автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Технология строительства осушительных каналов глубиной до 2,5 м с применением шланговых зарядов

УП

4 п С ?

Всероссийский ордена Трудового Красного Замени научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костикова

На правах рукописи

ДОБМШН Александр Артурович

УДК 626.131

ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ОСУШИТЕЛЫЖ КАНАЛОВ ГЛУБИНОЙ ДО 2,5 М С ПРШЕНШИЕМ МАНГОВЫХ ЗАРЯДОВ

Специальность 05.23.07 - Гидротехническое

и мелиоративное строительство

Автореферат

диссертации, на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1992

Работа выполнена во Всероссийском ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте пиротехники в мелиорации им-А-И'Костикова

Научный консультант - член-корреспондент МИА,

доктортехнических наук, профессор Кизяев Б.М.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Криков Г.М.

- кандидат технических наук, с.н.с.Соколов Ю.А.

Ведущая организация - Межреспубликанское специализированное объединение "ВЕНД" (трест "Союзмелиовзрывпром").

Защита состоится -¿г» 1992 г. в {О час,

на заседании специализированного совета К ОЭЭ.С6.СЙ2 по присуждении ученой степени кандидата технических наук во Всероссийском .ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова.

Адрес института: 127550, Москва, Б.Академическая, 44, ЕНИИГиМ.

С диссертацией можно ознакомиться, в библиотеке института.

Автореферат разослан "¿-¡р

Отзыв на автореферат, заверенный печатью предприятия, направлять Ученому секретарю специализированного совета.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук,

старший научный сотрудник . С.Ш.Зюбенко

РОССИЙСКАЯ

ОНДЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из самых распространенных и трудоемких видов работ при строительстве мелиоративных систем являются земляные работы, из которых 65,555 общей стоимости составляет сооружение келалов махозяйственной и внутрихозяйственной сети, при этом длина каналов в земляном русле составляет 84,9$ общей протяженности всех каналов. Работы по строительству мелиоративных каналов выполняются в сложных условиях: на заболоченных участках, в мерзлых и скальных грунтах. В этих условиях наиболее эффективно применять взрывной способ, прбвосходяший по производительности все остальные, как минимум, в два раза. Объем грунта разрабатываемого в мелиорации ежегодно при строительстве каналов с применением энергии Езрыва составляет 10...15 млн.м3. Однако, за последние 30 лет этот перспективный способ в области мелиоративного строительства практически не получил качественного развития. По-прежнему, как и тридцать лет назад на взрывных работах используется тяжвлнй ручной труд.. В технических проектах не выделяются объемы земляных работ, которые наиболее целосообразно выполнять взрывным спосо- • бои. До настоящего времени нет нормативных документов, учетыва-щих специфику данного способа. Отсутствуют -специальныо средства механизации для укладки зарядов, исключавшие примешниэ тяжелого ручного труда и повышашие производительность работ. Нет иаделиЯ из взрывчатых материалов разработанных специально для использования в мелиоративном строительстве а учитывашах специфику работ в отрасли. Поэтому актуальной задачей является разработка технологии строительства мелиоративных к шало в взрывным способом, для реализации которой необходимо на основе научных исследованлй разработать комплекс машин и. механизмов для изготовления зарядов ВВ и укладки их в грунт. Создание такого комплекса машин, позволят повысить производительность труда в несколько раз, полностью исключить тяжелый ручке3 труд и сократить парк землеройной техники используемой в мади-оративнои строительство.

1-560

I

Цель работы. Разработать технологию строительства осушительных каналов с применением шланговых зарядов НВ.

Исследования бЬли направлены на решение следующих задач:

1) исследование действия взрыва шлангбвого заряда в разных грунтовых условиях;

2) исследование процесса формирования и выбор рациональных параметров шлангового заряда;

3) исследование технологических параметров укладки шланговых зарядов в грунт при различных способах укладки;

4) изготовление в промышленных условиях и испытание опытных партий шланговых зарядов БВ на объектах мелиоративного строительства;

5) разработка, промышленные испытания укладчика шланговых зарядов и определение технологических параметров;

6) оценка экономической эффективности ввэдрения в производство разработанной технологии.

Методика исследований. Решение указанных зацач осуществляли теоретически и экспериментально. В'процессе исследований основной упор был сделан на определение и изучение факторов, оказываших влияние на повышение эффективности действия: взрыва шлангового заряда, уложенного в грунт горизонтально. Разработка технологии выполнена на основе технико-экономического анализа сушествугоих способов строительства каналов взрывом с использованием различных взрывчатых материалов я средств механизации. Обоснование технологических параметров при строительстве каналов с применением шланговых зарядов базируется на аналитических расчетах; уточнение этих параметров проведено лабораторно-полевыми и производственными исследованиями. Лри экспериментальных исследованиях использовали методы физического моделирования, непосредственное измерение параметров полученных после взрыва выемок и прочностных показателей грунта и забойки зарядов, а также хронометрирование при определении технологических параметров. Обработку результатов экспериментальных исследований проводили с применением теории вероятности и математической статистики. Дня обеспечения объективного выбора контролируемых параметров технологического процесса использовали статистический метод планирования эксперимента. в работе использованы: принцип критического условия распространения детонации, ражработевный акад .Г. Б. Харитонов;

оценка сопротивляемости пород разрушению по их основным свойствам - акад.В.В.Ряевского; теория детонации твердых ВВ акад.Я.Д.Ландау.

Научная новизна. Теоретически и экспериментально обоснована технология строительства осушительных каналов с применением шланговых зарядов ВВ. Определены факторы, оказывавшие влияние на эффективность действия взрыва шлангового заряда, уложенного в грунт горизонтально.

Получены зависимости для определения параметров канала в различных грунтовых условиях от параметров заряда и условий укладки его в грунт. Определены оптимальные технологические параметры. Установлены области рационального использования различных способов размещения в грунте зарядов.

Разработана методика расчета технологических параметров и определен типоразмерный ряд шланговых зарядов для строительства каналов в различных грунтовых условиях.

В диссертации защищается следующие основные положения:

- результаты теоретических л экспериментальных исследований, позволившие научно обосновать и разработать эффективную технологию строительства осушительных каналов с применением-шланговых зарядов ВВ;

- методика расчета основных технологических параметроь строительства каналов с применением шланговых зарядов;

- рекомендации по технологии и организации производства взрывных работ с механизированной укладкой в грунт шланговых зарядов.

Практическая ценность. Разработана технология строительства осушительных каналов с применением шланговых зарядов, обеспечивавшая нагдЗолыцув производительность. Предлагаемая технология позволяет полностью исключать тяжелый ручной труд на взрывных работах, повысить их качество, снизить объём доработка канала после вгрнва не менее, чей в 2 раза и себестоимость работ на 10.. .15^ по сравнению о традиционно! взрывной технологией строительства Для реализация предлагаемой технологи определена область сз рационального црвюненвз, разработаны твюшчасюю уожовкя на шланговые варядн > оборудование для укладка ях в грунт, которое (заряда х оборудование) успешно пропил экспертизу по безопасности 1 все этапа производственных испытаний на объектах мелиоративного строительства в Нечерно-89иной 80Н0 РСФСР.

2-860 3

Методика расчета основных технологических параметров и реко' мендадни позволяет проектным и специализированным- строительны! организациям обоснованно выбирать рациональные комплексы маши и параметры шланговых зарядов в зависимости от геологических условий объекта и проектных параметров каналов.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы при составлении проектов производства взрывных работ для строительства каналов осушительных систем в Кировской и Свердловской областях. По результатам опытных работ средняя величина экономического эффекта- составила 187,2 руб. на 1000 м3 грунта разработанного взрывом.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы доложены на Всесоюзных научно-практических конференциях молодых ученых во ШИИГиМ, в Москве, в 1987 и 1989 гг.; на семинарах руководящих работников отрасли по взрывным работам а Витебске и Саратове в 1989 и 1990 гг.

Результаты исследований послужили основой при разработке технических условий шланговых зарядов и рабочего органа для укладки их в грунт бестраншейным способом.

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ и получено авторское свидетельство на изобретение.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 228 страницах машинописного.текста й состоит из введения; четырех глав и общих выводов. В составе диссертации 52 рисунка, 26 таблиц, приложение на 44 страницах л список литоратуры, вюгочашнй 160 наименований, в том числе 12 зарубеШлс.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приведен анализ судествуташх способов строительства варевом осушительных каналов я предложена их классификаций. Определена эффективность > применяемых комплекс»* машин, варнжчетнх материалов, конструкций зарядов ивыявлены перспективнне направления совершенствования технологи» строительства каналов взрывом, с целы» повнианяя производительности ж качества работ, снявши их оебестохмости и/жехлюче-нжя тяжелого ручного труда.

Среди применяемых в настошее время взрывных способов наибольшее распространение • получили ишшлпмй * травиайный, цредуаиигртааиие применение разобщенных ацрядов, после взры-

ва которых полученная выемка нуждается в дальнейшей доработке землеройной техникой (согласно СНиП 1У-5-82 - 20£ от проектного объема работ).

На основании проведенного анализа эффективности строительства каналов различными способами установлено, что наиболее перрпек-тивными из них является способы, предусматривавшие непрерывный технологический процесс, для обеспечения которого необходимы шланговые заряды и средства механизации для укладки их в грунт.

Эффективность использования горизонтальных зарядов для строительства профильных выемок доказана экспериментальными и производственными работами, выполненными во ШИИГиМ, СевНИИГиМ, МГРИ, ЦНИИОМШ, институте'геофизики АН УССР, трестами "Союзмелиовзрывпром", "Союзвзрывпром", "Трансвзрывпром", "Гидро-спецстрой" и др. По сравнению с буровзрывными работами использование горизонтальных зарядов обеспечивает: повышёние производительности в 2-3 раза, эффективное управление действием взрыва, качественное оконтуривание.выемок, минимум трудовых затрат. Однако, применение на объектах строительства шланговых зарядов остается проблемой, т.к не решен,делый ряд вопросов, а именно: недостаточно исследовано действие взрыва шлангового заряда в.разных геологических условиях при различных способах укладки зарядов в грунт; не исследован процесс формирования заряда большой длины, не разработана рациональная конструкция шлангового заряда и не определен типораамерный ряд его диаметров.

В результате анализа литературы установлено, что необходимо определить факторы, влияющие на эффективность действия взрыва заряда, тем более, что диаметры зарядов, употребляемые для строительства каналов глубинойдо 2,5 м, для аммиачно-селитрен-ных промышленных ЕВ лежат в области мэдду критическими и продельными значениями диаметров. Простейшие ВВ типа игданитов отечественного производства для этой цели не пригодны, т.к. обладают большим критическим диаметром.

Одним из наиболее распространенных факторов повышения эффективности действия взрыва скваззнных, сосредоточенных и др. зарядов является качественная забойка, которая, как известно, повышает эффективность действия взрыва на 15...30% в зависимости от условий производства работ.. На основе проведенного анализа и обобщения изученных материалов предложена классификация применяемых видов забоек по конструкции и материалу. ^

При укладке зарядов в грунт параллельно дневной поверхности происходит ослабление (нарушение) гораздо большей части массива, чем при укладке зарядов в скважины. При этом соотношение объема забойки и взрывчатого вещества в конструкциях горизонтальных зарядов составляет 8...45, в то время как у скважин-ных - 0,3...3. Однако, ни забойке, ни многим другим факторам, которые могут повлиять на повышение эффективности действия взрыва горизонтальных зарядов, в т.ч. шланговых, не было уделено достаточно внимания< Не изучено влияние различных способов формирования в грунте горизонтальных зарядов, хотя способы укладки зарядов по-разному влияет на создание условий, в которых происходит детонация ВВ.

На основании анализа состояния вопроса уточнена цель работы и определены 'задачи исследований, основными из которых являются: исследование действия взрыва шлангового заряда при укладке его в разные грунты различными способами; исследование процесса изготовления шлангового заряда! и испытание его совместно с бестраншейным укладчиком зарядов на объектах мелиоративного строительства и оценка экономической эффективности предлагаемо!! технологии.

Во второй главе приведены теоретические исследования по обоснованию технологии строительства каналов в летний и зимний периоды.

В результате исследований Харитона Ю.Б., Ландау Л.Д., Станюковича К.П., Ржевского В.В., Дубного Л.В., Демидюка Г-1П., Диг-кованного М.Ф , Покровского Г.И., Кука U.A., Кутузова Б.Н., Барона В.Л., Фрая Р.К., Бадбачаи И.П., Дроговейко Й.З., Вовка A.A. к др. установлено, что на эффективность действия bsjh-ва зарядов из промышленных ВВ существенное влияние оказывают различные фактор!, которые можно.реализовать на практике в технологии строительства мелиоративных каналов ври укладке шланговых зарядов в грунт разными способами, а именно: бео-траышейныы, траншейным и при размещении зарядов в трубчргые ободочки, уложенные в грунт заранее (а.с. I49HI0).

Уплотнение ВВ в шланговом заряде, уплотнение или разжижение грунта вокруг заряда - вещие место при укладке его бестраншейным способом ни» критической глубины (рисЛ) а приводящие к повышению эффективности действия взрыва вецвда (увеличение площади сечения шамхи в енжявние удельного расхо-

да БВ) предлагается учитывать, в виде коэффициентов, в выражениях для определения технологических параметров.

Рис.1. Условия взрывания шлангового заряда при расположении его выше (А) и ниже (Б) критической глубины - Нкр: I - заряд; 2 - зона уплотнения-грунта; 3 - переходная зона; 4 - зона скола грунта; 5 - незамкнутая ш'ель; 6 - зона пластических деформаций-хрунта при взрыве

При установленном показателе действия взрыва в пределах 2,0...2,5 (главный.критерий при выборе показателя - максимальное сечение выемки после взрыва при минимуме обратно упавшего грунта) и при расположении зоны пластических деформаций грунта во время взрыва нижа критической глубины (рис.16), что обеспечивает исключение значительных потерь энергии взрыва непосредственно из данной зоны, минимальное и максимальное значение линия наименьшего сопротивления заряда будет еле душим: - Минимальная

при условии ^^кр - Ыак «шальная г-—--

0 '_

3-560 7

Глубина укладки заряда - Л* 0,5 (1, (3)

где £ - диаметр шлангового заряда, и; Икр - критическая глубина при бестраншейном -способе укладки заряда. м; плотность ВВ в заряде, хт/и3;.^ - удельный расход ВВ, кг/Ья3;

- коэффициент, учитывающий влияние бестраншейного способа укладки заряда на эффективность действия взрыва.

- Максимально-допустимая ширина рабочего органа:

ка*к*е • (4)

при Вро. > ' (5)

где К - коэффициент, учитывающий категорию (1-1) грунта, К = 4,0...4,5; Нет - толщина боковой стенки рабочего органа, м.

Выражение (4) при условии выполнения (5) является главным критерием при определении возможности использования бестраншейного способа укладки шлангового заряда с заданными характеристиками (/>вв.с£) в конкретных грунтовых условиях

Параметры выемки после взрыва заряда-определяются из следующих выражений: ,

- глубина - НяКгв'У, (6)

- ширина по верху - в = «2.IV, (7) где коэффициент, учитывающий влияние бестраншейного способа укладки шлангового заряда на эффективность действия взрыва в глубину разрушаемого массива;:!/ - линия наименьшего сопротивления (л.н.с.) заряда, м; л- - показатель действия взрыва (/1= 2,0...2,5).

Сопротивление забойки действию продуктов взгыва в условиях реального массива нельзя рассматривать без учета характеристик окружающего ааряд грунта. Поэтому, основываясь на работах акад. В.В.Ржевского, предлагается ввести показатель относительной точности забойки, параметры которой рассматриваются в соотношении с показателями взрываемого грунта:

У^'/Сз^я/У) , {8)

где 'брсо '""^/¿¿о ~ основные показатели црочности взрываемого грунта и забойхи, Па; Кп - коэффициент, учитывавший полноту заполнения зарядной полости материалом яабойки; Кк - коэффициент, учитывающий влияние конструкции забойхи на

результаты, взрыва; , = I - для традиционной сплошной конструкции'забойки заряда; К с.о. - коэффициент, структурного ослабления массива по В.В.Ржевскоцу.

Для условий взрывания зарядов в мерзлых грунтах показатели прочности грунта и забойки в выражении (8) мо1ут быть представлены в показателях С - число ударов динамического .ударника ДорНШ: С3 /

- для традиционных способов - ¿м--^—*^—■> С9)

- для предлагаемого способа, предусматривавшей) предварительную уклалку в грунт трубчатой оболочки-для заряда -

г"ЯС~' пря* (10)

На основании проведенных исследований выбрана рациональная конструкция шлангового заряда, определен: марка НВ', длина и типоразмерный ряд диаметров заряда для производства работ по строительству осушительных каналов в талых и мерзлых грунтах.

Проведена оценка безопасности процесса формирования шлангового заряда при использовании оборудования различного типа. Предложенная проф.Друкованнш М Ф, методика определения -коэффициента безопасности для транспортно-зарядйых устройств переработана применительно к условиям формирования шланговых зарядов - введен дополнительный коэффициент, учитывающий, как стационарные, так и полевые условия формирования.

На основании анализа различных средств механизации предложены схемы организации производственного процесса с использованием шланговых зарядов для строительства мелиоративных каналов.

Проведенные исследования показали, что обеспечить надежную детонацию аымиачно-селитренннх ВВ и повышение эффективности действия взрыва шлангового заряда в технологически процессе можно за счет: забойки, уплотнения БВ в заряде и уплотнения или разжижения грунта вокруг него.

В третьей главе приведены результаты лабораторво-полигонных и производственных исследований, выполненных с целью подтверждения теоретических исследований.

Лабораторно-полигонные и производственные исследования по определению оптимальной и надежной конструкции; пяанговоГо заряда проводились на полигонах предприятий оборонной премыв-

ленности и при строительстве каналов в Кировской и Свердловской областях.

Исследование процеоса формирования шлангового заряда при использовании оборудования различного типа проводили совместно с институтами НИПИгормаш и КНИИМ. В качестве имитатора ВВ использовали аммиачную селитру марки "А" и- "Б" . В качестве оборудования использовали пне вмо заряд чик.2МК-1А и реконструированный автомат АНЗ-90. Измерение электростатических потенциалов выполняли по разработанной схеме с помощью электростатического каловальтметра,С-96. Влажность воздуха в экспериментах измеряли психрометром аспирационным марки М-34.

В результате.проведенных исследований отработана технология изготовления шланговых, зарядов (табл.1); определены: оборудование, технологические параметры и безопасные условия работы, в частности, установлено, что при относительной влажности воздуха свыше накопления электростатических зарядов при формировании шлангового заряда не происходит.

Исследования технологического процесса строительства каналов проводили в условиях глинистых грунтов 1-Ш категории цри .положительных и отрицательных температурах воздуха.- В результате исследований получены зависимости для. определения основных технологических параметров (рис.2).' В качестве ВВ в .экспериментах использовали гр^ммонит 79/21 и аммонит 6 ХВ при диаметрах зарядов от 32 до.105 мм. Максимальные размеры выемок, полученных в результате экспериментов следующие: при одинарном (удвоенном) заряде: глубина - 2,2 (2,4) м; ширина по верху -7,3 (9,1) и; площадь сечения выемки - 9,7 (11,6) иР.

Анализ полученных данных показал (табл.2), что наибольшая величина удельного расхода ВВ наблхдается при укладке-заряда э зону скола грунта (в среднем 1,7...2,0 кг</м3) - как при укладке зарядов в траншею. Цри укладке заряда ниже критической глубины - в зону уплотнения Грунта - наблюдается снижение удельного расхода ВВ - 1,3...1,5 кг/и3 (при Якр * Ь/. Минимальная величина удельного расхода ВВ, в среднем Í,I...I,2 кг/Íj3, наблюдается при укладке заряда ниже минимально-допустимого значения д.н.с-, т.е. когда гона пластических деформаций грунта во время вврнва располагйется ниже критической глубины, что подтверждает теоретЕческие исследования.

10

Таблица I

Технология изготовления шланговых зарядов

п/п

Операция

Оборудование

Модность электрооборудования кВт

Производительность,

I Подготовка полиэтиленовой пленки

Перемотка алшиниевой проволоки с бухты на катушки

Расшивка мешков и загрузка взрывчатого вещества в бункер-ворошитель

Изготовление зарядов (контроль внаднего вида зарядов, нанесение маркировки)

Ндаотка зарядов на барабаны

Упаковка барабанов с зарядами

машина резки и перемотки пленки

автомат АЗП

приемное устройство

1.5

приспособление 0,37 намотки

бункер-воро- 4,0 шитель

и/ч

610

840

кг/ч

Численность рабочих чел.

3500

8,4 2-16-324 1440-1872

I,I 250-500 1440-3500

- - 5 шт/ч

15,37 — —

Трудозатраты на один заряд длиной * 100 м, чел-ч

0,18 0,01 0,19

0,83

0,21 0,40 1.82

Рис.2. Зависимости: ширины канала по верху - В, его глубины - Н и шощаки сечения -S, а'также показателя действия bsjjuва -л от л.н.с. rao «энного бестраншейным способом заряда ж& храшонита 79/2Г,диамвтрои ЮО ш - I я аоюни-та 61В диаметрам 90 ш - 2; 3 - заряд из ашанита 6ZB диаметром 90 мы уложен в траншеи о saootaofl (сравнительный

вариант)

Таблица 2

Значение удельного расхода ВВ при укладке шлангового заряда в различные зоны

Взрывчатое вещество

"р

У> Уп

Граммонит 79/21 пределы 1,1...3,3 1,2...1,7 0,8...1,4

Аммонит 6 ЖВ

среднее значение

пределы

среднее значение

2,00 1,4...2,5

1,74

1,53 1,07

1,0...1,7- 0,9...1,5

1,31

1,19

Для бестраншейного способа укладки зарядов определены значения коэффициентов Кге и , учитывающих влияние данного способа на повытэние эффективности действия взрыва шлангового заряда.

Установлено, что выемка заданного качества получается при показателе действия взрыва л = 2,0...2,5, при л.н.с. заряда близкой к оптимальной V/ = 0,8... 1,1 К^г • При большем или меньшем значении показателя действия взрыва происходит ухудшение качества работ, увеличение удельного расхода ВВ, что приводит к увеличению себестоимости взрывных работ.

В процессе производственных испытаний уточнялись технологические параметры, параметры оборудования и типоразмерный рад диаметров шлангового заряда, а также отрабатывались отдельные операции и приемы безопасного.обращения с зарядами и оборудованием для укладки их в грунт бестраншейным способом.

Проведенные исследования показали, что предлагаема/! технология является самой производительной, позволяет механизировать все тяжелые операции .технологического процесса, снизить затраты и объем доработки канала после взрыва, повысить качество работ.

Полученные данные были учтены при разработке и изготовлении опытных партий шланговых зарядов ВВ (ТУ 75 118 09-64-88) и опытного оборудования (ТУ 33-1017937-005-91) для .укладки зарядов в грунт бестраншейным способом.

Исследования, проведенные в мерзлых грунтах с применением способа, предусматривающего предварительную укладку в грунт оболочек под заряды (а.с. 149Ш0) показали, что величина относительной прочности .предлагаемой забойки (выполненной' в

осенние месяцы) к моменту производства взрывных работ (зимой) оказалась в 7 -.20 раз выше величины относительной прочности забойки,"которая используется в традиционных, способах.

Установлено, что при увеличении значения показателя относительной прочности забойки2М =~ эффективность действия.взрыва, зареда возрастает - происходит увеличение показателя действия взрыва и площади сечения' выемки, а удельный1 расход ЕВ снижается. -

В четвертой главе даны рекомендации, по технологии и организации производства работ при строительства осушительных каналов с применением шланговых зарядов ВВ. Рекомендации включают в себя методику выбора и расчета технологических параметров, расчет технико-экономической эффективности предлагаемой технологии.

В рекомендациях представлены основные операции технологического процесса строительства каналов (табл.З), средства механизация и обслукивахаий персонал для выполнения операций, а также дано описание правильного и безопасного выполнения отдельных операций, при этом затраты труда на 1000 м канала составляют 55,62 маш. ч, а эксплуатационные издержки 5309,65 руб.

Основные технологические параметры при проектировании взрывных работ рекомендуется определять с помощью специальных номограмм, составленных на основании расчетов (рис.3). При производстве взрывных работ параметры рекомендуется определять по номограммам, составленным в более упрощенном виде на основании опытных взрывов, проведенных в условиях конкретного объекта (рис* 4).

Максимально допустимую массу шлангового заряда, при его единовременном взрывании, рекомендуется определять на основании известных расстояний от взрываемого заряда до объектов, охраняемых от воздействия поражающих факторов вррыва. Определено безопасное расстояние по передаче детонации^ для участвующих в технологическом процессе средств механизации, на которых располагаются барабаны с зарядами (укладчик зарядов и-транспортные средства): 4

0,4*3- \га, Л <П)

Гд« - масса шлангового варяда, укладываемого в. данный момент, в т.ч. иасоа уложенного веряда, имехцего контакт с укладывавшем, «г. 14

Таблица 3

Технологи стсоэтахьотва xse&iob с црваненжи шхнтгогах аарядов (Н в 2,0 к; 5 « 7,8

KB - 1,5 кг/V)

п/п Наошевовшве операща Удельные 001 ей работ на IJ00 и, Нарва Часовая вксплуатвц производительность, Затраты труда, каш.-ч Эксплуатационные вздерпи, PJO-.

I февха растительного слов с трассы хавала бульдозером о перемэпенвеи его во временные кавальеры на расстояние до 20. и 1200 дз-по 101 ,11,9 35,00

2 Установка.барабана с зарядом на укладчика, эаглубяенне рабочего органа а установи УКл-1 I аг. KW57SA 9...II т/ч 0,22 2,51

3 укладка шлангового наряда в грунт 1005 и 7Ш-2 600 и/ч 1,68 19,15

4 Закона пороаазго барабана на барабан о зарядом 10...14 от KD-3575A 5.1.7 вт/ч 2,52 28,65

5 Прххатнваняе грунта сад аврала* гусентэЯ (два прохода ужладчаха) 1000 УШЗ-2 2000 и/ч 0,5 3,79

6 Цонтаа «энтровврывноА сета, внЕцаарованвв варядов, осмотр места взрыва, джтавдацга отка- 80 В 6000 иш-з 6000 (2,0 чел.ч) 4920,00

7 Очеотка Oepi тала от грунта Сульдоверси 2500 ДЗ-110 222 11,3 33,22

8 Доработка кшаяа до проектных размеров вксказатором 600 1ПП-72 75 8,0 210,00

9 Равравнавание вынутого грунта олоеи на долее 0,1 м 3000 да-по 222 13,5 39,69

10 Засыпка бе[м хав&ха рсстятель-ныи груэтои 1200 ДЗ-110 200 6,0 17,64

55,62

5309,65

Рис 3 Яомограша для определения технологических параметров рабогШ. ВУ > и выбора оптимально™ диаметра чистового заряда I - вариант 1 »В), 2 - вариант 2 1В ——ум-+■<£.——И)

Рис.4.. Номограммы для определения параметров взрывных работ при строительстве каналов с применением шланговых зарадов из аммонита 6ЖВ диаметром 90 мм - (А> и 1т?аммонига та/21 диаметром 100 мм - (Б): I, 2 - варианты определения параметров: Н - глубина выемки; В - ширина выемки по верху; V/ - линия наименьшего сопротивления заряда Тл.н. е.")

Внедрение результатов исследований осуществлено при строительстве осушительных каналов на мелиоративных объектах "Пкаа-ки" и "Михунда" в Кировской области и мелиоративном объекте. "Болото-Широкореченское" в Свердловской области в объеме 12,5 тыс.м3 в 1988-1990 гг. с экономическим эффектом 2,3 тыс.руб. Внедрение предлагаемой технологии составит 120 тыс руб. в год на один-комплекс машин.

Рекомендуемые шланговые заряды и.укладчик УШЗ-2.прошли предварительные и приемочные испытания и допущены Госпроматом-надзором ОССР к постоянному применению на объектах мелиоративного -строительства (Л 05-1-4(3/299 от 19.07.91 г.).

Заключение

1. Обоснована целесообразность и-эффективность применения технологии строительства каналов с применением шланговых зарядов* что обеспечивает повышение уровня механизации и производительность работ при одновременном снижении*их себестоимости по сравнению с традиционными способами строительства каналов взрывом.

2. Определены основные факторы, влияющие на повышение эффективности действия взрыва шланговых зарядов, из аымиачно-селигренных ВВ: забойка, снижение зоны пластических деформаций грунта при взрыве на 20%, а в бестраншейном способе укладки - уплотнение БВ в заряде на 5...10% и грунта вокруг него на 5...8%, распространяющегося вокруг заряда на 50...150 ш.

3 Установлено, что наиболее эффективным и высокопроизводительным способом укладки в грунт шланговых зарядов является бестраншейный способ, для которого, при установленном показателе действия взрывал = 2,0...2,5 оцределена максимально-допустимая-ширина рабочего органа (ножа) (4, 5), уточнены зависимости для определения области оптимальных значений линии наименьшего сопротивления и глубины выемки после взрыва шлангового заряда (I, 2, 6), разработан комплекс машин для изготовления и укладки в грунт шланговых зарядов.

4 Предложен показатель относительной прочности забойки -Z, характеризующий эффективность действия взрыва горизонтального заряда. Предложена классификация видов забойки по"конструкции и используемому материалу.

5 Разработана методика измерения электростатических потенциалов в процессе механизированного формирования шланговых зарядов и определены безопасные условия цроцесса. Установлено, что при заряжании пневмозарядчиком ¡Ж-1А полиэтиленовых оболочек с высоким удельным электрическим сопротивлением (fy,

= 5,5* 10®...1,1-10® Ом-м) взрывчатыми веществами на основе аммиачной селитры, при относительной влажности воздуха 55% и выше, накопление зарядов статического электричества не происходит.

6. Разработана конструкция шлангового заряда, уточнен его типоразмерный ряд и отработан процесс изготовления заряда. Испытаны две опытные партии зарядов 1У 75 118 09.64-88, уло-аэнные в грунт различными способами: бестраншейным и траншейным.

7. Исследования, проведенные в лабораторных и полевых условиях, показали возможность и перспективность строительства каналов с применением шланговых зарядов, подтвердили закономерности изменения технологических параметров взрывного способа

от величины линии наименьшего сопротивления заряда при различных способах укладки его в грунт. При этом, для бестраншейного способа уклэдки шлангового заряда в глинистых грунтах 1-П категории техническая производительность составила 1290...1430 и/ч, удельная энергоемкость - 0,459 кйт-чД!3, уровень механизации процесса - 85#, себестоимость, разработки грунта 0,48...0,57 руб/fo8.

8. Разработана технология строительства осушительных каналов при укладке шланговых зарядов бестраншейным способом с трудозатратами 55,62 маш.-ч и себестоимостью 5310 руб. на 1000'м канала, обеспечивающая снижение расхода ВМ на 30%, по вышние качества работ, снижение объема доработки канала после взрыва в 2 раза и полнее исключение тяжелого ручного труда по сравнению с традиционными взрывными способами.

Для строительства каналов в условиях глубокого и продолжительного промерзания грунта рекомендуется использовать предлагаемый способ (а.с 1491110), предусматривающий предварительную укладку в грунт трубчатых оболочек для формирования в них зарядов после промерзания (уцрочнения) забойки.

Разработана методика инженерного расчета технологических параметров. /Рекомендуется для облегчения выбора и определения параметров на стадии проектирования и производства работ пользоваться предлагаемыми номограммами.

9. Экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии с использованием укладчика шланговых зарядов составляет

120 тыс.руб. в год в расчете на один ¿омплеко,машин. При этом, экономия ВВ (аммонит 6 1В) составляет. 367,5 *ыа.кг, экономия ГШ - 10,3 тыс.кг, экономия металла;- 8,4 тВс.кг, условное высвобождение рабочих - 3 чел.

10. В задачу дальнейших исследований входит совершенствование технологии строительства, в т.ч. для условий глубокого и продолжительного промерзания грунта, разработка технологии реконструкции и очистки от заиления мелиоративных каналов, а такие определение перспективных областей применения шланговых зарядов.

Основные положения диссертации опубликованы в следушшх работах:

1. К вопросу о применении взрывчатых веществ со стехиометри-ческим соотношением окислителя и горючего на объектах мелиорации / Тезисы .докладов Всесоюзной научно-пректической конференции молодых ученых. - ШИИГиМ, 1989. - С.244-245.

2. Строительство мелиоративных каналов с применением ВВ // Механизация строительства. - 1990. - И 2. - С.13-15

3. Электростатический потенциал при пневмозаряжании // Безопасность труда в промышленности. - 1990. - № 8. - С.28-29.

4 Исследование см актовых зарядов взрывчатых веществ различных конструкций '// Перспективные способы и комплексы машин для строительства и эксплуатации мелиоративных систем // Тр. / ШИИГиМ -M., 1990 - С.70-77.

5 Испытания шланговых зарядов при строительстве каналов // Горный яурнал. - 1991. - № 8. - С.37-38 (в соавторстве).

6 Способ разработки грунтов. Авторское свидетельство СССР И I49III0, 1987.

Технический редактор^ В.Крякова Корректор З.Выборнова

Форм у т 60x84/16. Бумага офсетная. Почить офсетная. Объем 1 усл.печ.л. Тираж 100. 3.1 каа 560, Бесплатно.

127550, Москва, Б.Академическая, 44, ВНИИГиЛ\ им.А.Н.Костякова Ротапринт ВПИИГнМ 141800. Дмитров, Моск.обл., 2-я Левонабережная, 12