Действие взрыва на горную породу

Рассмотрим взрыв заряда ВВ, заложенного на столь большой глубине, что открытая поверхность массива не претерпевает каких-либо изменений. Такой взрыв принято называть взрывом полного камуфлета, а заряд - зарядом камуфлета.

В результате взрыва образуются три основные зоны: зона вытеснения, зона разрушения, зона сотрясения.

Зона вытеснения- это область в районе заложения заряда, из которой продукты взрыва полностью вытеснили породу, образовав полость, которую часто называют котлом или каверной.

При взрыве в мягких пористых грунтах зоной разрушенияявляется зона пластических деформаций (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Зоны при взрыве в мягкой породе: I - зона вытеснения (полость); II - зона пластических деформаций; III - зона сотрясения

При взрывах в грунтах скального типа зона разрушения разделяется на две области: зону измельчения (раздавливания),где порода превращается в мелкораздробленную массу с измельченной структурой, и зону разрыхления (трещинообразования)с радиальными и кольцевыми тангенциальными трещинами (рис.4.2).

Зоной сотрясения или зоной сейсмического действия взрываназывают область, в которой волна сжатия ослабевает настолько, что уже не в состоянии нарушить связь между частицами породы, и производит лишь более или менее сильные сотрясения грунта, ослабевающие по мере удаления волны от центра взрыва.

Рис. 4.2. Зоны при взрыве в скальной породе: I - зона вытеснения (полость); II - зона измельчения (раздавливания); III - зона разрыхления (трещинообразования) IV - зона сотрясения

При взрывных работах в горном деле практическое значение имеет зона разрушения. Радиус этой зоны называется радиусом разрушения, или радиусом взрыва заряда. В безграничном массиве радиус этой зоны ограничивается (15-20)R₀ от центра взрыва, и далее волна не может вызвать дальнейшего трещинообразования до тех пор, пока она не достигнет трещины или обнаженной поверхности (R₀ - радиус заряда). Если граница, от которой отражается волна, расположена на расстоянии до (60-100) R₀ от центра взрыва, то волна напряжений может вызвать разрушения в твердой породе в момент подхода и после отражения от обнаженной по­верхности (рис.4.3).

Рис. 4.3. Зоны действия взрыва скважинного заряда:

1 - зона вытеснения, заполненная разрушенной породой; 2 - зона измельчения (раздавливания); 3 - зона разрыхления (трещинообразования); 4 - зона сотрясения

На расстояниях, превышающих (60-100)Р₀, напряжения, вызываемые действием одиночного скважинного заряда, малы, и они не приводят к существенным разрушениям. Однако при массовых взрывах энергии одновременно взрываемых скважинных зарядов может оказаться достаточно для образования трещин и заколов и в дальней зоне взрыва (далее 100Rо).