пятилетки предусмотрено построить 62 тыс. км магистральных трубопроводов, в том числе шесть крупнейших магистральных газопроводов Западная Сибирь — Центр, в том числе газопровод Уренгой — Ужгород.
Строительство магистральных трубопроводов ведется в сложных природно-климатических условиях, в труднодоступных районах. Так, в Тюменской области почти половина трубопроводов прокладывается по топям и водоемам, а в лесотундровой зоне сложность их прокладки усугубляется большими участками многолетнемерзлых грунтов.
Например, при строительстве нефтепровода Сургут — Полоцк 411 км трассы пришлось прокладывать по непроходимым болотам, разработать 5 млн. м 3 мерзлых грунтов и 250 тыс. м 3 скальных пород. При строительстве газопроводов «Братство» и «Союз» 800 км трассы проложено в скальных грунтах, в сложных горных условиях Карпат.
Решение сложной топливно-энергетической проблемы связано не только с транспортировкой нефти и газа на большие расстояния по трубам, но и с необходимостью доставлять миллионы тонн твердого топлива от мест добычи в промышленные регионы страны.
С развитием промышленности увеличиваются грузопотоки угля. Например, все более актуальной становится транспортировка по трубам кузнецких углей на электростанции Урала и Поволжья. В перспективе по трубопроводам будут транспортировать на большие расстояния рудные концентраты и другие сыпучие материалы.
Дальнейшее развитие нефтяной, газовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности потребовало создания новых прогрессивных методов строительства подземных хранилищ.
В отечественной практике разработана и осуществлена в производственных условиях технология сооружения подземных хранилищ методом выщелачивания каменной соли, шахтным способом в устойчивых породах, методом камуфлетных взрывов в пластичных породах и др.
Преимущества подземных хранилищ по сравнению с наземными резервуарами заключаются в низких капитальных (в 3 раза меньших) и эксплуатационных (в 2 раза меньших) затратах, в повышенной безопасности, в 30—70 раз уменьшенной потребности земельных отводов для строительства.
Впервые в отечественной практике разработан метод подземного захоронения токсичных промышленных отходов в подземных резервуарах, сооружаемых камуфлетными взрывами.
Строительство магистральных трубопроводов в сложных условиях гор, скальных, многолетнемерзлых пород, обводненных участков, болот потребовало не только новых технологических схем, но и новых прогрессивных инженерно-технических решений с применением буровзрывных работ, позволяющих повысить темпы строительства. В широком масштабе энергию взрыва применяли при строительстве переходов трубопроводов через реки Днепр, Волгу, горные массивы Урала, Кавказа, Карпат, непроходимые болота Крайнего Севера.
Еще в 1958 г. при прокладке газопровода от Шебелинки к Днепропетровску был выполнен большой объем взрывных работ по дроблению валунов, скал на участке пород, затопленных водами Днепра. Взрывом шпуровых зарядов было выброшено из подводной траншеи 44 тыс. м 3 скальной породы. Стоимость строительных работ уменьшилась в 4 раза, а сроки строительства сократились в 11 раз.
В 1972 г. развернулось строительство крупнейшего нефтепровода длиной в 2200 км Самотлор — Тюмень — Курган — Уфа — Альметьевск. Строители преодолели 300 км горной и до 900 км болотистой местности. Применение энергии взрыва при Проходке траншей позволило сэкономить большое количество материалов и средств. При прокладке газопровода «Союз» через Карпаты объем горной массы, разрыхленной энергией взрыва, достиг 5 млн. м 3 .
Сооружение траншей на болотах методом взрыва горизонтально-удлиненных зарядов широко применялось на строительстве трубопроводов в условиях Севера. Так, экономический эффект от применения энергии взрыва при прокладке трубопроводов на болотах только на строительстве газопровода Ухта — Торжок составил 30—40 тыс. руб. на 1 км трассы.
Большой объем буровзрывных работ выполняется при строительстве подземных газонефтехранилищ. Так, при строительстве подземных хранилищ шахтного типа 100 % всех выработок — вскрывающих, коллекторных и выработок-емкостей проходится взрывным способом.
В последнее время широко применяются подземные хранилища, образованные в пластичных породах камуфлетными взрывами.
В зарубежной практике для создания подземных газонефтехранилищ использованы ядерные взрывы.
Разработаны методы разрушения взрывов нерастворимых пропластков при строительстве подземных хранилищ в солевых пластах методом выщелачивания.
Передовой опыт и результаты исследований в области совершенствования методов ведения буровзрывных работ при строительстве магистральных трубопроводов и подземных хранилищ освещены далеко не полно и в основном лишь в периодических изданиях.
В данной работе впервые предпринята попытка обобщить и проанализировать материалы по использованию энергии взрыва для интенсификации строительства магистральных трубопроводов и подземных хранилищ.
Учитывая требования, предъявляемые к эффективности и качеству буровзрывных работ, в данной работе приведены рекомендации по выбору методов ведения взрывных работ и оптимальных параметров, систематизированы и даны рекомендации по проектированию буровзрывных работ в соответствии с Техническими правилами ведения взрывных работ, «Едиными правилами безопасности при взрывных работах» и другими инструктивными указаниями.
При написании книги автором обобщены результаты работ, проведенные Всесоюзным научно-исследовательским институтом по строительству магистральных трубопроводов (ВНИИСТом), СКВ Газстроймашина, ВНИИпромгазом, МГИ, Челябинским политехническим институтом (ЧПИ), Ивано-Франковским институтом нефти и газа (ИФИНГ), строительными организациями Миннефтегазстроя СССР.
Автор выражает благодарность рецензенту проф., д-ру техн. наук Б.Н. Кутузову за ценные замечания, сделанные при подготовке рукописи к печати.