Взрывы в земной коре, реферат, страница 13

С. Л. Ловлей разработан метод взрывного восстановления дебитов скважин путем установки внутри старого (не пропускающего жидкости) фильтра нового. изготовленного из прочных материалов. При взрыве заряда, размещенного по центру нового фильтра, ударная волна, пройдя через прочный фильтр, разрушает старый и открывает каналы для движения жидкости из пласта в, сква-жину.

Взрыв давно применяется в строительстве благодаря способности переносить и укладывать в заранее рассчи-

115

Рис. 5. Схема развития взрыва на выброс (по М. А. Садовскому и В. II. Родионову)

1 — полость, заполненная газом; 2 — ударная волна; 3 — выбрасываемая раздробленная горная порода; 4 — взрывная полость

танное место одновременно десятки тысяч кубических метров грунта. Такие взрывы, названные направленными, успешно заменили экскаваторы и автосамосвалы при вскрытии месторождений полезных ископаемых, возведении плотин, сооружении каналов, профилировке дорожных трасс в сложнопересечснной местности. В отличие от обычного подземного взрыва, когда свободная поверхность горизонтальна и выброс грунта происходит равномерно относительно оси воронки выброса, при направленном взрыве большая часть грунта выбрасывается перпендикулярно наклонной поверхности (рис. 5).

Как правило, взрыв производится в два приема. Сна-чала взрывают один небольшой заряд. При этом создается новая свободная поверхность, имеющая больший наклон к горизонту, чем первоначальная. Затем взрывают основной заряд, который выбрасывает грунт в желаемом направлении.

Для направленного взрыва характерен повышенный расход ВВ, превышающий обычный на дробление в 5—6 раз. Определяющим параметром является не только энергия, но и взрывной импульс. В случае геометрически подобных направленных взрывов можно принять, что импульс взрыва подчиняется также простому закону подобия.

К моменту завершения процесса расширения камуф-летной полости при взрыве химического ВВ в крепких породах энергия продуктов взрыва достигает 25—30% полной энергии взрыва, в слабых породах — 15—20%. При ядерных взрывах в широком диапазоне грунтов величина этой энергии составляет 10—20%.

Мб

В условиях камуфлетного взрыва радиусы зоны разрушения породы в несколько раз превышают размеры взрывной полости. Если взрыв производится на глубине меньшей, чем радиус центральной зоны разрушения, то разрушения достигают свободной поверхности. Наличие свободной поверхности приводит к асимметрии не только полости, но и зоны разрушения: в области, прилегающей к обнажению, дробление и деформация среды более интенсивны. Это объясняется в основном перемещением грунта в направлении к свободной поверхности.

Зона разрушения в силу движения породы существенно вытягивается в сторону свободной поверхности. Отколовшиеся слои поднимаются вверх по законам баллистики, образуя щели под свободной поверхностью грунта. При взрывах на небольшой глубине отколовшиеся слои грунта могут обладать достаточным запасом кинетической энергии, чтобы вылететь из зоны откольного действия.

Если энергии газообразных продуктов взрыва, заключенных в полости, достаточно, чтобы преодолеть сопротивление разрушенной породы и поднять ее на высоту, соизмеримую с глубиной заложения заряда, то происходит выброс и образуется воронка. Этому способствует смещение грунта, вызванное волной сжатия. Однако во многих случаях, особенно при мягких породах, волна сжатия играет в процессе выброса вспомогательную роль — обеспечивает нарушение связей между частицами массива.

На следующей стадии развития процесса выброса под действием давления газообразных продуктов взрыва ускоряется движение грунта, расположенного между полостью и свободной поверхностью. За счет изменения потенциальной энергии сжатых продуктов взрыва изменяется кинетическая энергия выбрасываемого грунта. Условно можно выделить две причины возрастания кинетической энергии грунта. Во-первых, наличие свободной поверхности ограничивает прирост массы грунта, вовлекаемого в движение. Во-вторых, ускоренное движение грунта в направлении к свободной поверхности вызывает асимметричный рост полости. В результате в сторону свободной поверхности продукты взрыва сообщают горной массе большую кинетическую энергию, чем в других направлениях.