Строительство и архитектура \ Тоннели

Проектирование двухпутного железнодорожного тоннеля, страница 5

После выбора буровых установок определяем количество шпуров в забое, схему их расположения, расход взрывчатых материалов и составляем паспорт БВР.

5.2.1 Шпуровые заряды и вруб

Шпуровые заряды подразделяют на врубовые, отбойные, контурные и подошвенные. Врубовые заряды, которые взрывают первыми, предназначаются для образования в забое полости (вруба), облегчающей работу остальных зарядов. Вруб размещают в центральной части забоя, несколько ближе к подошве выработки.

Контурные и подошвенные шпуры размещают равномерно по периметру выработки с наклоном 3-7° от продольной оси тоннеля. Устья контурных шпуров должны быть смещены на 10-20 см от проектного очертания внутрь выработки, а концы их должны находиться на проектном контуре в одной плоскости (перпендикулярной к продольной оси выработки) с концами отбойных шпуров.

Отбойные шпуры располагают между линиями врубовых, контурных и подошвенных зарядов таким образом, чтобы на каждый шпур приходился примерно одинаковый объем взрываемого грунта.

Для проходки тоннелей и штолен применяют врубы из сходящихся шпуров (отрывные) и прямые (дробящего действия).

5.2.2 Расчет параметров БВР

Цель расчета – определить глубину и количество шпуров, массы зарядов, установить схему расположения шпуров. Для разработки сплошного забоя расчет параметров выполняем по следующей методике:

1) Назначаем глубину заходки l_зах в зависимости от крепости и трещиноватости грунтов. Принимаем l_зах= 4 м при (ƒ=9,8).

2) Определяем глубину комплекта шпуров 1_к = 1_зах/h, принимая коэффициент использования шпура h = 0,85. 1_к = 4/0,85 = 4,71 (4,7) м.

3) Выбираем тип вруба, тип ВВ, диаметры шпуров, конструкции зарядов и их диаметры.

При бурении шпуров глубиной 4,7 м. бурильными установками применяют прямые врубы. В забое будем использовать, прямой вруб с центральной скважиной. Очередность взрывания зарядов шпуров показана на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 Конструкция прямого вруба с центральной скважиной.

В качестве взрывчатого вещества (ВВ) будем использовать: для контурных шпуров – аммонит № 6ЖВ, для остальных – аммонит скальный № 1.

Основные технические характеристики взрывчатых веществ, приведены в таблицах 5.2 и 5.3:

Таблица 5.2 – Основные технические характеристики аммонита № 6ЖВ.

Расстояние передачи детонации между патронами, см		5-9
Плотность, кг/м³.		1100
Характеристика патронов ВВ	Диаметр, мм	32
	Масса, г	200
	Длина, мм	240
Коэффициент работоспособности е		1,0

Таблица 5.3– Основные технические характеристики аммонита скального № 1

Расстояние передачи детонации между патронами, см		5-12
Плотность, кг/м³.		1500
Характеристика патронов ВВ	Диаметр, мм	32
	Масса, г	200
	Длина, мм	240
Коэффициент работоспособности е		0,8

При проходке тоннелей заряды взрывают, как правило, с помощью электродетонаторов (ЭД), тип которых назначают в зависимости от необходимой очередности взрывания. Для врубовых зарядов применяют ЭД мгновенного действия, для всех остальных – ЭД короткозамедленного действия ЭДКЗ.

Число зарядов n>150, поэтому применяем параллельную схему соединения, обеспечивающую поступление в каждый ЭД гарантированного тока =1,3А (количество ЭД n>100). При переменном токе =2,5А.

В качестве источников тока используем сетевые или конденсаторные взрывные приборы КПМ-3.

При контурном взрывании для врубовых и отбойных шпуров применяют сплошные шпуровые заряды с установкой патрона-боевика в устье шпура (прямое инициирование).

Для контурных шпуров применяют заряды специальной конструкции: в донной части шпура размещают два патрона ВВ повышенной бризантности, остальные патроны с ВВ пониженной бризантности - и иногда уменьшенной до 100 г массы - отделяются друг от друга деревянными прокладками; длину забойки уменьшают до 0,15-0,2 длины шпура. Если толщина прокладок больше расстояния передачи детонации, все патроны соединяют детонирующим шнуром (ДШ).

Принимаем диаметр шпуров равным 46 мм.

Конструкция отбойного и врубового заряда показана на рис. 5.2. Конструкция контурного заряда показана на рис. 5.3.

Рисунок 5.2 Конструкция отбойных и врубовых зарядов.

Рисунок 5.3 Конструкция контурного заряда.

4) Определяем средний удельный расход ВВ, кг/м3, по формуле ЦНИИСа:

(5.1)

где S – площадь забоя, S=94,50 м²;

e – коэффициент работоспособности ВВ, е=0,8;

ψ – коэффициент влияния плотности заряжания (для патронированных ВВ ψ=1,1);

ω – коэффициент учета структуры и трещиноватости скальных грунтов (изменяется от 0,6 для сильнотрещиноватых до 2 в монолитных плотных грунтах) ω=1,00 для трещиноватых грунтов;

μ – коэффициент учёта площади выработки, при S=95…120 м² μ=0,67.

кг/ м³,

5) Определяем линию наименьшего сопротивления (ЛНС), м, отбойных зарядов по формуле:

(5.2)

где k_з- коэффициент зажима, k_з=0,7;

d_з- диаметр заряда ВВ, d_з=0,032 м;

ρ - плотность ВВ, ρ=1500 кг/м³;

γ - плотность грунта, γ=3000 кг/м³.

м.

6) Определяем количество шпуров и массу зарядов по формулам, приведенным в таблице 5.4

Таблица 5.4 – Формулы для расчета параметров БВР сплошного забоя

Виды шпуров	Количество шпуров	Масса заряда
Контурные
Подошвенные
Отбойные
Врубовые	по схеме вруба
Всего