CC BY
27
-------------------------------------------- © У.Ф. Насиров, Б.Р. Раимжанов,
Ю.Д. Норов, 2010
УДК 622.286.4(043.3)
У.Ф. Насиров, Б.Р. Раимжанов, Ю.Д. Норов
ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗМЕРОВ ЗОН УПЛОТНЕНИЯ МАССИВА ОПЛЫВАЮЩИХ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ ВЗРЫВАМИ ТРАНШЕЙНЫХ ЗАРЯДОВ ВЫБРОСА В ПРОМЫШЛЕННЫХ УСЛОВИЯХ
Разработана комплексная методика определения размеров зон уплотнения массива оплывающих песчаных грунтов взрывами траншейных зарядов выброса, на основе которой впервые установлены эквоповерхности их границы с четырьмя характерными точками и радиусы зоны уплотнения по направляющим этих точек.
Ключевые слова: оплывающий песчаный грунт, размер зоны уплотнения, траншейный заряд выброса, методика исследований.
Семинар № 3
Для определения размеров зоны уплотнения массивов в оплывающих песчаных грунтах взрывами траншейных зарядов выброса проводились опытно-промышленные взрывы на объектах государственного объединения «Уртаосиёмах,сускури-лиш» (Республика Узбекистан).
Проходка зарядной траншеи шириной 0,8 м и глубиной, равной глубине профильного сечения выемки, в грунтовом массиве осуществлялась экскаватором ЭТЦ-252. В исследованиях количество зарядных траншей в зависимости от размеров сечения выемки, образуемой взрывами на выброс, составило от 2 до 3, а расстояние между зарядными траншеями в экспериментах - 5-10 м. Оптимальное расстояние между траншейными зарядами устанавливалось после каждой серии взрывов по маркшейдерским замерам, зафиксированным пе-ремычком.
Заряжание траншеи производилось промышленными ВВ, предназначенными для открытых и подземных горных работ кроме шахт, опасных по газу и пыли [1].
В качестве промежуточных детонаторов для усиления мощности и надежности детонации основного заряда использовали аммонит 6ЖВ (порошок в мешках массой 40 кг), который устанавливали через каждые 25-40 м в зависимости от массовой влажности взрываемого грунтового массива.
Для инициирования ВВ по длине траншейного заряда применялся детонирующий шнур марки ДШЭ-12 в две нити, концы которого в начале и конце взрываемой траншеи выводились на земную поверхность.
Экспериментальные взрывы проводились при различных удельных расходах, равным 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 и 4,5 кг/м3.
Забойка и обваловка зарядной траншеи грунтом производились по разработанной методике [2].
Подрыв подготовленных траншейных зарядов выброса производился электродетонаторами, подсоединенными к ДШЭ-12 в местах вывода на земной поверхности с применением взрывной машинки марки КПМ-1А. После каждой серии промышленных взрывов проводились замеры для определения
размеров зоны уплотнения. Плотность грунта определялся по методике [3] с использованием плотномера ПКЗ-1 конструкции Л.П. Загоруйко.
Критерием оценки деформации структуры грунта служил показатель относительного изменения удельного сопротивления грунта вдавливанию конуса (удельное сопротивление грунта статической пенетрации) Дq, вычисляемой по формуле:
М = q2 - (1)
где ql и q2 - удельное сопротивление грунта статической пенетрации в условиях, соответственно, до и после взрыва.
Также предусматривалось производство испытаний грунтов методами статической пенетрации по профилям, расположенным перпендикулярно к линии заложения зарядов, схема расположения точек инженерно-геологического опробования показана на рис. 1.
Конструкция прибора предусматривает непрерывную запись измеряемого параметра по глубине испытаний, при этом на барабане самописца воспроизводится график зависимости сопротивления грунта внедрению инжектора. Шаг инженерно-геологи-ческого опробования определялся, исходя из условия расположения точек
испытания на расстояниях друг от друга 25гз.
Рис. 1. Схема расположения точек инженерно-
геологического опробования: 1
- траншейный заряд ВВ; 2 - инженерно-геологические скважины; 3, 4 - точки зондирования соответственно до и после взрыва; УГВ - уровень грунтовых вод
Геологическое строение участка и его гидрогеологические условия уточнялись путем проходки инженерно-геологических скважин и отбора проб грунтов нарушенной структуры. Для учета возможности влияния пройденных инженерно-геологических выработок при последующих испытаниях инструментальными методами производилась плановая привязка их к местности.
Обработка результатов экспериментальных исследований уплотнения оплывающих песчаных грунтов взрывами траншейных зарядов выброса проводилась по методикам [4-8]. При этом необходимое число экспериментов устанавливалось статистическим путем по величине коэффициента вариации Квар, допускаемой ошибки Кдоп и задаваемой надежности Р. Число экспериментов определяется по формуле:
п = t
К 2
2 вар
К2
(2)
где t - нормированное отклонение, зависящее от задаваемой надежности Р.
Для научно-исследовательских работ рекомендуются значения Р=0,9, Кдоп=5-10%. Величина Квар устанавливается путем статистической обработки экспериментальных данных по формуле:
К = —100% (3)
вар М
где ст - среднеквадратическое отклонение; М - математическое ожидание результатов измерения.
Р , т/м3
\ I- зона П зона Ш зона
г
Здесь
1( -М )2.
М =
(4)
V п -1 п
где Х; - отдельные результаты измерения; п - число экспериментов.
При значении коэффициента вариации Квар, лежащих в пределах Кдоп=5-10 %, получены значения п=3-4 - число экспериментов для каждой точки наблюдения.
В результате опытно-промышленных взрывов определены величины плотности массива в оплывающих мелкозернистых песках со степенью плотности 0-0,2.
Установлено, что особенностью действия взрыва траншейных зарядов выброса в грунтовом массиве оплывающих песчаных грунтов является зональный характер деформирования (рис. 2).
На рис. 2 приведены зависимости изменения плотности массива оплывающих песчаных грунтов взрывами траншейных зарядов выброса от рас-стояния. Из графика видно, что плотность грунта вблизи очага взрыва по направлению к оси Y, равной 1,5 м, имеет
Рис. 2. Зависимость изменения плотности массива в оплывающих песчаных грунтах
взрывами траншейных зарядов выброса от расстояния
максимальное значение, образуя зону повышенной плотности. По мере увеличения глубины залегания грунта плотность снижается и при достижении минимума, равного плотности 1,221,25 т/м3 образуется зона разжижения. Дальнейшее увеличение расстояния от очага взрыва по направлению к оси у, равной 3,0 м и более, плотность массива в оплывающих песчаных грунтах возрастает и, достигнув максимума, равного плотности 0,6 т/м3, образует зону пониженной плотности.
По разработанному комплексному методу исследований массива оплывающих песчаных грунтов при действии взрыва траншейных зарядов выброса определены размеры зоны уплотнения. Установлены эквоповерхности границы размеров зон уплотнения с четырьмя характерными точками: А, В, С, Д и радиусы зоны уплотнения по направляющим этих точек - RВ , RЦ , RН , R0.
Таким образом, разработана комплексная методика определения размеров зон уплотнения массива оплывающих песчаных грунтов взрывами траншейных зарядов выброса, на основе которой впервые установлены эквопо-верхности их границы с четырьмя характерными точками и радиусы зоны уплотнения по направляющим этих точек.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
сг =
1. Кравец В.Г., Рогожникова В.И. Взрывные работы в структурно-неустой-чивых грунтах. - Киев: Знание, 1980. - 115 с.
2. Норов Ю.Д., Тураев А.С., Абдуллаев Ш.М., Носиров У.Ф., Йулдошев У.У. Руководство по применению способа образования выемок взрывами обвалованных грунтом траншейных зарядов выброса в оплывающих песчаных грунтах. - Ташкент: Фан, 2000. - 9 с.
3. Печерога П.С. Исследование области влияния взрыва линейно-протяженных зарядов выброса в водонасыщенном грунтовом массиве различными методами. // Взрывное дело. -Москва: Недра, 1986. - №88/45. - С. 135-139.
4. Норов Ю.Д., Раимжанов Б.Р, Тураев А.С., Носиров У.Ф., Махмудов А.М., Ша-
рипов Э.А. Методика моделирования действия взрыва обвалованного грунтом траншейного заряда взрывчатых веществ на выброс. // ДАН ВУЗ. 1997. - №7. - С. 38-41.
5. Вовк А.А., Черный Г.И., Мизайлюк Г.И. Влияние свойств ВВ на результат взрывов в грунтах. // Взрывное дело. - Москва: Недра, 1974. - № 74/31. - С. 100-105.
6. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. -М.: Наука, 1969. - С. 139-141.
7. Математическая статистика. / Под ред. А.Н. Длина. - М.: Высшая школа, 1975. -398 с.
8. Методическое руководство по применению программ обработки данных на ЭЦВМ. -М.: иГд им. А.А. Скочинского, 1985. - 53 с.
і ^ ^ г=1
— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------------
Насиров У. Ф. - кандидат технических наук, доцент, ректор, Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, E-mail: u_nosirov@mail.ru
Раимжанов Б.Р. - доктор технических наук,, профессор, зам. главного инженера по науке, «O’zGEOTEXLITI», Республика Узбекистан),
Норов Ю.Д. - доктор технических наук, профессор, зам. начальника по горным работам Центральной научно-исследовательской лаборатории Навоийского горнометаллургического комбината, Республика Узбекистан.
----------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
БAБЕЛЛO Виктор Aнатoльевич Развитие методов оценки физикомеханических свойств горных пород в массиве для геомеханического обеспечения открытой угледобычи 25.00.20 д.т.н.
