Техника - молодёжи 1955-01, страница 14

Степь. Неожиданно прозрачную тишину раннего утра разорвал глухой удар. Земля вздрогнула, по степи прокатился сильный гул. На горизонте встал черный столб дыма. Постепенно он превратился в бесформенное, медленно тающее облако...

Поспешим туда, к месту взрыва. В земле темнеет ровное круглое отверстие с плотными, вертикально уходящими вглубь стенками. Глубокое отверстие образовано могучей силой взрыва.

Это будущий колодец. Вода в его глубине отразит голубое небо. Она щедро напоит людей и животных, в степи проснется жизнь...

Наша работа в области взрывного дела началась неожиданно. Признаться, нам никогда в голову не приходила мысль применять взрывчатые вещества для созидания. Ведь многолетний опыт их применения не только в военной обстановке, но и в мирной жизни создал твердо укоренившееся мнение о взрыве как о мгновенном и мощном средстве разрушения. Из-за этого же возникло и ошибочное впечатление, что энергию взрыва нельзя направлять и регулировать.

В военное время в чрезвычайно стесненные сроки необходимо было строить каналы и котлованы под гидроэлектростанции. Объем работ был велик. Рассчитывать на людей и на механизмы не приходилось. Тогда-то мы и начали использовать взрывчатые вещества (ВВ) для строительных работ.

Яростная энергия взрыва разрушает, дробит, распыливает грунт, оставляя после себя лишь огромные, безобразно развороченные воронки. В самый момент взрыва развиваются гигантские давления, исчисляемые десятками тысяч и сотнями тысяч атмосфер.

Нам пришла мысль: а нельзя ли направить эти колоссальные давления на сжатие и уплотнение грунта? Ведь грунт представляет собой пористый материал. В естественном состоянии количество пор в нем весьма велико. За счет перемещения и сжатия грунтовой массы можно получить свободную полость скважины, шахты, ложе кан-иха.

Наука наших дней познала основные законы распределения энергии взрыва. Знание этих законов позволяет сознательно и творчески использовать этот мощный источник энергии, направить движущуюся с большими скоростями массу продуктов взрыва для выполнения той или иной работы. Опыт показывал, что применением обычных сосредоточенных зарядов или серии их нужных результатов получить нельзя. Колоссальное кратковременное давление вызывает лишь размельчение грунта. Уплотнение грунта может быть достигнуто только более или менее длительно действующим давлением. Следователь-

12

Кандидат технических -наук Н. СЫТЫЙ (г. Киев)

Рис. Н. СМОЛЬЯНИНОВА

нии и извлечении грунтовой массы на поверхность. Так строили шахтные колодцы еще в глубокой древности за много лет до нашей эры, так строят шахтные колодцы и теперь. Изменения в технике проходки ограничивались лишь механизацией отбойки, рыхления грунтов и механизацией извлечения грунтовой массы на поверхность.

Труд проходчика, особенно на больших глубинах, очень тяжел. Ему приходится работать в полутьме, в сырости, зачастую просто в воде. Фронт работ стеснен. Поэтому проходка стволов значительной глубины требует огромных затрат труда, времени и средств.

Использование энергии ВВ для проходки вертикальных и горизонтальных выработок в земле позволяет принципиально изменить характер труда проходчиков.

Сжиматься взрывом могут не только грунты в их естественном состоянии, но и предварительно физически или химически обработанные. Тогда уплотненная стенка ствола может получиться с заранее известными физическими и механическими свойствами, в ряде случаев исключающими необходимость последующего крепления ствола.

но, нужно растянуть время работы самого заряда, не изменяя его веса и плотности. Встала задача создания заряда особой конструкции, обладающего рядом новых качественных особенностей.

Теоретические расчеты показали что можно создать заряды с определенным соотношением длины к диаметру (не ниже некоторой критической величины), которые будут работать только на сжатие грунта и совершенно исключат его выброс при взрыве. Площадь поверхности таких зарядов в четыре раза и более превышает площадь поверхности равновеликих сосредоточенных зарядов шаровой формы. Время, в течение которого они срабатывают, в 30 и больше раз превышает время срабатывания заряда такой же массы, но шаровидной формы.

Мы проверили наши расчеты придирчивыми опытами.

В пробуренную узкую скважину опустили длинный пороховой заряд и взорвали его. Оказалось, что на поверхность выбрасывается грунт, объем которого составляет всего '/гвэ часть создаваемого пустого пространства, то-есть только 4 кг из каждой тонны. Остальной объем создается за счет равномерного сжатия грунта вдоль всего заряда. Вокруг образовавшегося отверстия получился плотный, спрессованный могучей силой взрыва земляной монолит, имеющий объемный вес на 25—30% больше, чем объемный вес первоначального грунта.

Все существовавшие доныне способы проходок стволов шахт базируются на последовательном рыхле

Досчатое

крепление

Ударная волна взрыва с огромной силой обрушилась на стенки скважины. Давление в сотни тысяч атмосфер раздвинуло, сжало и уплотнило частички грунта, образовав по всей длине отверстия твердые ровные стенки. В ствол опускается дощатое крепление, предохраняющее его от разрушения и размыва, и колодец готов.

В заголовке: взрыв, образующий колодец. Наружу вырываются газы с незначительным содержанием земли.