____________________CAPITOLUL XII LUCRĂRI DE ÎMPUȘCARE SPECIALE Tehnica împușcării cunoaște astăzi noi domenii de aplicabilitate, printre care… [301423]

____________________[anonimizat]: demolarea construcțiilor civile și industriale; adâncirea și lărgirea șenalelor navigabile; scoaterea cioatelor și rădăcinilor arborilor; [anonimizat].

[anonimizat], care în etapa actuală de modernizare și extindere a vechilor capacități productive precum și de urbanizare a localitătilor, ocupă o pondere din ce în ce mai mare. [anonimizat], [anonimizat], beton sau beton armat.

[anonimizat], [anonimizat].

Introducerea tehnicii împușcării în aceste domenii a devenit în ultimul timp tot mai des aplicată și în același timp mai performantă. [anonimizat] a [anonimizat] a [anonimizat] a [anonimizat].

[anonimizat], [anonimizat] a mediului înconjurător. [anonimizat]-se fiecărei situații. [anonimizat] o atenție deosebită prevenirii accidentelor în rândurile populației civile.

[anonimizat], de felul construcției care se împușcă și de geometria plasării găurilor. Eficacitatea împușcării este la rândul ei dependentă de raportul dintre parametrii geometrici: anticipanta (W), distanța între găuri (a) și lungimea găurii (lg), de raportul dintre distanța între găuri (a)și distanța între rândurile de găuri (b), [anonimizat].

12.1. LUCRĂRI DE ÎMPUȘCARE LA DEMOLAREA CONSTRUCȚIILOR

12.1.1. Generalități

Termenul demolare este folosit pentru a defini procesul de destrămare a construcțiilor, turnurilor, podurilor și a [anonimizat] (grinzi, stâlpi, etc.). Conducerea operațiilor de demolare cu explozivi este și astăzi bazată foarte mult pe experiența practică.

În cele ce urmează se prezintă o succintă bază teoretică a lucrărilor de demolare cu explozivi pornind de la principii bine stabilite ale teoriei construcțiilor civile și industriale.

[anonimizat].

În procesele de demolare este absolut necesar de a [anonimizat] a realiza instabilitatea structurii. [anonimizat]. 12.1.

Fig. 12.1. Dărâmarea unui suport redundant

Structura "Z" este una de maximă stabilitate, având doi stâlpi de sprijin. Demolarea este relizată prin taierea (retezarea) unuia dintre stâlpi, pentru a crea o "balama", și eliminarea celuilalt stâlp. Acest exemplu servește pentru a ilustra modul total diferit de abordare a problemei în demolarea structurilor față de împușcarea rocilor.

La împușcarea rocilor, întregul proces este îndreptat către dezintegrarea câtmai avansată a rocii și de aceea explozivul se amplasează uniform în masivul de extras. În cazul demolării, este suficient a se amplasa exploziv într-un număr limitat de elemente precis definite și de volume destul de restrânse astfel încât, prin desfășurarea de forțe minime, să se asigure distrugerea elementelor de susținere ale structurilor, cauzând prăbușirea. Instabilitatea este indusăîn structură prin acțiunea explozivului în punctele de slăbire atent identificate. Structura se va prăbuși sub acțiunea forței de gravitație, cu sfărâmarea ulterioara a materialului de construcție datorităîncovoierii și deformării în urma căderii și a impactului cu solul. De aceea, când se proiectează o demolare, este de primă importanță efectuarea unui atent studiu al structurii.

Metoda demolării construcțiilor prin împușcare a câștigat teren înțările cu economie dezvoltată, datorită avantajelor sale dintre care menționăm:

ș costurile reprezintă 5-10% din costurile demolărilor efectuate prin metode clasice;

ș timpul de demolare este foarte redus, indiferent de mărimea clădirii;

ș gradul ridicat de valorificare a materialelor rezultate din demolare;

ș datorită experienței acumulate și apariției unor tipuri de explozivi cu grad mare de siguranță, împușcarea construcțiilor în ansamblu și a elementelor constructive ale acestora, se poate proiecta și conduce cu o precizie ridicată;

ș se realizează o însemnată economie de forță de muncă și se eliberează o serie de utilaje mult solicitate în cazul demolărilor clasice;

ș se reduce pericolul accidentelor, pericol iminent la lucrările de demolare clasice.

Demolarea construcțiilor se poate face total sau parțial, în fiecare din cele două cazuri se impune îndeplinirea anumitor condiții specifice.

A. Construcția trebuie demolată complet

Pentru obținerea acestui rezultat trebuie îndeplinite următoarele condiții:

zidurile principale (de rezistență) și zidurile interioare se împușcă pe aceeași linie și pe o lățime corespunzătoare;

zona de distrugere (zona pe care explozia o distruge complet) are o lățime ce depinde de grosimea zidului și de direcția de demolare (direcția în care se dorește să cadă construcția);

la construcțiile rezistente (turnuri din beton armat, sau coșuri), acestea trebuie împușcate pe o lățime mai mare, în direcția în care se dorește să cadă construcția, decât în partea opusă;

lățimea zonei de distrugere trebuie să fie mai mare decât grosimea zidului și dublu față de grosimea peretelui, pentru a garanta pe deplin succesul operației;

la construcțiile de cărămidă, lățimea zonei de distrugere trebuie să fie egală pe toată lungimea zidurilor, indiferent de directia dorită a căderii. La împușcarea acestor tipuri de construcții dirijarea căderii se obține prin folosirea treptelor de întârziere; zidurile aflate mai aproape de locul de cadere se vor împușca primele, iar cele din partea opusă se vor împușca dupa un anumit interval de timp;

locul zonei de distrugere trebuie ales în funcție de zona în care este amplasată clădirea (intens populată sau nu, distanța între cladiri, etc.);

la construcțiile cu pivnițe, zona de distrugere trebuie să fie amplasată lanivelul pivniței;

dacă în apropierea clădirii există construcții sau obiective sensibile la vibrații seismice, zona de distrugere se mută deasupra nivelului solului;

la zidurile de deasupra nivelului solului, cu două suprafețe libere, transmiterea undei seismice este aproape inperceptibilă (cca.1/4 din valoarea masurată în cazul zidurilor îngropate);

înălțimea zonei de distrugere față de sol se alege în funcție de ușurința executării lucrărilor de perforare a găurilor. Dacăîn zidurile exterioare există multe goluri (uși, ferestre, etc.) este recomandabil ca înălțimea de distrugere să fie fixată la acest nivel, ținând cont de zona de aruncare.

B. Construcția trebuie demolată parțial

În aceste cazuri, după linia dorită să se facă demolarea trebuie taiate elementele constructive și cu utilaje adecvate, trebuie dărâmate sau slăbite corespunzător zidurile. Dacă se poate executa tăierea atunci se perforeazăgăuri dese atât în zid cât și în acoperiș și se realizează explozia cu capse instantanee. În cazul în care există două clădiri separate printr-un zid de foc, între cele două clădiri există câțiva centimetri de aer, iar materialul rezultat din împușcare poate să degradeze zidul vecin. În acest caz se ține cont de următoarele:

zidul clădirii aflate în demolare dinspre zidul clădirii care rămâne, trebuie împușcat cu găuri scurte și cu încărcături de exploziv reduse. Lungimea găurii nu va depăși jumătate din grosimea zidului, iar cantitatea de exploziv pe gaură se reduce cu 20 % față de o încărcătură normală la împușcarea unui zid;

dacă rezistența construcției vecine este scăzută, dacă este declarată monument, sau există alte cauze speciale, trebuie neapărat să se execute breșe de slăbireîn zidul de foc aflat în demolare. Zidul se taie pe 2/3 din grosime. Breșa se execută la 1,0 m deasupra nivelului podelei pe toată lungimea zidului. Lățimea breșei trebuie să fie mai mare decât grosimea zidului;

dacă unda seismică care rezultă din calculedepășeștelimitaadmisă pentru clădirea vecină și, dacă nu se poate reduce cantitatea de exploziv explodat în același timp, atunci clădirea trebuie împușcată în reprize. Această metodă prezintă o serie de neajunsuri și în special crește posibilitatea de producere a accidentelor. Metoda se aplică numai în cazul în care nu există alte soluții pentru realizarea lucrării și se impun următoarele precauții:

limiteleporțiunii împușcatetrebuiesc astfel alese încât, dupăîmpușcare să nu rămână elemente suspendate sau agățate;

dacă împușcarea se execută cu mai multe explozoare, tirul trebuie reglat astfel încât bucățile rezultate din prima împușcare să nuafectezerețeaua pentru împușcarea cu explozorul nr. 2.

În continuare se trec în revistă și sunt prezentați parametrii care trebuie calculați la împușcarea diferitelor elemente constructive și porțiuni de construcții.

12.1.2. Împușcarea zidurilor

În funcție de grosimea zidurilor și de natura acestora se stabilește modul de amplasare și de dimensionare a găurilor și încărcăturilor.

Parametrii de împușcare pentru ziduri din beton armat, beton sau zidărie, cu una sau două suprafețe libere, cu găuri orizontale, sunt prezentate în fig.12.2.

Fig. 12.2. Împușcarea unor ziduri din beton armat, beton sau zidărie

cu una sau două suprafețe libere, cu găuri orizontale

a- ziduri cu două suprafețe libere; b- ziduri cu o suprafață liberă

La calculul parametrilor de împușcare în cadrul prezentului capitol se vor folosi următoarele notații:

W – anticipanta;

Gp – grosimea peretelui paralel cu gaura de mina;

Gtr – gosimea peretelui transversal pe gaura de mină;

a – distanța între găurile aceluiași rând;

b – distanța între rândurile de găuri;

lg – lungimea de gaură;

lgc- lungimea de gaură pentru găurile de colț;

Qg – încărcătura explozivă pe gaură;

Qgc – încărcătura explozivă pe gaura de colț;

Qo – marimea încărcăturii parțiale (discontinue);

nîp – numărulîncărcăturilor parțiale (discontinue);

nr – numărul de rânduri de găuri.

Anticipanta: W = 0,5 Gp (m)

Distanța între găuri:

pentru beton armat, dacă:

W ≤ 0,20 m; a = 0,30 m

0,20 m< W < 0,33 m; a=l,5W(m)

W>0,33; a = 0,50 m

pentru beton și zidarie, daca:

W ≤ 0,20 m; a = 0,30 m

0,20 m< W ≤ 0,67 m; a = 1,5 W (m)

W> 0,67 m; a = 1,0 m

Distanța între rândurile de găuri:

b = 0,866 a (m)

Lungimea de gaură:

– pentru ziduri cu două suprafețe libere;- pentru ziduri cu o suprafață liberă

(fig.12.2.a); (fig.12.2.b)

pentru beton armat:

dacă:

Gp<l,0 (m) lg=0,6 GP (m) lg – 2/3 GP (m)

Gp> 1,0 (m); Ig = Gp – 0,43 (m) lg – Gp – 0,33 (m)

pentru beton și zidărie:

dacă:

Gp< 2,0 (m); lg = 0,6 Gp (m) lg = 2/3 Gp (m)

Gp> 2,0 (m); lg = Gp – 0,85(m) Ig = Gp – 0,67 (m)

Încărcătura explozivă pe gaură:

pentru beton armat pentru beton și zidărie

dacă:

W<l,0 (m)

W > 1,0 (m)

Încărcăturile determinante prin calcul se majorează astfel încât încărcătura să devină 50 g, 100 g sau multiplii ai acestor cantități. Cantitatea cea mai mică de exploziv care se folosește la ziduri subțiri este de 50 g.

La zidurile groase distanța dintre rândurile de găuri este egală cu mărimea anticipantei.

La crearea rețelei de găuri trebuie să se țină cont de realizarea unei repartizări uniforme a explozivului, iar găurile vecine trebuie să fie la distanțe egale pentru a realiza o bună distrugere a materialelor supuse împușcării.

Datorită faptului că anticipanta este egală totdeauna cu jumătate din grosimea zidului, distanța dintre găuri nu poate fi mai mică decât jumătate din grosimea peretelui și nu poate fi mai mare ca grosimea peretelui.

Gp > a > 1/2 Gp; în practică se recomandă a = 1,5 W

Dacă grosimea zidului este de 250 mm sau mai mică, atunci a > 2 W.

Pentru găuri cu diametru de 40 mm, distanța dintre găuri nu scade, în practică, sub 200 – 250 mm la ziduri subțiri și nu poate fi mai mare ca 1000 mm la ziduri groase.

Dacă grosimea zidului este:

mai mică de 0,5 m, se va folosi un singur rând de găuri;

între 0,5 și 1,3 m se vor folosi două rânduri de găuri;

mai mare ca 1,3 m, se vor folosi trei rânduri de găuri.

Distanța dintre găuri trebuie să fie egală pentru a realiza o încărcătură uniformă.

Lungimea găurii trebuie bine determinată, astfel încât încărcătura să fie bine amplasatăîn mijlocul zidului, pentru obținerea unui efect corespunzător.

Lungimea fiecărei găuri se obține astfel:

lg = W+0,5 1î

unde:

1î – lungimea încărcăturii, m;

lg – lungimea găurii, m;

W – anticipanta, m.

Dacă 1 kg astralită sau dinamită cu cartușe cu diametru 30 mm, are o lungime de cca. 1,3 m, lungimea încărcăturii se va obține înmulțind cantitatea de exploziv reieșită din calcul cu 1,3:

1î = 1,3 Q (m)

unde:

Q – cantitatea de exploziv calculată, kg.

La ziduri se poate întâmpla ca lungimea burajului să fie mai mare ca anticipanta.

În acest caz, pentru a putea amplasa explozivul înmijlocul zidului se fracționeazăîncărcătura (încărcături discontinue).

În cazul zidurilor cu suprafață liberă, încărcătura trebuie astfel amplasatăîncât centrul de greutate a încărcăturii să fie pe partea închisă, după jumătatea din grosimea zidului.

Împușcarea pentru realizarea unor deschideri în pereții de beton

Una dintre cele mai dificile probleme în realizarea lucrărilor de renovare este executarea unor deschideri în pereții de beton.

Deși până în prezent au fost experimentate metode moderne de tăiere cu lasere, cu jeturi termice, cu jeturi de apă de înaltă presiune, singura metodă eficace s-a dovedit a fi împușcarea. Împușcarea în astfel de cazuri se realizează cu încărcături mici, introduse în găuri perforate sau se folosesc încărcături cu efect cumulativ asupra zonei care trebuie distrusă.

La folosirea găurilor pentru împușcare trebuie dată o atenție deosebită marginilor deschiderii, care trebuie să rămână netede și cu cât mai puține fisuri. Pentru realizarea acestui lucru se recurge la aplicarea principiilor folosite la împușcarea netedă și la împușcarea de prefisurare.

În funcție de grosimea peretelui și mărimea deschiderii necesare de realizat, perforarea găurilor cu diametrul de 22 mm în care se va introduce explozivul, se va face cu mașini ușoare rotative electrice sau cu perforatoare roto-percutante pneumatice. Ambele tipuri de mașini trebuie să fie prevăzute cu colectoare de praf și dacă nu atunci trebuie folosite în mod obligatoriu, de către operatori, măști împotriva prafului.

Pentru împușcare se folosesc explozivi ambalați în tuburi de plastic, care pot fi tăiate la lungimi potrivite și inițiate cu detonatori electrici milisecundă sau cu fitil detonant.

Pentru a evita aruncarea bucăților de beton rezultate după împușcare, suprafața care se împușcă se acoperă cu plăci de cauciuc prelevate din anvelope vechi sau se poate folosi pâslă industrială.

Când se împușcă pereți, aceștia se acoperă pe ambele părți.

Pentru a diminua formarea de praf pe timpul împușcării, suprafața ce se împușcă va fi stropită cu apă sau camera unde se efectuează lucrările va fi umplută cu spumă ușoară.

Acoperind deschiderea cu saci de plastic umpluți cu apă sau cu perdele din folii de plastic se ajunge la micșorarea eficientă a cantității de praf, la diminuarea undei de șoc aeriene și a aruncării bucăților de beton.

Cantitățile mici de exploziv din fiecare gaură și împușcarea cu microîntârziere a acestora, nu duce la generarea unor vibrații puternice în obiectivele din apropierea zonei împușcate. Oricum atunci când este nevoie de o diminuare a vibrațiilor se pot reduce încărcăturile din găuri.

Undele de șoc aeriene pot, în spații mici închise, să creeze probleme prin spargerea geamurilor. Pentru diminuarea acestor efecte se pot reduce numărul de găuri care se împușcă deodată și se recurge la acoperirea ferestrelor.

Așa cum s-a menționat mai înainte atât apa cât și spuma ușoară sunt mijloace excelente de a diminua intensitatea undei aeriene de șoc.

Împușcarea produce un anumit grad de fisurare în construcțiile de beton și o zonă zdrobită de mică extindere pe contur.

Fisurile sunt considerate a nu avea importanță prea mare în pardoselile și pereții din beton normal.

Extinderea fisurilor este atât perpendiculară cât și paralelă față de planul peretelui sau planșeului. Primul tip de fisuri au lățimi de 0,1 – 0,3 mm și apar doar ocazional. Al doilea tip, fisurile paralele sunt aproape întotdeauna în același plan cu armătura și acolo unde apar se pierde adeziunea dintre barele de fier și beton.

Investigațiile au arătat că extinderea fisurilor este limitată în medie la cca. 240 mm în pereți și la cca. 390 mm în pardoseli.

Dacă construcția este intens solicitată s-ar putea să fie necesare măsuri de întărire.

Calcule pentru incărcături discontinue (fracționate)

La ziduri groase, când folosim găuri verticale pentru împușcare, lungimea găurii este mai mare decât anticipanta. În acest caz, pentru un efect corespunzător și uniform se recomandă folosirea încărcăturilor fractionate (discontinue).

Numărul încărcăturilor parțiale pe gaură se deduce din lungimea găurii și din distanța dintre găuri:

nîp = lg / a

unde:

nîp – numărul incărcăturilor parțiale dintr-o gaură.

Datorită faptului că rezultatul nu este întotdeauna un număr întreg, valoarea calculată se rotunjește după cum urmează:

dacă lg/a =1-1,5, se consideră nîp = 1;

dacă lg/a = 1,5 – 2,5, se consideră nîp = 2;

dacă lg/a = 2,5 – 3,5, se consideră nîp = 3.

Greutatea încărcăturilor parțiale se determină prin împărțirea cantității totale de exploziv la numărul încărcăturilor:

Această formulă este valabilă dacă anticipanta este constantă pe toata lungimea găurii. Dacă avem anticipanta variabilă, mărimea încărcăturilor parțiale variazăîn funcție de anticipantă după formula:

nîp = 2, atunci Qoa = 2/3 Qg; Qoms =1/3 Qg;

nîp = 3, atunci Qoa =1/2 Qg; Qom = 1/3 Qg; Qoms = 1/6 Qg;

nîp= 4, atunci Qoa = 0,4 Qg; Qom= 0,3 Qg; Qom = 0,2 Qg; Qoms = 0,10 Qg.

unde:

Qoa= Încărcătura parțială de jos care corespunde la anticipanta cea mai mare, kg;

Qom =încărcătura parțială din mijloc, kg;

Qoms = Încărcătura partială superioară care corespunde la anticipanta cea mai mica, kg.

Distanța între găurile încărcate în coloane discontinue:

a = lg/nîp (m)

Lungimea burajului între porțiunile de încărcătură la încărcareagăurilor în coloana discontinuă se determină cu relația:

lbi=lg – 2,6Q (m)

Distrugerea cea mai eficientă se obține dacăîncărcăturile în coloane discontinue sunt decalate între ele, fig. 12.3.

Fig. 12.3. Repartizarea încărcăturii discontinue

pentru sporirea efectului de rupere

12.1.3. Împușcare de rupere a colțurilor zidurilor

Din punct de vedere static colțurile clădirilor sunt elementele cele mai rezistente ale construcțiilor.

Dacă colțul clădirilor nu este împușcat corespunzător (distrus), clădirea poate să rămână suspendată.

Dimensionarea încărcăturilor pentru împușcarea colțurilor este o problemă deosebită și trebuie să prevină eventualele subdimensionări.

Înainte dc începerea lucrărilorde perforare se stabilesc grosimile zidurilor.

Dacă se intâmplă ca la colțuri sa existe două tipuri de ziduri cu grosimi diferite și raportul grosimilor celor doua ziduri din care cste format colțul este 1:2 sau 1:3, atunci găurile se perforează numai în zidul cel mai gros. În acest caz la executarea găurilor la colțuri totdeauna trebuie să se pomească din colțul zidăriei.

Dacă avem ziduri cu grosimea pereților egală cu 1:1 lungimea găurilor trcbuie să fie de 1,4 ori mai mare ca lungimea calculatăîn baza grosimii zidului:

lgc = 1,4 lg (m)

unde:

lg c = lungimea găurilor la colțuri, m.

În cazul zidurilor de grosimi diferite:

Gpa ≠ Gpb;

Datorită faptului că la colțuri trebuie să obținem cu siguranță distrugerea zidului este indicat să se perforeze un număr dublu de găuri decât cele proiectate pentru restul zidului. fig. 12.4.

Fig. 12.4. Împușcarea colțurilor de ziduri ale clădirilor

a- ziduri de aceeași grosime și două suprafețe libere; b- ziduri de oceeași grosime și o suprafață liberă; c- ziduri de grosimi diferite și două suprafețe laterale libere;

d- ziduri de grosimi diferite șio suprafață laterală liberă

Având în vedere că în cazul colțurilor coeficientul de degajare are o valoare mare, mărimea încărcăturii trebuie să fie de 1,5 ori mai mare decât cea reieșită din calcule.

Mărimea încărcăturii pentru colțuri sedetermină prin înmulțirea anticipantei de la zidurile mai groase (daca este cazul) cu distanța dintre găuri:

Qc = Wg· a (kg)

unde:

Qc = mărimea încărcăturii la colțuri, kg;

Wg = anticipanta peretelui mai gros (sau a peretelui), m;

a = distanța dintre găuri, m.

Încărcătura pe gaură de colț poate fi calculată și cu următoarele relații:

pentru ziduri cu una sau două suprafețe libere:

daca:

Gp ≤ 0,5m;

0,50 m<Gp<2,0 m;

Gp>2,0m;

pentru colțuri cu una sau două suprafețe libere:

Pentru ziduri cu grosimi diferite, distanța dintre găuri se determină pe baza grosimii mai mari a zidului. Dacă grosimea Gp> 0,6 m, atunci găurile aflate langă colțuri (colțuri vecine) trebuiesc perforate în direcția colțului, cât mai aproape posibil de aceasta.

Plasarea găurilor se începe întotdeauna de la colț spre mijlocul zidului pentru a asigura o repartiție uniformă.

Directia și lungimea găurilor din colțurile zidului trebuie astfel determinate încât explozivul să ajungăîn centrul de greutate al zidăriei.

Respectarea direcției găurilor din colț esteun aspect foarte important, mai ales în cazurile în care zidurile au grosimi diferite. Pentru determinarea corectă a direcției pe fiecare zid se fixează grafic la colț, lungimea găurii rezultată din calcul pentru cealaltă parte a zidului pornind din colț spre mijlocul zidului. La extremitățile lungimilor astfel trasate pe suprafața celor doi pereți se ridică câte o perpendiculară. Punctul de intersecție al perpendicularelor se unește cu colțul și se obține direcția găurii, fig. 12.5.

Fig. 12.5. Stabilirea direcției găurilor la colțuri

12.1.4. Împușcarea zidurilor de sprijin

Zidurile de sprijin au o singură suprafață liberă, iar împușcarea lor se execută de obicei cu găuri de sus in jos.

În acest caz lungimea găurii la diametrul acesteia de 40 mm se alege liber, dar se recomandă să nu depășească 2,0 m.

Găurile verticale se executăîn cazul în care lungimea găurii depașește grosimeaperetelui.

La zidurile cu o suprafață liberă, în cazul împușcării cu găuri verticale, anticipanta este egală cu distanța dintre găuri.

Distanța între rânduri se determină astfel încât să nu fie mai mare ca anticipanta, astfel:

dacă:

– pentru ziduri sau fundații cu o singură suprafață liberă;

– pentru ziduri sau fundații cu douăsuprafețe libere;

găurile se amplasează pe un rând nR = 1;

găurile se amplasează pe două rânduri, nR=2;

găurile se amplasează pe trei rânduri, i nR=3;

În cazul când există un singur rând de găuri atunci se va fixa la 2/3 din grosimea zidului, fig.l2.6.

Fig. 12.6. Împușcarea de fundații și ziduri de beton armat, beton

sau zidărie cu găuri verticale

a- ziduri sau fundații cu două suprafețe laterale libere; b- ziduri sau fundații cu o suprafață laterală liberă; c- fundații fără suprafețe laterale libere.

Numărul de rânduri se obține prin rotunjire la valoarea superioară (dacă rezultatul nu este număr întreg).

Distanța dintre găuri:

– pentru beton armat:

dacă:

W ≤ 0,20 (m) a = 0,30 (m)

0,20 (m) ≤ W ≤ 0,33 (m) a = 1,5 · W (m)

W > 0,33 (m) a = 0,5 (m)

– pentru beton și zidărie:

dacă:

W ≤ 0,20 (m) a = 0,33 (m)

0,20 (m) ≤ W ≤ 0,67 (m) a = 1,5 · W (m)

W > 0,67 (m) a = 1,0 (m)

Lungimea de gaură:

– la distrugerea pe felii:

Lg = Gp = grosimea feliei (m)

– la ultima felie:

Încărcătura explozivă pe gaură:

– la împușcarea de sfărâmare:

pentru beton armat:

pentru beton și zidărie:

– la împușcarea de afânare:

pentru beton armat:

pentru beton și zidărie:

12.1.5. Împușcarea stâlpilor și a coloanelor de susținere

Stâlpii și coloanele sunt elemente de rezistență ale construcțiilor. Împușcarea lor trebuie făcută cu o mare atenție. Acestea au de regulă o structură de fier și o rezistență ridicată.

Proiectarea împușcării trebuie dimensionată astfel încât distrugerea să fie sigură. După împușcare, zona de distrugere a exploziei trebuie să se rupă și astfel să se taie complet stâlpul.

Având în vedere că de obicei stâlpii sunt armați cu metal care se poate tăia cu exploziv numai prin forfecare, se recomandă ca înaintea împușcării în cadrul pregătirilor să se taie metalul din zona de distrugere.

Înălțimea la care se perforează găurile în stâlp trebuie sa fie medie, fără a necesita schele pentru perforare. Lățimea zonei de distrugere se consideră 1 m în cazul în care grosimea stâlpului nu depășește 0,4 m și între 1,5 – 2 m, în cazul în care grosimea este mai mare de 0,4 m.

În cazul stâlpilor din cărămidă sau din piatră sunt necesare numai 3-4 găuri cu care se poate obține efectul dorit.

Găurile se amplasează în așa fel încât poziția încărcăturilor de exploziv să se afle la aceeași distanță față de suprafețele libere.

Dacă stâlpul are forma pătrată și din calcule rezultă că este suficient un singur rând de găuri, atunci acesta se va amplasa pe linia de mijloc a stâlpului. Lungimea găurii va fi egală cu anticipanta, la care se va adăuga jumătate din lungimea încărcăturii, fig.12.7.

Dacă Gs1 = Gs2 atunci: lg = W + 0,5 Q (m).

Dacă stâlpul are forma paralelipipedică găurile vor fi perforate în direcția grosimii mai mari. Lungimea găurii, în acest caz, se determină prin scăderea anticipantei din grosimea zidului:

Dacă Gs1> GS2, atunci: lg = Gs1 – W (m).

Fig.12.7. Împușcarea unui stâlp pătratde beton cu două rânduri de găuri

Dacă jumătate din grosime este mai mare ca anticipanta maximă, adică Gs1/2>Wmax, este necesară perforarea mai multor rânduri de găuri. Numărul rândurilor se determină cu formula:

nR = Gs/Wmax – 1

Întrucât rezultatul nu este întotdeauna număr întreg, se va rotunji după cum urmeaza:

între 0 – 1, nR = 1;

între 1-2, nR = 2;

între 2- 3, nR = 3.

Distanța dintre rânduri este totdeauna egală cu anticipanta. La stâlpii cu formă paralelipipedică și în care s-au perforat mai multe rânduri de găuri, încărcătura nu poate să ajungă în centrul de greutate al acestora. În acest caz trebuie căutat ca repartizarea găurilor să asigure anticipante cu valori apropiate, iar acest lucru se poate realiza cu încărcături fractionate (discontinue).

Repartizarea încărcăturilor discontinue este bine făcută atunci când lungimea burajelor intermediare aflate între porțiunile încărcăturii discontinue este egală cu distanța de la încărcături până la suprafața liberă.

Distanța între găuri:

a = 1,5 W (m) se alege în funcție de materialul din care este format stâlpul.

Daca b < Wmax , atunci:

pentru stâlpi de beton: a = 1,25 · b;

pentru stâlpi de cărămidă: a = 1, 5 · b.

Dacă b > Wmax , atunci:

pentru stâlpi de beton: a = 1,15 · b;

pentru stâlpi de cărămidă: a = 1, 5 · b.

Distanța dintre găurile aceluiași rând, indiferent de rezultatul din calcule, nu poate fi mai mică decât:

0,2 m – pentru stâlpi de beton;

0,25 m – pentru stâlpi de cărămidă.

Mărimea încărcăturilor pe gaură depinde de dimensiunile stâlpului:

Dacă b < Wmax, atunci: Q = 0,5 W · Gs· a (kg)

Dacă b > Wmax, atunci: Q = 0,5 lg· a (kg)

Dacă grosimile sunt reduse, atunci încărcătura de exploziv ce rezultă din calcule poate fi așa de micăîncât să nu se poată iniția corespunzător cu capse. Din acest motiv nu se admit încărcături mai mici de 50 g.

12.1.6. Împușcarea bolților

Bolțile sunt construcții din zidărie de cărămidă, bolțari, piatră naturală și foarte rar din beton. Acest tip de construcții este întâlnit la acoperirea de încăperi, în construcția tunelelor, la acoperirea de canale subterane și construcția de poduri.

În funcție de forma bolții se alege modul de demolare; fără sau cu folosirea explozivilor.

Pentru demolarea bolților, cu metode clasice, este necesară construirea de schele costisitoare.

Din punct de vedere al siguranței, împușcarea bolților previne accidentele și aduce mari economii.

Rezultatul demolării cu explozivi depinde de tehnica de împușcare acceptată, iar aceasta la rândul ei, depinde de forma bolților și de construcțiile învecinate.

Cu cât bolta este mai puțin pronunțată, cu atât demolarea este mai usoară. În practică se aplică două metode:

împușcarea prin metoda pană sau cu șlițuri, fig.12.8.

împușcarea pe întreaga suprafață sau prin metoda succesivă, fig.12.9.

Dacă bolta este sau se poate elibera pe ambele suprafețe, atunci găurile se perforează radial față de curbura bolții de sus în jos și numai în cazuri de excepție, când nu este posibil acest lucru, se execută perforarea de jos în sus de pe schele montate sub boltă.

În cazul împușcărilor prin metoda pană atât bolta cât și picioarele se împușcă odată. La împușcarea prin metoda pană condiția de bază este ca pana împușcată să fie cel puțin dublă față de grosimea peretelui. Direcția panei este paralelă cu axul longitudinal al bolții.

Calculele privind elementele geometrice ale împușcării sunt identice cu cele de la ziduri.

Fig.12.8. Împușcare prin metoda pană

Fig. 12.9. Împușcare prin metoda succesivă

Împușcarea se execută cu capse milisecundă. Nu este admisă folosirea capselor cu mică întârziere. Prima dată se împușcă găurile amplasate în boltă și dupa aceea, la un interval de 25-75 ms, se împușcă găurile din piciorul bolții.

În același rând se folosesc numai capse cu aceeași treaptă de întârziere.

Metoda pană este folosită mai ales atunci când există probleme create de unda aeriană de șoc, când trebuie limitat numărul de găuri explodate, sau când în vecinătate există obiective care trebuiesc protejate.

Unda seismică se naște prin explodarea găurilor din piciorul boltei, mai ales dacă aceasta are contact cu solul (este construit îngropat). Unda seismică care ia nastere la explodarea bolții este neglijabilă. Dacă în apropiere există clădiri sau construcții sensibile la trepidații, se recomandă executarea găurilor perpendicular pe axa bolții.

Dacă bolta este formată, din cărămidă sau piatră, este indicată utilizarea metodei pană. Bolțile în cădere se distrug în așa fel ca să se poatăîncărca și transporta fără dificultați.

Împușcarea pe întreaga suprafață sau prin metoda succesivă, se caracterizează prin faptul că găurile se amplasează pe rânduri dispuse paralel cu deschiderea bolții. În cele mai multe cazuri găurile din două rânduri învecinate se amplasează în eșichier, fig.12.10. Această metodă necesită o forare suplimentară și foarte exactă, iar, datorită folosirii încărcăturilor discontinue, este necesară o cantitate de muncă suplimentară.

Fig 12.10. Împușcarea bolților

a- împușcarea unui șliț în coamă la bolți sub formă de segment de cerc;

b- împușcarea de șlițuri la baza bolții și în coamă, la bolți sub formă de semicerc;

c- împușcarea de rânduri de găuri pe întreaga suprafață la bolți cu două suprafețe libere; d- împușcarea de rânduri de găuri pe întreaga suprafață la bolți cu o suprafață liberă

La împușcarea pe întreaga suprafață se aplică împușcarea cu întârziere cu un interval de timp de 25-50 ms între rânduri, de la o margine la cealaltă a bolții, sau concomitent dinspre ambele margini înspre rândul din mijloc.

Împușcarea bolților creează probleme deosebite, deoarece aruncarea fragmentelor de material este mai pronunțată. În acest caz se recomandă folosirea anvelopelor uzate legate între ele, care, asezate la locul exploziei, dau o siguranță mărită și anulează aproape complet efectul aruncării.

Parametrii de împușcare:

Anticipanta: W = 0,5 · Gp (m)

Distanța între găuri:

dacă W < 0,20 m a = 0,30 m

0,20 m < W < 0,67 m a = 1,5 · W (m)

W > 0,67 m a = 1,0 m

Distanța între rânduri: b = 0,866 · a (m)

Numărul de rânduri de găuri la împușcarea de șlițuri în coama bolții:

la bolți sub formă de segment de cere, fig.12.10a:

, dacă rezultă:

nR<1,5 se alege nR =1

1,5 <nR< 2,5 se alege nR = 2

2,5 < nR< 3,5 se alege nR = 3

la bolți sub formă de semicerc, fig.12.10b:

Numărul de rânduri de găuri la șlițurile de la baza bolții:

la bolți sub formă de semicerc:

Numărul de rânduri de găuri la împușcarea pe întreaga suprafață a bolții:

Lungimea de gaură:

la bolți cu ambele suprafețe libere, fig.11.10 a, b, c:

Gp<2,0m

Gp> 2,0 m 1g =Gp- 0,67 (m)

la bolți cu o suprafață liberă, fig.11.10d.

Gp<2,67m

Gp> 2,67 m lg=Gp-0,67 (m)

Încăcătura explozivă pe gaură:

la împușcarea de șlițuri:

W < 1,0 m

W > 1,0 m

la împușcarea pe întreaga suprafață:

W < 1,0 m

W > 1,0 m

12.1.7. Împușcarea coșurilor

Coșurile industriale au de regulă secțiune circulară și în cazuri mai rare au secțiunea pătratică, dreptunghiulară sau hexagonală. Ele sunt construite din zidărie de cărămidă sau din beton armat.

La împușcarea coșurilor trebuie să se ia o serie de măsuri pregătitoare, prin tăierea tuturor elementelor din zona de distrugere proiectată, care pot săîmpiedice rezultatul (centuri metalice, paratrăsnete, scări de foc, etc.).

Având în vedere că aceste construcții au înălțimi mari, uneori peste 100 m, trebuie luate măsuri speciale pentru dirijarea căderii lor.După modul de dirijare există mai multe cazuri:

Culcarea dirijată a coșului

În acest caz întreaga încărcătură explozivă se amplasează în jumătatea secțiunii dinspre direcția de cădere. Pentru acest lucru se perforează jumătate din circumferința coșului în direcția în care se dorește căderea, cu un rând de găuri, iar direcția de cădere se fixează prin perforarea unei arii de 1/4 L din lungimea totală a circumferinței cu încă două rânduri de găuri în zona centrală a semicircumferinței perforate cu un rând de găuri, fig.12.11.

L= Perimetru

Fig. 12.11 Culcarea dirijată a coșului

În acest caz, pentru o dirijare mai bună, se folosesc capse milisecundă și se împușcă prima dată găurile cuprinse in aria ¼ L.Secțiunea de rupere se plasează în general la 1 m deasupra solului, iar în cazul celor așezate pe fundații deasupra acesteia.

Căderea pe verticală pe locul unde este amplasat

Pentru căderea coșului pe locul unde este amplasat, se perforează complet toată circumferința cu doua rânduri de găuri, fig.12.12. Găurile sunt umplute cu exploziv în mod egal și se împușcă deodată.

L= Perimetru

Fig. 12.12. Căderea pe verticală a coșului

Căderea pe locul fixat

În acest caz se perforează, în partea în care se dorește căderea coșului, trei rânduri de găuri pe o arie de 1/4 L, în rest pe toată circumferința se va perfora numai un rând de găuri, fig.12.13.

Încărcătura de exploziv se amplasează și în jumătatea opusă căderii, unde inițierea se realizează cu întârzierea de cel puțin 25 ms față de încărcătura pe direcția de cădere.

Fig.12.13. Căderea coșului pe locul fixat

Căderea pe locul indicat folosind breșe

În acest caz se perforează pe 2/3 L trei rânduri de găuri și se execută câte o breșă pe înălțimea zonei de distrugere și cu lățimea egală cu dublul grosimii peretelui, ca în fig. 12.14. Metoda se aplică la coșuri din beton armat.

Fig.12.14. Căderea coșului pe locul indicat folosind breșele

Coșurile industriale au în general în interior o căptușeală cu grosimea de până la 0,38 m prinsă cu lamele de coș, menținându-se un spațiu gol de 0,05 ÷ 0,5 m. Căptușelile cu grosimi până la 0,15 m nu se iau în considerație la împușcare. La coșurile cu căptușeli groase de 0,15 ÷ 0,24 m se folosesc încărcături explozive mărite plasate în zidăria coșului, care conduc și la distrugerea căptușelii. În cazul existenței unor căptușeli mai groase de 0,25 m se execută și împușcarea acesteia cu încărcături plasate pe un rând de găuri înspre direcția de răsturnare.

La demolarea coșurilor industriale din zidărie cu grosimi de până la 0,67 m se folosesc cartușe de exploziv cu diametrul de 25 mm, iar la zidării mai groase se folosesc cartușe de exploziv cu diametrul de 40 – 50 mm.

Ca material de buraj se folosește ipsosul amestecat cu nisip. Ca mod de împușcare se aplică de regulă cel cu inițiere instantanee, iar la răsturnare, împușcarea cu întârziere.

Pentru prevenirea efectului de aruncare a schijelor se acoperă încărcăturile explozive cu diferite materiale, de exemplu, covor de cauciuc; baloturi de paie sau altele.

La determinarea elementelor geometrice ale împușcării sunt folosite aceleași relații de calcul ca la ziduri.

Parametrii de împușcare:

Anticipanta:

W = 0,5 · Gp (m)

Distanța între găuri:

pentru coșuri din zidărie:

dacă:

W≤0,20 m a = 0,30 m

0,20m<W≤ 0,67m a = l,5 · W (m)

W> 0,67 m a = 1,0 m

pentru coșuri din beton armat:

dacă:

W ≤ 0,20 m a = 0,30 m

0,20 m<W ≤ 0,33 m a = l,5 · W (m)

W> 0,33 m a = 0,5 m

Distanța între rânduri:

b = 0,866 · a (m)

Numărul de rânduri de găuri:

demolare prin răsturnare într-o anumită direcție:

pentru coșuri din zidărie:

nR = 3 în zona centrală pe 1/4 din circumferință pe direcția de cădere;

nR=1 în restul de până la 1/2 din circumferință.

pentru coșuri din beton armat:

dar minim 3 rânduri pe 2/3 din circumferință.

demolare prin cădere în sine pe locul construcției

numai pentru coșuri din zidărie

dacă:

Gp< 0,63 m nR = 2

0,67 m < Gp ≤ 1,34 m nR=3 pe toată circumferința

Lungimea de gaură:

daca:

Gp< 2,0 m – pentru coșuri din zidărie

lg = 2/3 · Gp (m)- pentru coșuri fără căptușeală sau când grosimea acesteia este mai mică de 0,15 m;

Gp< 1,33 m – pentru coșuri din beton armat

lg=3/4 · Gp (m) – pentru coșuri cu căptușeli groase de 0,15-0,25 m.

Încărcătura explozivă pe gaură:

dacă:

W< 1 m Qg = a · lg(kg)

W> 1 m Qg = a · lg · W(kg)

12.1.8. Împușcarea clădirilor înalte și a turnurilor cu dirijarea căderii

în sensul dorit

În lucrările de demolare trebuie ținut cont permanent de condițiile specifice ale zonei unde se execută împușcarea.

Aproape în totalitatea cazurilor căderea construcțiilor trebuie să fie dirijată într-o anumită direcție, ca să fie prevenită blocarea arterelor de circulație, pentru evitarea avarierii altor clădiri și obiective din apropiere. Prin dirijarea demolării se poate limita transmiterea undei aeriene de șoc și aruncarea fragmentelor din construcție într-un sens, sensul opus căderii. Pentru dirijarea căderii în sensul dorit rețeaua de găuri trebuie executată corect și trebuie stabilită corespunzător ordinea împușcării.

Găurile se amplasează pe partea clădirii unde se dorește căderea. În funcție de grosimea zidurilor se execută mai multe rânduri de găuri (2-5). În același mod se perforează zidurile laterale și zidurile interioare care depășesc grosimea de 20 cm. Zidul portant (de rezistență), din partea opusă căderii, nu se perforează.

Pentru o bună dirijare a căderii se folosesc capse electrice cu micro-întârziere sau capse milisecundă. Se recomandă, pe cât este posibil, folosirea capselor milisecundă.

Modul de amplasare a găurilor este redat în fig.12.15.

Turnurile se deosebesc de celelalte construcții prin zveltețea lor. Pentru demolare prin împușcare o construcție se încadrează la turnuri când înălțimea este de cel puțin 10 m iar dimensiunea cea mai mare a bazei respectiv diametrului exterior este mai mic de o trime din înălțime, fig.12.16.

Fig.12.15. Modul de amplasare a găurilor la demolarea clădirilor înalte

Fig.12.16. Valori orientative pentru încadrarea construcțiilor

în categoria turnurilor

Procedeele de demolare ale turnurilor sunt identice cu cele ale coșurilor industriale înalte. Dacă un turn trebuie răsturnat într-o anumită direcție, atunci prin împușcare trebuie desprinsă din turn o pană de detașare.

Pana trebuie să fie realizată la turnurile rectangulare pe toată lungimea peretelui frontal și pe 2/3 din lungimea pereților laterali, iar la cele rotunde pe 2/3 din circumferință, fig.12.17.

Fig.12.17. Dimensiunea penei de detașare la demolarea turnurilor de zidărie prin răsturnare într-o anumită direcție

La turnurile din zidărie, înălțimea penei de detașare trebuie să fie cel puțin dublul grosimii peretelui, fig. 12.17. La turnurile din beton armat, dimensionarea în plan a penei de detașare se face la fel, dar înălțimea penei este dependentă de dimensiunile bazei turnului și de grosimea zidului și poate fi cuprinsă între 3 și 20 ori grosimea zidului.

Această înălțime se poate stabili și grafic. Prin rotirea în punctul "O" a centrului de greutate "M" a turnului până în " M' " pe fața exterioară a zidului în direcția de răsturnare, obținem unghiul α, care va fi unghiul de vârf al penei de detașare, fig. 12.18.

Fig.12.18. Stabilirea grafică a înălțimii penei de detașare

Turnurile construite sub formă de schelet din beton armat se demolează numai prin răsturnare, distrugîndu-se în acest sens picioarele de sprijin. Pe partea în care se răstoarnă turnul, se distrug picioarele pe înălțimea care să ducă la răsturnarea turnului, iar pe partea opusă se execută numai o fracturare a stîlpilor. Încărcătura explozivă destinată fracturării se detonează cu o întîrziere de 75 – 100 ms față de cea din direcția de cădere.În zona de fracturare și în cea de distrugere se execută în prealabil o tăietură în armăturile metalice de rezistență.

În cazul turnurilor din zidărie pentru a se realiza căderea în sine pe locul construcției, încărcătura explozivă se repartizează uniform pe întreaga secțiune.

Indiferent de metoda de demolare, dacă turnul are și pereți interiori sau stâlpi de susținere, se va ține seama și de aceștia. Secțiunea de rupere se alege astfel ca să se poată realiza ușor perforarea găurilor. În majoritatea cazurilor se impune construirea de schele de lucru. Găurile se pot perfora din exterior sau interior. La detonarea încărcăturilor din pana de detașare se folosește împușcarea instantanee. La răsturnarea construcțiilor cu lungime scurtată, sau laconstrucțiile sub formă de schelet dinbeton armat, se aplică împușcareacuîntârziere de milisecunde. Înfuncție de obiectivele din jur pentru reducerea efectului de aruncare, încărcăturile explozive se acoperă cu covoare dinbandăsau cu baloturi din paie. Toate calculele care se fac pentru demolarea turnurilor sunt identice cu cele de la demolarea coșurilor.

Împușcarea betonului

Împușcarea betonului este legată de demolarea clădirilor și a obiectivelor industriale dar și de curățirea locului rămas de unde trebuie îndepărtate fundațiile macaralelor, a echipamentelor industriale, etc.

În cazul macaralelor și diverselor echipamente industriale ar fi foarte util dacă fundațiile ar fi turnate cu tuburi de plastic încorporate care ar putea fi încărcate cu explozivi când va veni vremea împușcării.

Este totuși dificil să se proiecteze rețele generale valabile de perforare și împușcare, întrucât calculul încărcăturii se face în funcție de geometria obiectului, armarea și rezistența acestuia.

De exemplu obiectele înguste puternic armate ar putea necesita încărcături specifice de 1,0 până la 3,0 kg/m3 în timp ce obiectele nearmate ar putea fi împușcate cu încărcături specifice de 0,3 până la 0,7 kg/m3.

În tabelul 12.1, sunt prezentate principalii parametri pentru împușcarea obiectelor groase din beton.

Tabelul 12.1. Încărcătura specifică și rețeaua găurilor la împușcarea obiectelor groase din beton

Când se împușcă obiecte subțiri din beton precum planșee, pereți, etc rețeaua de amplasare a găurilor trebuie să fie relativ densă.

Găurile de împușcare prea distanțate ar putea avea drept rezultat o împușcare ratată apărând doar fisuri în jurul găurilor.

Încărcătura specifică necesară pentru pereți, planșee și coloane de beton este:

– pereți și planșee – 1,5 – 3,0 kg/m3;

-coloane – 1,0 – l,5 kg/m3.

În tabelul 12.2. este prezentată dispunerea găurilor și încărcarea acestora funcție de grosimea betonului.

Tabelul 12.2. Adâncimea găurilor, dispunerea acestora și încărcarea pe gaură

în funcție de grosimea betonului

Se poate concluziona că la împușcarea betonului, explozivul trebuie distribuit în obiectul de demolat în cât mai multe găuri posibil. Este preferabil să se utilizeze mai multe găuri de diametru mic în loc de puține și cu diametrul mare și mai multe încărcături mici în loc de puține și mari.

12.1.9. Împușcarea clădirilor rezidențiale

Demolarea clădirilor din zidărie

Clădirile din zidărie sunt construcții din cărămidă, bolțari sau piatră naturală.

Pentru demolarea acestor clădiri se creează o secțiune de rupere plasată la parterul clădirii sau în pivniță. În anumite situații secțiunile de rupere se plasează la ambele nivele.

Plasarea secțiunii de rupere în pivniță sub nivelul solului în ziduri cu o suprafață liberă, elimină complet efectul de aruncare a bucăților de material.

Secțiunea de rupere la nivelul peretelui se plasează la 0,5 – 0,8 m deasupra pardoselei cu un număr de rânduri de găuri orizontale în funcție de grosimea zidulurilor. Dacă clădirea are în zidurile exterioare multe goluri constituite din ferestre și uși, secțiunea de rupere se plasează la acest nivel.

Demolarea clădirilor se poate face prin dărâmarea lor pe locul construcției sau prin dirijarea dărâmării într-o anumită direcție, folosind împușcarea cu întârziere.

Dacă se impune demolarea numai parțială a unei clădiri se aleg ca limite rosturile de dilatare sau se creează în prealabil șlițuri de separare.

La demolarea clădirilor ce necesită un număr mare de încărcături, pentru explodarea acestora se folosesc explozoare de mare capacitate sau se folosesc grupe de încărcături de aceeași întârziere, legate între ele în diferite moduri.

Colțurile clădirilor constituie zone de rezistență care trebuie să fie luate în considerare la calculul încărcăturilor aferente. Dacă există colțuri rezultate din îmbinarea mai multor ziduri de diferite grosimi, în calcule se iau zidurile cu grosimea cea mai mare.

Puncte de rezistență suplementare constituie și hornurile și canalele de aerisire. Hornurile au de regulă secțiuni interioare de 0,13 x 0,13 m sau 0,26 x 0,26 m, cu grosimea peretelui 0,12 ÷ 0,25 m. Pentru distrugerea hornurilor se folosesc încărcături concentrate de 0,200 ÷ 0,600 kg introduse în horn prin fostul canal de legătură cu soba și suspendate la nivelul secțiunii de rupere a zidurilor. La amplasarea găurilor în ziduri, prima gaură se plasează direct la marginea hornului.

La demolarea clădirilor, dimensionarea parametrilor de împușcare se face separat pentru ziduri, colțuri, coloane și stâlpi de susținere.

Parametrii de împușcare pentru ziduri cu două sau cu o suprafață liberă, fig.12.19.

Fig.12.19. Împușcarea unor ziduri din beton armat, beton sau zidărie

cu una sau două suprafețe libere, cu găuri orizontale

a – ziduri cu două suprafețe libere; b – ziduri cu o suprafața liberă

În calcul se iau ziduri a căror grosime este mai mare de 0,12 m. Zidurile cu grosimea mai mică de 0,12 m se distrug total sau parțial cu diferite metode înainte de împușcarea construcției.

Anticipanta: W = 0,5 · Gp (m)

Distanța dintre găuri:

dacă:

W ≤ 0,20 m a = 0,30 m

0,20 m ≤ W ≤ 0,67 m a = 1,5 · W (m)

W > 0,67 m a = 1,0 m

Numărul minim de rânduri de găuri:

dacă:

Gp ≤ 0,5 m nR = 1

0,5 m < Gp ≤ 1,70 m nR = 2

1,70 m < Gp ≤ 2,55 m nR = 3

Distanța dintre rânduri:

b = 0,866 · a (m)

Lungimea de gaură:

pentru ziduri cu două suprafețe libere:

dacă:

Gp≤0,50 m

0,5 m < Gp ≤ 2,0 m

Gp> 2,0 m 1g = Gp – 0,67 (m)

pentru ziduri cu o suprafață liberă:

Gp ≤ 0,50 m

0,5 m < Gp ≤ 2,0 m

Gp> 2,0 m lg = Gp – 0,67 (m)

Parametrii de împușcare pentru stâlpi, piloni și coloane de susținere din zidărie, fig.12.20

Fig.12.20. Împușcarea de stâlpi, piloni și coloane de susținere din zidărie,

cu găuri orizontale

Anticipanta:

dacă:

– găurile se amplasează pe un rând; nR = 1

– găurile se amplasează pe două rânduri; nR = 2

– găurile se amplasează pe trei rânduri; nR = 3

Distanța între găuri:

dacă:

W ≤ 0,20 (m) a = 0,30 (m)

0,20 (m) ≤ W ≤ 0,67 (m) a = 1,5 · W (m)

Numărul de găuri pe un rând:

dacă:

(a + W) ≥ Gmin ng = 2 găuri/rând

(a + W) < Gmin ng = 3 găuri/rând

Lungimea de gaură:

dacă:

> 1 lg = Gp – W (m)

≤ 1, Gp ≤ 1,0 (m) lg = 0,6 · Gp (m)

1,0 (m)< Gp ≤ 1,34 (m)

Gp> 1,34 (m)

Încărcătura de exploziv pe gaură:

Demolarea clădirilor cu structură de rezistență din beton sau beton armat

Pentru asigurarea luminii naturale și a ventilației, secțiunile transversale a acestor tipuri de clădiri au o lățime în general mai mare decât 12 m (vezi fig. 12.21). De aceea, clădirea tipică are o schemă structurală ce se bazează pe un cadru de rezistență, constând din plăci (beton) cu armătura în direcții perpendiculare și sprijinite pe un sistem central și periferic de grinzi.

a – panouri longitudinale b – panouri transversale

Fig. 12.21. Structură tipică de clădire rezidențială

Structura poate fi considerată ca fiind construită pe două grupuri de cadre, unul transversal cu trei (3) piloni și două (2) grinzi pe fiecare etaj, și unul longitudinal cu 5-14 piloni pe fiecare etaj și distanța între doi stâlpi consecutivi de 3-4,5 m.

Aceste valori pot fi mai mari pentru că, în clădirile normale cu fațade lungi există un rost de dilatare la fiecare 40-50 m.

Cadrele longitudinale sunt identice în față și în spate și pentru rândul central de stâlpi. În cazul existenței plăcilor de beton, cadrele transversale nu sunt cadre în sensul adevarat al cuvântului, deoarece legătura între stâlpi și structura orizontală se face prin grinzile longitudinale. În consecință, momentele de încovoiere din plăci sunt transferate prin torsiune grinzilor. De aceea, expertul în demolare trebuie să ia în considerare punctele tari ale construcției față de inginerul constructor care stabilește punctele slabe ale construcției.

Exercițiul de bază în planificarea demolarii este imaginarea structurii ipotetice realizată din interconectarea fermă a plăcilor și stâlpilor, cu ignorarea punctelor slabe posibile. În acest model ipotetic, plăcile vor avea o lățimc egală cu distanța medie dintre centrele stâlpilor adiacenti.

Se consideră structura standard, o structură cu distanța între stâlpi (piloni) la fațadă cât și central la 3 m unul de altul, iar cele 3 rânduri de piloni distanțate la 5 m (AB) respectiv 7 m (BC), fig.12.22.

Fig.12.22. Diagrama de interconectare între plăci,

grinzi și piloni în clădiri rezidențiale

În cazul demolării se ține cont în primul rând de solicitarea permanentă, care se calculează considerând cu aproximație:

250 kg/m2 – pentru plăci;

100 kg/m2 – pentru planșee;

50 kg/m2 – pentru linia pereților (în cazul unei camere mari).

În funcție de aceasta se calculează momentele între puncte (A,B,C), respectiv MAB, MBC. Se poate calcula rigiditatea asociată fiecărui pilon, după relația:

W = K•J•I0/l

unde:

K – coeficient ce depinde de forma grinzii;

J – modulul de elasticitate al grinzii;

Io – momentul de inerție al grinzii;

1 – lățimea grinzii.

W exprimă capacitatea grinzii de a rezista la rotația indusă la capătul momentului. Se pot calcula, prin aproximări succesive, momentele în punctele A, B, C, respectiv MA, MB, MC. În continuare, calculându-se presiunile maxime în pilon, se examinează dacă prin scoaterea unuia dintre piloni A, B sau C se compromite stabilitatea structurii.

Prin eliminarea rândului central de piloni, de la etaj coborând spre podea, este asigurată prăbușirea clădirii.

Este recomandabil, dacă situația o permite, să se creeze discontinuități într-unul din rândurile periferice de piloni, pentru că, în timpul prăbușirii, înclinarea construcției introdusă de momcntelc adiționale din piloni și mărirea spărturilor, direcționează căderea în cea mai apropiată direcție.

În practică, această problemă este complicată de faptul că orice clădire de acest tip are casa scărilor și lift. Acestea, în general au pereți cu armături din fier beton, iar datorită formei constituie un element de rezistență cu mare influență în direcționarea prăbușirii. Casa scăriisau pereții liftului dau mai multă rezistență structurii decât pilonii și plăcile, creând un moment de inerție foarte important. Datorită celor arătate mai sus, o procedură de demolare corectă se realizează prin crearea unei zone de discontinuitate în pereții liftului. Similar trebuie procedat și în cazul celor doi pereți ai casei scărilor.

Parametrii de împușcare pentru grinzi, stâlpi și coloane de susținere din beton armat, cu găuri orizontale sau verticale, fig. 12.23.

Fig.12.23. Împușcarea de grinzi, stâlpi și coloane de susținere

din beton armat cu găuri orizontale sau verticale

Anticipanta:

dacă:

– găurile se amplasează pe un rând; nR = 1

dacă:

– găurile se amplasează pe două rânduri; nR = 2

dacă:

– găurile se amplasează pe trei rânduri; nR = 3

Distanța între găuri:

daca:

W< 0,20 m a = 0,30 m

0,20 m< W < 0,33 m a = 1,5 · W m

W> 0,33 m a = 0,50 m

Lungimea de gaură:

dacă:

> 1 lg = Gp – W (m)

≤ 1 și Gp ≤ 0,67 m lg = 0,6 · Gp (m)

Gp> 0,67 m se introduc două încărcături discontinue.

Încărcătura explozivă pe gaură:

pentru sfărâmarea completă a betonului dintre armături:

pentru afânarea betonului dintre armături:

Numărul și mărimea încărcăturilor parțiale (discontinue) pe gaură:

dacă:

< 1,5 nîp = 1

1,5 << 2,5 nîp = 2

2,5 << 3,5 nîp = 3

Parametrii de împușcare pentru plafoane din beton armat și planșee din beton armat sau beton cu găuri verticale, fig.12.24.

Fig.12.24. Împușcarea de plafoane din beton armat și planșee din beton

armat sau beton cu găuri verticale

a) plafoane; b) planșee

Anticipanta:

pentru plafoane (fig.12.24.a)

W=0,5 · Gp(m)

pentru planșee (fig.12.24.b)

W-3/4 · Gp (m)

Distanța între găuri:

daca:

W< 0,20 m a = 0,30 m

0,20 m <W < 0,33 m a = 1,5 · W(m)

W > 0,33 m a = 0,50 m

Distanța între rânduri:

b = 0,866 · a (m)

Lungimea de gaură:

pentru plafoane (fig.12.24.a)

lg=2/3 · Gp(m)

pentru planșee (fig.12.24.b)

lg=3/4 · Gp (m)

Încărcătura explozivă pe gaură:

pentru beton armat:

pentru beton:

Încheiem această parte a materialului prin a arăta că demolarea prin împușcare a fost introdusă în anii 1960 și că de atunci și până astăzi în dorința de a curăța zone industriale scoase din uz și blocuri vechi au fost împușcate sute de clădiri și construcții industriale.

Au fost împușcate atât clădiri și construcții din cărămidă cât și din beton și beton armat. Principiul împușcării de demolare a fost și rămâne acela de a împușca cadrul de sprijin vital la nivelul pardoselii. Greutatea proprie a clădirii va dărâma apoi restul din structura de sprijin.

Pentru a reduce la minim numărul găurilor de împușcare în tăietură, este important să se folosească toate deschiderile (de exemplu ferestre, uși, etc.) existente la parter unde este plasată tăierea.

Pentru a obține o ruptură maximă și direcția necesară de prăbușire, proiectul schemei de aprindere a încărcăturilor explozive este de cea mai mare importanță.

Este dificil să se dea un sfat general de cum trebuie demolată o clădire prin împușcare întrucât experiența arată că fiecare clădire necesită un calcul riguros al încărcăturilor și o schemă de aprindere proprie în concordanță cu tipul de construcție, amplasament, relația cu alte clădiri și obiective din zonă, distanța față de căile de transport etc.

12.1.10. Împușcarea elementelor metalice

Construcțiile metalice realizate din profile metalice simple sau combinații între diferite profile se pot dezmembra pe cale mecanică prin tăiere și prin împușcare cu exploziv. Pentru împușcarea elementelor metalice se folosesc explozivi cu brizanță mare.

Explozivul se așează pe suprafața metalică supusă împușcării, ca încărcătură aplicată și în găuri perforate. În ambele cazuri se acordă o atenție deosebită lucrărilor de burare. La încărcăturile aplicate explozivul face contact direct cu metalul.

La împușcarea elementelor din profile și laminate explozivul se amplasează în așa fel încât profilul să fie supus la efectul de forfecare, ca în fig.12.25.

Explozivul se poate fixa cu sfoară sau cablu metalic subțire. Efectul exploziei se poate mări folosind burajul adecvat. Ca material de buraj este indicată folosirea nisipului, a argilei, sau a sacilor de polietilenă umpluți cu apă.

Forfecarea perfectă se realizeaz încazul în care încărcăturile așezatăpe cele două fețe ale profilului, explodează în același timp și sunt așezate la o distanță între ele egală cu grosimea suprafeței de rupere. Pentru inițiere se folosesc capse milisecundă, capse instantanee, sau fitil detonant.

Dacă explozia trebuie dirijată sau efectuată după o linie dată se indică slăbirea prealabilă a rezistenței construcției. În acest scop se folosesc încărcături cumulative dirijate. Încărcăturile cumulative trebuiesc burate corespunzător. După slăbirea așa-numitelor suprafețe de tăiere, împușcarea construcțiilor metalice se poate face cu încărcături mai mici, fig. 12.26. Această metodă este folosită numai în cazuri deosebite, fiindcă este costisitoare și necesită o muncă suplimentară.

Fig. 12.25. Amplasarea încărcăturii explozive pentru forfecarea unui profil metalic

1-fitil detonant; 2-exploziv; 3-buraj; 4-capsă; G-zonă de distrugere.

Fig. 12.26. Încărcături cumulative dirijate 1-fitil detonant;

2-încărcături cumulative; 3-zonă slăbită după împușcare.

Necesarul de exploziv este în funcție de suprafața transversală a profilului de tăiat și de consumul specific de exploziv. Acesta se calculează cu relația:

Q = S · q (kg)

unde:

Q – este cantitatea de exploziv necesară, kg;

S – suprafața transversală a profilului metalic, cm2;

q – consumul specific de exploziv, kg/cm2

Valoarea lui q se determină prin încercări. Primele încercări se execută cu q=0,05 kg/cm2 și în funcție de rezultatul obținut se mărește sau se micșorează cantitatea de exploziv. Cantitatea de exploziv este în funcție de starea de tensiune a materialului. Profilele supuse la forța de tracțiune necesită o cantitate mai mică de exploziv decât cele care sunt supuse la forța de compresiune, diferența fiind de 15-20%.

Pentru calcule orientative, consumul specific de exploziv poate fi luat după cum urmează:

q = 0,025 kg/cm2 pentru profile supuse la întindere;

q = 0,030 kg/cm2 pentru profile nesupuse la solicitări;

q = 0,035 kg/cm2 pentru profile supuse la compresiuni.

La construcțiile compuse din mai multe elemente, cantitatea de exploziv rezultată din calcule trebuie repartizatăîn funcție de numărul suprafețelor. Pentru ușurarea muncii se pot folosi suporturi din lemn pentru exploziv. Prin aceasta se obține un contact perfect între explozivi și suprafața supusăîmpușcării. În aceste suporturi aranjarea explozivului trebuie facută ca să se respecte schema din figura 12.26.

Prin folosirea suporturilor, confecționate pentru fiecare punct de împușcare în funcție de forma lui, se poate reduce substanțial timpul de pregătire al împușcării și se pot evita greșelile de amplasare și fixare a explozivului. Interiorul suportului se umple cu nisip sau argilă. Suportul se acoperă cu saci de nisip.

În cazul căîn construcție există cabluri metalice, acestea nu se împușcă. Se recomandă taierea lor cu sudură.

Din punct de vedere al securității, la efectuarea distrugerii construcțiilor metalice, încărcăturile explozive se acoperă cu covoare din bandă de cauciuc, plase, baloturi de paie sau alte materiale, iar distanța de siguranță se stabilește la 1000 m.

În literatura tehnică de specialitate, se menționează, din ce în ce mai frecvent, în ultimii ani, demolarea unor structuri, mașini și echipamente metalice cu ajutorul explozivilor. De exemplu, cea mai mare draglină pe șenile din lumeconsiderată o minune inginerească, care cântărea aproape 600 tone a fost demolată în 2002 cu ajutorul explozivilor.

12.1.11. Împușcarea grinzilor de beton armat liber susținute

Pentru a doborâ o astfel de grindă este suficientă slăbirea într-un punct în lungul secțiunii. Este întotdeauna avantajoasă retezarea secțiunii la jumătatea distanței între punctele de sprijin. Deoarece fierul beton în aceste structuri este întotdeauna concentrat în partea de jos a grinzii, explozivul va fi plasat pe fața superioara a acesteia.

Pentru a fi siguri de căderea grinzii, partea retezată de explozie trebuie sa fie mai lungă decât grosimea celor doi suporți, fig.12.27. Mecanismul căderii grinzii libere (dupa împușcare la mijloc) se poate vedea în fig. 12.28.

Fig.12.27. Grinda liber susținută și amplasarea explozivului pentru demolare

Fig.12.28. Ruperea și căderea unei grinzi liber susținute

12.1.12 Împușcarea grinzilor continue

Principiul este ilustrat considerând cazul unei grinzi cu trei deschideri, între două structuri (vezi fig.12.29). Uzual, lungimea deschiderii este mai mare decât înălțimea ( l>h), iar lungimea deschiderii centrale mai mare decât dublul înălțimii (l'>2h). Grinda se sprijină în A și D, în timp ce B și C sunt parte integrantă cu stâlpii.

Fig.12.29. Împușcarea grinzilor continue

Practicând șase retezări in structuri (trei în grinzi și trei în suporți) și creând "balamale", întregul sistem devine instabil câtre punctul de prăbușire. Explozivul crează balamale în stâlpii principal. Totuși, în practică se realizează adesea tăieturi propriu-zise în locul "balamalelor". Acest fapt induce solicitări dinamice, care completeaza procesul de dezintegrare și structura se prăbușește.

12.1.13. Împușcarea podurilor

Pod arcuit

La acest tip de construcții grinda inferioară este supusă la încovoiere, iar ansamblul conține o structură de beton armat solidă.

Pod arcuit cu poziționarea încărcăturii pentru demolare

Pod arcuit rămas în picioare

Fig.12.30. Demolarea unui pod arcuit

De aceea, la demolare, fiind imposibilă retezarea armăturii cu exploziv, este preferabilă concentrarea explozivului în partea superioară a arcului care este supus la compresiunc și crearea de discontinuități ("balamalele") în exces față de strictul necesar, pentru a evita riscul creerii de elemente în cumpănă, care rămân pe poziție, fig. 12.30.

Este necesar să se calculeze dacă grinda inferioară poate susține sarcina propriei greutăți și aceea a arcului demolat. Dacă se întâmplă aceasta este necesară crearea unei discontinuități în această parte a structurii, fig. 12.31.

Fig.12.31. Tăierea podului arcuit cu încărcătura de exploziv atât pe arc cât și pe punte

Deschideri susținute liber

În cazul unei structuri cu trei deschideri (fig.12.32) este recomandată crearea unei tăieturi într-un pilon și douăîn celălalt.

Fig.12.32. Pod cu trei deschideri libere cu amplasarea încărcăturilor pentru demolare

Se crează o asimetrie cu evitarea situației prăbușirii prin păstrarea orizontalității și realizarea unei noi structuri stabile sprijinită pe pilonii egal retezați. Pentru a fi siguri că bucățile de grindă cad de pe suporți, este necesară crearea a două tăieturi suplimentare la capetele extreme ale grinzilor laterale.

Pod cu grindă arcuită

Suportul arcuit este supus la compresiune, în timp ce grinda orizontală (puntea) este în principal supusă la încovoiere. Se recomandă intervenția asupra arcului, realizând mai multe tăieturi decât reiese din calcul.

Tăieturi suplimentare trebuiesc făcute și în punte, dacă se consideră că este necesar pentru a asigura prăbușirea grinzii, fig. 12.33.

Fig.12.33. Pod cu grindă arcuită șimodul de amplasare

a încărcăturii de exploziv pentru demolare

12.2. ÎMPUȘCĂRI ÎN METALURGIE

În procesul tehnologic din metalurgie se impune efectuarea de lucrări de împușcare în medii reci, respectiv la temperaturi care nu depășesc valoarea la care explozivii devin instabili, precum și în medii calde.

În medii reci, lucrările de împușcare se execută pentru:

– deblocarea oalelor de zgură și a eventualelor ursificări;

– sfărâmarea supragabariților consituiți din elemente metalice;

În medii calde, lucrările de împușcare servesc la:

– dislocarea materialelor fluide solidificate și depuse pe pereții și vatra furnalelor înalte;

– spargerea masivelor (ziduri refractare și zgură) la lucrările de refacere a camerelor cuptoarelor Siemens-Martin;

– deblocarea oalelor de zgură și dislocarea lipiturilor de fontă topită amestecată cu zgură de pe pereții acestora.

La aceste operații pe lângă problemele complexe legate de execuția lucrărilor de împușcare cu menținerea în imediată apropiere a procesului de producție normal și asigurarea unui efect nepericulos asupra instalațiilor aflate în apropiere, intervin și probleme legate de securitatea personalului executant în timpul operațiilor de încărcare și explodare în masivele calde.

Lucrări de împușcare în medii reci

Deblocarea oalelor de zgură și a eventualelor ursificări de oțel. Dacă prinprocedeele curente oalele cu zgură de la oțelării nu se pot goli complet, se trece la deblocarea prin împușcări succesive, executate la rece, respectiv la o temperatură maximă de 50°C măsurată la locul de plasare a încărcăturii explozive .

Între peretele oalei și ursificare la o distanță de minimum 0,5 m de punctele de sudură și minimum 1 m între două încărcături învecinate se plasează o încărcătură explozivă de maxim 0,7 kg. Între două straturi de ursificări la minim 0,5 m de peretele sau fundul oalei si minimum l m de punctele de sudură se- poate plasa o încărcătură explozivă de maxim 2,5 kg (dinamită sau astralită). Amorsarea încărcăturilor explozive se face pirotehnic cu capse și fitil Bickford cu lungimea de minim 1,2 m. Pentru amorsarea simultană a mai multor încărcături se folosește fitilul detonant.

Spargerea supragabariților. Supragabariții proveniți din deșeurile de fier vechi și rebuturi, pentru a putea fi introduși în oțelărie la retopit, trebuie să fie sparți în bucăți cu un volum de maximum l m3, în cazurile în care metoda curentă de tăiere cu lancea cu oxigen nu este eficientă, se aplică spargerea supragabariților prin lucrări de perforare-împușcare, în gropi special executate în acest scop. Funcție de dimensiunile supragabariților, găurile seplasează coliniar pe unul sau două rînduri perpendiculare pe axa mică a acestora. Distanța între găuri este de 0,2 m, iar lungimea lor de 2/3 din grosimea supragabariților.

Mărimea încărcăturii explozive pe gaură se calculează cu relația:

[kg]

în care q – este consumul specific de exploziv, 3 – 5 kg/m3;

d – distanța de la încărcătură la cea mai apropiată suprafață liberă.

Amorsarea încărcăturilor explozive se realizează cu o rețea de fitil detonant, care la rândul ei se inițiază pirotehnic cu o capsă și fitil Bickford de minim 1,2 m lungime.

Lucrări de împușcare în medii calde

Deblocarea oalelor de zgură și dislocarea lipiturilor de fontă topită amestecată cu zgură de pe pereții acestora. Lucrările de împușcare pot fi efectuate prin plasarea și explodarea încărcăturilor explozive pe colierele oalelor sau în interiorul acestora, introduse în crăpăturile dintre zgură și pereții oalei.

Funcție de temperatura înregistrată, încărcăturile pot fi constituite din următoarele materiale:

– cartușe de exploziv termorezistent în înveliș parafinat, amorsate cu capse pirotehnice, pentru domeniul de temperatură 0 – 100°C;

– cartușe de exploziv termorezistent în înveliș parafinat, amorsate cu capse electrice termorezistente din import sau ,capse speciale pirotehnice indigene, care pot fi folosite până la temperatura de 150°C;

– cartușe de exploziv termorezistent impregnate cu sticlă lichidă și amorsate cu capse de orice fel, în domeniul de temperatură 100 – 200°C.

La împușcările efectuate îndomeniulde temperatură 100 – 200°C, durata operațiilor de plasare, burare și inițiere a încărcăturilor se limitează la maxim 5min.

Spargerea masivelor de zidărie și zgură din cuptoarele Siemens-Martin si dislocarea ursificărilor sau lipiturilor din furnale. Funcție de condițiile tehnice de execuție și de temperaturile înregistrate, lucrările de împușcare pentru spargerea masivelor de zidărie și zgură precum șipentru dislocarea ursificărilor, se pot efectua:

a. În țevi de minare, la temperaturi de maxim 200°C, cu încărcături constituite din exploziv termorezistent, amorsate cu capse pirotehnice speciale pentru temperaturi înalte și izolate în tuburi de carton, impregnate în prealabil în sticlă lichidă și uscate, fig.12.34. În această situație, durata operațiilor de plasare, burare și inițiere se limitează la 5 min. La temperaturi de pînă la 100°C, nu este necesară impregnarea tuburilor.

Fig.12.34. Țeava de minare; 1- tub de carton impregnant;

2 – exploziv încartușat; 3 – capsă pirotehnică; 4 – fitil de amorsare;

5 – buraj; 6 – rondea de carton

Pe plan mondial încărcăturile explozive utilizate în medii calde cu temperaturi peste valoarea limită de stabilitate a materialelor explozive, dar pînă la 200°C, se protejează prin mantale termoizolante confecționate din diverse materiale, de forme și dimensiuni diferite; hârtie sau carton de azbest și tablă de 0,3 mm, tub de carton sau furtun de azbest, folie de aluminiu și argilă sau azbest.

b. În găuri cu diametrul de 35 – 40 mm, la temperaturi de maximum 100°C, cu cartușe de exploziv termorezistent amorsate cu capse pirotehnice speciale pentru temperaturi înalte

c. În găuri cu diametre mari de lungimi pînă la 1 m, după cum urmează :

– la temperaturi de maxim 200°C, cu încărcături realizate ca la pct. ,,a"; la dislocarea ursificărilor din furnale, pentru transmiterea detonației simultan la mai multe încărcături, amorsarea încărcăturilor se poate face cu fitil, detonant Detocord P-12, cu condiția ca temperatura suprafeței masivului pe care se așează rețeaua de fitil să nu depășească 100°C;

– la temperaturi de maxim 500°C, cu încărcături constituite din orice tip de exploziv și capse pirotehnice, izolate în țevi metalice cu pereți dubli prin care circulă apă la un debit de minim 7 l/min, fig. 12.35.

Fig.12. 35. Țeavă metalică cu pereți dubli

1- țeavă cu pereți dubli;2- exploziv încartușat; 3 – capsă pirotehnică;

4 – fitil de amorsare;5 – buraj.

12.3. ÎMPUȘCĂRI SUBACVATICE

Împușcările sub apă acoperă o gamă foarte largă de proiecte necesare de realizat în condiții dintre cele mai variate. Aici sunt incluse derocările pentru adâncirea porturilor și canalelor, construcții de canale și șenale navigabile, demolarea de construcții și a altor lucrări care se află sub apă, etc.

La împușcările sub apă rezultatul trebuie obținut din prima împușcare, întrucât forarea și împușcarea secundară sunt foarte costisitoare.

Există riscul unor șocuri subacvatice mari, deoarece vibrațiile sunt mai puternice și transmise mult mai repede decât la împușcările de suprafață.

Pe scurt, se impune un calcul atent și alegerea celei mai bune metode ce urmeaza a se aplica.

Sunt cunoscute în general mai multe metode de împușcare sub apă:

Se forează și se face împușcarea de pe o umplutură de rocă realizată în apă;

Se forează pe fundul apei cu perforatoare normale susținute manual de scafandrii și tot cu scafandrii se executăîncărcarea găurilor cu exploziv;

Forajul și operațiile de încărcare cu exploziv se execută de la suprafață, de pe platforme plutitoare sau suspendate pe piloni;

Împușcarea cu încărcături aplicate prin așezarea explozivului în tipare practicate pe suprafațarociiaflată pefundulapei.Concentrarea încărcăturii poateavea forme specifice, dar se utilizează un contact perfect cu roca. Această metodă se folosește când nu este posibilă forarea. Încărcătura este inițiată instantaneu.

12.3.1. Alegerea metodei de forare și împușcare

Alegerea metodei de excavare pentru lucrările subacvatice este influențată de o serie de factori dintre care menționăm:

echipamentul disponibil;

fluxul și curenții marini;

adâncimea apei;

mărimea lucrării și programul de lucru impus;

alte condiții locale.

Fezabilitatea acestui tip de lucrări este determinatăîn mare parte de adâncimea apei, de curenți și de spațiul ce va fi excavat.

Factorii cei mai importanți care influențează rezultatul împușcărilor sub apă sunt:

disponibilitatea echipamentului;

precizia forajului;

încărcarea explozivului în vederea împușcării;

fragmentarea rocilor;

umflarea și sfărâmarea rocilor dupa împușcare.

Forajul și împușcarea de pe o umplutură de rocă

Acolo unde apa nu este prea adâncă, poate fi avantajos din punct de vedere economic să se facă o umplutură de rocă în zona ce va fi împușcată, iar forajul și împușcarea să se realizeze prin umplutura de rocă, Fig.12.36. Pentru sondaj sunt folosite sondezele rotative sau roto-percutante deplasabile pe șenile.

Fig.12.36. Foraj și împușcare de pe umplutură de rocă

Forarea și împușcarea cu folosirea scafandrilor

Această metodă de lucru este luată în considerare atunci când numărul de găuri este mic și acestea sunt răspândite pe o suprafață mare. Metoda se aplică până la adâncimi maxime de apă de 25 – 30 m.

Astfel de situații se întâlnesc cel mai des la adâncirea canalelor de navigație existente unde aluviunile care trebuie dragate conțin puțini bolovani de dimensiuni mari.

Scafandrii pur și simplu ajung la fundul apei în costume de scufundare și stând pe stratul de aluviuni perforează cu perforatoare hidraulice portabile sau cu sondeze pe șenile dotată cu un perforator hidraulic sau pneumatic adecvat, fig.12.37. Dacă trebuie folosită o foreză pe șenile atunci trebuie să fie consultat fabricantul forezei și a perforatorului.

Întrucât vizibilitatea sub apă este foarte slabă, când au loc operații de foraj, trebuie să fie luate măsuri speciale pentru a-i putea ajuta pe scafandrii să se orienteze în mediul subacvatic, astfel ca aceștia să poată fora găurile în locația corectă. De exemplu se poate folosi un grilaj de oțel acolo unde sunt marcate locațiile găurilor.

Fig.12.37. Foraj și împușcare cu ajutorul scafandrilor

Forarea și împușcarea de pe platforme

Platformele întrebuințate pentru forajul subacvatic pot fi de două feluri: platforme plutitoare și platforme autoridicătoare pe cricuri sau picioare de sprijin.

Platforma plutitoare plutește pe suprafața apei. Aceasta este realizată din două sau mai multe pontoane. Pontoanele sunt legate între ele printr-o serie de traverse. Deasupra traverselor sunt montate schele care conțin fiecare câte o foreză. Când este folosită, platforma plutitoare trebuie fixată în poziție de operare prin mai multe cabestane și ancore pentru a nu fi mișcată de curenții de apă și valuri.

Funcție de necesități și de capacitatea platformei plutitoare, pe aceasta pot fi montate diverse echipamente ca: motoare diesel, compresoare, generatoare de lumină, etc.

În situațiile când curenții și valurile sunt de mare amploare, soluția cea mai bună este aceea de a folosi o platformă pe cricuri, Fig.12.38. O platformă pe cricuri nu este altceva decât un vas plutitor care poate naviga. Acesta este prevăzut de obicei cu patru picioare care pot glisa în sus și în jos.

Când picioarele sunt acționate în jos, vasul este ridicat deasupra apei și doar picioarele sunt supuse la acțiunea curenților și a valurilor. În felul acesta platforma rămâne în poziție fixă pentru activitatea de foraj. Cricurile sau pilonii extensibili sunt foarte scumpi și se justifică doar pentru proiectele mari, care presupun folosirea intensivă a acestora.

În mod normal o platformă este echipată cu mai multe foreze cu percuție sau rotative, care pot fi deplasate pe șine de cale ferată în patru direcții, ceea ce le asigură o mare flexibilitate.

Recent au apărut foreze care se deplasează lateral pe un pod rulant, iar la rândul lui podul se deplasează în direcție longitudinală pe platforma marină. La instalațiile complexe pot exista mai multe foreze montate pe același pod rulant.

Fig.12.38. Foraj de pe platformă

În cazul forajului subacvatic, acolo unde roca este acoperită cu sedimente pot fi folosite mai multe metode de foraj, dintre care se remarcă metoda cu tubarea continuă a găurii forate sau metoda OD-ODEX.

În acest caz forajul este executat cu echipament de foraj de mare putere. Diametrul găurilor de împușcare poate varia în general între 51 și 102 mm, dar ocazional pot fi forate și găuri de diametru mai mare.

Pentru forarea prin formațiunea aluvionară sedimentară și pe parcursul a câțiva decimetri din roca de bază este folosit un set de tuburi de oțel cu un cap de foraj inelar, adică cu o coroană tăietoare din carbură de tungsten . Coborârea coloanei de tubaj se realizează prin percuție și rotație.

La acest sistem de lucru, în același timp cu procesul de forare se execută și tubarea găurii de sondă în vederea menținerii stabilității acesteia și evitării pătrunderii de material din pereți la talpa găurii.

Coloana de foraj și tubaj din oțel conține în interior o coloană de foraj standard care se prelungește prin cuplarea la suprafață a unor prăjini independente și cu care se execută în continuare gaura în formațiunea tare care trebuie împușcată.

Când gaura este terminată, coloana de foraj este retrasă la suprafață și se introduce un tub de plastic în interiorul tubajului din oțel pentru tubarea pe întreaga lungime a găurii forate. În continuare se retrage la o anumită înălțime tubajul din oțel, iar tubul din plastic rămâne în gaura de împușcare până la operația de încărcare cu exploziv a acesteia.

Încărcarea cu exploziv se face cel mai adesea cu încărcătoare pneumatice de cartușe care dau o bună îndesare a explozivului. Fiecare gaură de foraj conține cel puțin două detonatoare care sunt conectate la circuite separate legate în serie pentru a asigura o probabilitate de inițiere maximă.

După încărcarea găurii aceasta se burează și se retrage tubajul din plastic și tubajul din oțel. În fig. 12.39. sunt redate fazele de execuție a unor asemenea găuri de împușcare. Vinciurile de pe foreză trebuie să aibe o forță de tragere foarte ridicată, astfel încât să poată ridica coloana standard de foraj precum și tubajul după încărcarea găurilor, învingând forța de frecare dintre buraj și peretele interior al tubajului și dintre roca dezagregată și peretele exterior al tubajului.

Perforatorul care se folosește la foraj trebuie să aibe un mecanism de rotație puternic și independent, iar energia de percuție trebuie să fie foarte ridicată. Trebuie de asemenea ca pentru o astfel de instalație să se facă dispozitive corespunzătoare pentru blocarea forezei pe șine întrucât în caz contrar foreza s-ar putea deplasa lateral sub presiunea vântului.

Fig.12.39. Forarea cu tubarea continuă a găurii

În funcție de adâncimea găurii și în mod special de adâncimea apei, presiunea apei de spălare trebuie să fie mult mai mare pentru forajul OD sau ODEX decât pentru forajul normal roto-percutant.

Față de cele de mai sus, în literatura de specialitate sunt menționate și prezentate și alte metode de executarea găurilor de împușcare în condiții subacvatice.

Diametrul găurii este ales în funcție de adâncimea necesară a acesteia și de caracteristicile rocilor care vor fi împușcate. După ce acest diametru este stabilit poate fi ales diametrul pentru gaura din stratul sedimentar care va fi forată prin OD, ODEX sau altă metodă.

Se cunosc o serie de instalații OD și ODEX dintre care cele mai folosite sunt tipurile OD-92; OD-107; OD-153; ODEX-76 și ODEX-127 care au diametrele interne ale sapelor de foraj de 56, 73, 102, 77 și 128 mm.

În tabelul nr.12.3. sunt date combinațiile cele mai uzuale folosite de diametre ale găurii de împușcare și găuri OD – ODEX pentru diferite înălțimi de treaptă.

Tabelul 12.3. Diametrele găurilor de împușcare și în aluviuni

pentru diferite adâncimi ale găurilor

Dacă roca care trebuie împușcată este moale sau de tărie medie se poate lucra în condiții bune cu trepte de 10 m înălțime și chiar mai mari, însă dacă roca este foarte tare și dură este indicat ca treapta de 10 m înălțime să se împartă în două trepte de 5 m fiecare. Acest lucru se impune în special când suprafața care trebuie împușcată este foarte mare. Cele două trepte pot fi extrase simultan cu un oarecare decalaj între ele sau pot fi extrase separat în două faze distincte.

Amploarea împușcării sub apă

Comparat cu forajul la suprafață sau cu forajul subteran, forajul subacvatic este foarte limitativ. Dacă operațiile se desfășoară într-o zonă aglomerată precum un port, traficul marin trebuie oprit complet. Astfel de opriri s-ar putea să nu fie permise frecvent de către autorități. Rezultă că decât a împușca puține găuri la intervale mici este mai avantajos a se împușca simultan mai multe găuri cu asigurarea că acestea nu provoacă daune diferitelor tipuri de obiecte cum ar fi bărci sau ființelor vii din zonă ca înotători, scafandri, pești, etc.

Găurile de împușcare sub apă sunt de diametru și adâncime mai mică și sunt poziționate foarte aproape.

Fragmentarea

În operațiile de împușcare sub apă, împușcarea secundară este foarte costisitoare întrucât trebuie trimis un scafandru pe fundul mării iar în timpul acesta toate operațiile de dragare trebuie oprite. În anumite situații ar putea fi necesar să se mute și instalața de dragat la o distanță mare de locul împușcării. Cea mai mare dimensiune a fragmentelor care pot fi permisă la împușcare depinde de instalația de dragat care este folosită la operația de curățire. În tabelul 12.4. se prezintă cea mai mare dimensiune permisă a fragmentelor de rocă la dragarea cu diferite tipuri de instalații de dragat folosite la operațiile de curățire în ape până la adâncimea de cca. 12 m. De asemenea este prezentat consumul specific de exploziv pentru a obține fragmentarea necesară.

Tabelul 12.4. Dimensiunea celui mai mare fragment de rocă

pentru diferite tipuri de instalații

12.3.2. Parametrii lucrărilor de perforare – împușcare la efectuarea împușcărilor subacvatice

Parametrii lucrărilor de împușcare subacvatică trebuie determinați cu grijă pentru ca împușcarea să reușească.

Consumul specific teoretic de exploziv. Față de împușcările în cariere, pentru același tip de rocă, în vederea obținerii unei fragmentări optime dragării, consumul specific de exploziv la împușcările subacvatice este dublu. Presiunea coloanei de apă acoperitoare se învinge prin creșterea încărcăturii specifice. De asemenea și pentru depunerile de mâl trebuie mărită încărcătura de exploziv. Relația de calcul a consumului specific teoretic de exploziv pentru găuri verticale este:

q = 1,00 + 0,01 Hapă+ 0,02 Hmâl+ 0,03 Htreaptă[kg/m3]

unde Hapă este înălțimea coloanei de apă, m;

Hmâl – grosimea stratului acoperitor de mâl, m;

Htreaptă – înălțimea treptei de derocare.

În literatura de specialitate mai sunt date și alte relații pentru calculul consumului specific de exploziv, dintre care cea mai folosită este următoarea:

în care pe lângă notațiile cunoscutee mai apar:

dc – este diametrul cartușului de dinamită în mm

q – consumul specific de exploziv funcție de aptitudinea rocilor de a fi împușcate (kg/m3), tabelul 12.5.

α – înclinarea găurilor față de verticală

Tabelul 12.5. Consumul specific de exploziv în funcție de împușcabilitatea rocilor

Concentrația de exploziv pe metru de gaură. La încărcarea manuală a găurilor cu exploziv încartușat, introdus în containere, concentrația explozivă pe metru de gaură (container) este:

unde: n este numărul de cartușe într-un mănunchi;

g – masa unui cartuș de exploziv, kg;

l – lungimea unui cartuș de exploziv, m.

La încărcarea mecanizată a găurilor, concentrația explozivă :pe metru de gaură este:

unde: d este diametrul găurii, mm.

Anticipanta si distanța între găuri. Din raportul dintre concentrația explozivă pe metru de gaură și consumul specific necesar de exploziv se poate calcula suprafața aferentă unei găuri:

Pe de altă parte:

S = W · a[m2]

unde: W este anticipanta, m; a – distanța între găuri, m.

La împușcările subacvatice se recomandă rețele pătratice de amplasare a găurilor, la care anticipanta și distanța între găuri sunt egale, în această situație:

[m]

iara = W [m]

Mărimea anticipantei calculate trebuie să fie sub valoarea maximă admisă a anticipantei stabilită în funcție de înălțimea treptei de derocare si diametrul încărcăturii columnare de exploziv. Interdependența dintre înălțimea treptei de derocare, diametrul încărcăturii columnare de exploziv și anticipanta maximă admisă este redată în nomograma din fig.12.40.

Lungimea de subadâncire a găurilor. Pentru a obține o sfărîmare corespunzătoare a rocii pe toată înălțimea de treaptă proiectată este necesară o subadâncire a găurilor de sondă. Lungimea de subadâncire se stabilește în funcție de anticipanta cu relația:

în care: W este anticipanta, m.

În forajul și împușcarea subacvatică subadâncirea găurilor este de departe mai imperios necesară decât ca forajul la suprafață sau subteran deoarece adâncirea apei după operațiile de împușcare și dragare trebuie să fie garantată. Ca urmare se obișnuieșe să se lucreze cu o lungime a subadâncirii egală cu linia de minimă rezistență a încărcăturii:

lsub = W [m]

Fig.12.40. Interdependența dintre înălțimea treptei de derocare, diametrul încărcăturii columnare de exploziv și anticipanta maximă admisă. Exemplul de citire dat pe nomogramă este pentru un diametru de încărcătură de 50 mm și o înălțime de treaptă de 2,5 m, pentru care rezultă o anticipantă maximă de 2,2 m

Lungimea totală a găurii. Pentru găuri verticale:

Lg = Htreaptă + lS [m]

unde: Htreaptă este înălțimea treptei de derocare, m;

lS – lungimea de subadâncire a găurii, m.

Lungimea coloanei de exploziv și lungimea minimă de buraj. Când nu sunt obiective de protejat din punct de vedere seismic, încărcătura explozivă se distribuie uniform în gaură, umplînd complet spațiul de încărcare

lex = Lg[m]

Ca buraj servesc sedimentele acoperitoare de pe rocă și coloana de apă. În această situație lungimea minimă de buraj:

lb = 0

Cînd se impune protejarea seismică a obiectivelor din zonă, lungimea minimă de buraj este:

lb= 1/3 · W [m]

iar lungimea coloanei de exploziv va fi:

lex = Lg – lb

Încărcătura de exploziv pe gaură este:

Qgaură = Cex · lex [kg]

– încărcătura de exploziv pe gaură în echivalent TNT:

Qgaură TNT = Qgaură · c [kg echiv. TNT]

unde: c este coeficient de echivalență.

12.3.3. Explozivi folosiți, încărcarea găurilor și inițierea acestora

Pe lângă putere ridicată și viteză mare de detonare, de peste 3000 m/s, pentru a putea fi folosiți la împușcarea sub apă un exploziv trebuie să aibă o bună rezistență la apă întrucât în multe situații acesta stă în gaură fără a fi împușcat timp de o săptămână sau chiar mai mult.

În mod tradițional în operațiile de împușcare aub apă au fost folosiți explozivi pe bază de nitroglicerină cum ar fi dinamita. Aceștia se găsesc sub formă de cartușe cu diametrul de cca. 20 mm și au o bună rezistență la apă.

Cercetările și experimentările făcute în ultimii ani au demonstrat că anumite genuri de explozivi speciali pe bază de pentrită sunt de asemenea foarte buni pentru acest scop. Aceștia se găsesc sub formă de cartușe și sunt produși de diverși fabricanți.

Dacă explozivul este sub formă semilichidă precum pasta există pericolul migrării explozivului în goluri, rezultând concentrații locale de exploziv în exces. Prin urmare folosirea pastelor trebuie interzisă chiar dacă acestea sunt pe baza altor criterii foarte potrivite pentru împușcarea sub apă.

În cazul utilizării explozivilor care sunt rezistenți la apă, încărcăturile trebuie izolate de apă, prin introducerea lor în containere etanșe, fig.12.41.

Fig. 12.41. Container cu încărcătură explozivă

1 – container; 2 – cartușe de exploziv;

3 – fitildetonant; 4 – balast (nisip)

Dacă găurile subacvatice sunt de mică adâncime și sunt în apă puțin adâncă atunci cartușele de explozie pot fi plasate în găuri manual cu folosirea unor tije de îndesare iar când găurile sunt adânci și apa este de asemenea adâncă nu există o alternativă mai bună decât încărcarea pneumatică a explozivului.

Imediat ce tijele de foraj sunt extrase după ce a fost atinsă adâncimea necesară de foraj, se face tubarea găurii și unul sau mai mulți detonatori sunt coborâți la fundul găurii. Următoarea etapă constă în coborârea unui furtun de plastic de diametrul corespunzător până la talpa găurii. În continuare sunt încărcate cartușele de exploziv. Înainte de a retrage furtunul și coloana de foraj, este plasat un inel în jurul coloanei care coboară până la fundul râului sau mării. Acest inel asigură ca fitilele sau cablurile de detonare să fie recuperate ușor dacă prin neșansă ajung departe în apă în timpul retragerii tubajului și coloanei de foraj.

Odată încărcarea terminată, fitilele sunt legate cu grijă de un rastel plutitor bine ancorat astfel ca acestea să poată fi conectate ușor la circuitul principal de împușcare. La detonarea simultană a unui număr redus de încărcături, inițierea se poate face instantaneu cu ajutorul capselor detonante electrice sau cu ajutorul unei rețele de fitil detonant.

La împușcarea unui număr mare de încărcături și când se impune protejarea seismică a obiectivelor învecinate, inițierea încărcăturilor se face pe trepte de întârziere cu ajutorul capselor detonante electrice cu întârziere de milisecunde.

În cazul existenței în zonă a unor instalații radar și stații de emisie se folosesc capse detonante electrice de înaltă intensitate sau sistem neelectric de inițiere cum ar fi rețelele simple de fitil detonant sau în sistemul de inițiere NONEL.

La inițierea încărcăturilor cu capse detonante electrice se folosesc două capse, una la talpă și alta la gura găurii. Cele două capse ale unei încărcături se leagă în serie. În cazul încărcării mecanizate a găurilor se aplică numai inițierea anterioară (la gura găurii). Capsele trebuie să aibă reoforii așa de lungi încât să poată fi legați deasupra nivelului apei. Pentru ca încărcăturile să nu stea în apă, reoforii se suspendă pe o plută sau flotoare, unde se leagă cablul de împușcare, fig.12.42. Dacă împușcarea se execută în apropierea cablului, reoforii se pot suspenda de un cablu, fig.12.43.

Fig.12.42. Împușcare subacvatică cu inițiere electrică având reoforii suspendați

de o plută 1-încărcătură explozivă; 2-reofori; 3-plută; 4-cablu de împușcare;

5-ambarcațiune de pe care se declanșează explozia

Fig.12.43. Împușcare subacvatică cu inițiere electrică având reoforii suspendați

de un cablu 1-încărcătură explozivă; 2-tubaj; 3-reofori; 4-cablu de împușcare;

5-cablu pentru suspendarea reoforilor și a cablului de împușcare

La folosirea fitilului detonant, în primul rând se realizează rețelele secundare de fitil pe fiecare rând de găuri și apoi se trece la executarea celor două rețele laterale și împreunarea lor într-o magistrală unică, fig.12.44.

Fig.12.44. Rețea simplă de fitil detonant

1-rețea secundară; 2-rețea laterală; 3-rețea magistrală unică

În cazul împușcării cu întârziere, fiecare rețea secundară sau grupe de rețele secundare se inițiază cu câte o capsă detonantă electrică.

Întrucât apa și formațiunile aluvionare de deasupra găurii pătrund în gaură după retragerea coloanei de foraj și tubajului, această prabușire a găurii este deseori favorabilă servind la burarea ei cel puțin parțială.

Pentru împușcarea sub apă sunt disponibile accesorii speciale de împușcare oferite de mulți producători. Este imperativ ca la împușcarea subacvatică să fie folosit un sistem de inițiere sigur.

Deoarece procedura de împușcare necesită întârzieri de miimi de secudă pentru o rupere și deplasare corespunzătoare a rocii sunt preferați detonatorii electrici sau NONEL în locul fitilului detonant.

Sunt utilizați detonatori electrici special realizați pentru împușcarea sub apă, aceștia sunt dublu capsulați, bine izolați și suportă presiunea mare la care este supus sistemul de aprindere pe durata oprației de încărcare.

Dacă este posibil toate lucrările de conectare trebuie făcute afară, deasupra apei. Dacă apare necesitatea realizării unor conexiuni sub apă, acestea trebuie făcute într-o cutie sau manșon absolut impermeabil.

În ultimii ani au început să fie folosiți și în acest domeniu detonatorii electronici care oferă o serie de avantaje față de detonatorii electrici.

Împușcarea cu încărcături aplicate

Utilizarea acestei metode este recomandată atunci când din diverse motive forarea rocilor nu este posibilă.

Încărcătura de exploziv în greutate totală de 15-20 kg, consta din calupuri așezate într-o rețea 1,0 x 1,0 de până la 2,5 x 2,5 m, fig. 12.45. în funcție de caracteristicile rocilor care se vor împușca și este plasată pe fundul mării într-o zonă unde adâncimea apei este mai mare de 6 m. Încărcătura este aprinsă simultan de la suprafață cu fitil detonant.

Fig.12.45. Principiul folosirii încărcăturilor aplicate la împușcările sub apă

Explozivul întrebuințat trebuie să fie rezistent la apă pe o perioada lungă de timp, să aibă o viteză de detonare mare și să fie în bun contact cu roca.

Fig.12.46. Încărcătură Fig.12.47. Efectul

cumulativă încărcăturii cumulative

Pentru a obține informații mai exacte despre comportarea rocii la împușcare cu încărcături aplicate se recomandă a se face o serie de teste în acest sens.

Dacă roca este acoperită cu material aluvionar, acesta va fi îndepărtat înainte de începerea împușcărilor.

Pentru a rămâne fixe pe amplasament încărcăturile aplicate trebuie îngreunate cu ajutorul unor piese confecționate din beton. Frecvent încărcăturile sunt pregătite în rame de oțel pe puntea unei barje și apoi plasate în locașiile fixate de către scafandri.

Se recomandă multă atenție dacă adâncimea apei este sub 2 m. În astfel de cazuri pot fi aruncate din apă bucăți de material, în momentul împușcării. Mai mult trebuie luată în considerare unda de șoc aeriană în zonele construite.

Cu cât este mai mare adâncimea apei cu atât este mai bun efectul încărcăturilor aplicate deoarece atașarea devine mai bună datorită presiunii apei.

Pericole pentru mediu

Ca și la împușcarea de la suprafață pericolele pentru mediu la împușcarea subacvatică sunt de trei feluri și anume: rocile zburătoare; undele de șoc și vibrațiile terenului.

Rocile zburătoare

Pericolul rocilor zburătoare la împușcarea sub apă este mult mai redus decât la împușcarea la suprafață datorită stratului de aluviuni și coloanei de apă de deasupra găurilor. S-a observat că dacă coloana de apă are o înălțime mai mare de 3,0 m rocile zburătoare au o traiectorie preponderent verticală împreună cu apa dislocată până la o înălțime de 50 m și apoi recade. Dacă sunt prezente și aluviuni, atunci pericolul rocilor zburătoare este chiar mai mic.

În condițiile în care patul de aluviuni are o grosime mai mică și apa este puțin adâncă poate fi folosită o plasă metalică care se întinde deasupra zonei ce se va împușca și în felul acesta se va diminua cantitatea de rocă aruncată de suflul exploziei.

În condițiile marine împușcarea și trebuie efectuată când fluxul este maxim și coloana de apă are cea mai mare înălțime.

Undele de șoc

Pericolul undelor de șoc la împușcarea sub apă este mult mai serios decât în cazul împușcării la suprafață. Acest lucru se datorează apei care spre deosebire de aer este necompresibilă și energia este transmisă mult mai eficient de la o particulă la alta.

Undele de presiune generate de împușcarea unui kg de exploziv atârnat liber în apă sunt simțite cu ușurință până la o distanță de 1 km. Până la distanța de 100 m acestea pot fi letale pentru pești, anormale marine și scafandrii dacă sunt în zonă. Daune seriose pot fi cauzate de undele de șoc construcțiilor adiacente cum ar fiecluze, rezervoare,etc., dar și ambarcațiunilor mici de lemn și oamenilor din apă dacă se află la o distanță mai mică de 100 – 200 m de punctul de explozie.

Undele de șoc generate de împușcarea în apă a unor încărcături plasate în găuri sunt de obicei mai atenuate decât cele produse la împușcarea unor încărcături similare dar aplicate. Presiunea maximă în apă este de cca 10 ori mai mare dacă explozivul este plasat pe suprafața rocii comparativ cu aceeași cantitate de exploziv încărcat în găuri forate în masivul de roci. Deci sunt necesare precauțiunile cum ar fi avertizarea din timp a tuturor ambarcațiunilor din zonă, dispunerea unor fanioane în jurul zonei în care se va face împușcarea, etc., dar în același timp trebuie să se facă încercări de a reduce presiunea generată de unda de șoc.

Cea mai eficientă metodă de a reduce vârful de presiune al undelor de șoc este de a asigura o perdea de bule de aer în jurul zonei în care se face împușcarea.

Perdeaua de bule de aer se realizează prin plasarea unor conducte perforate de oțel la fundul apei, prin care este pompat aer și bulele urcă spre suprafață. Perdeaua de bule de aer nu poate absorbi o cantitate mare de energie eliberată de împușcare dar reduce vârful de presiune până la circa 1/10. Reducerea se datorează compresiei bulelor de aer și decompresiei încete a acestora.

Vibrațiile terenului

La împușcările subacvatice vibrațiile terenului sunt similare cu cele observate la împușcările de la suprafață. Din fericire cantitatea de exploziv împușcat deodată în operațiunile sub apă este mult mai mică decât cea de la împușcarea de la suprafață.

Cel mai eficient mod de a reduce atât presiunea undelor de șoc ale apei cât și vibrațiile terenului este acela de a lucra cu încărcături reduse introduse în găuri de mină sau de sondă. Reducerea încărcăturilor se poate face prin mărirea distanței dintre găuri și încărcarea acestora cu mai puțin exploziv. Pe lângă cele de mai sus, folosirea unui sistem sigur de inițiere cu întârziere milisecundă, va duce la a ține sub control atât vibrațiile terenului cât și undele de șoc ale apei.

12.3.4. Împușcări de deblocare sub apă

Acest tip de împușcări servesc la îndepărtarea construcțiilor vechi sau a elementelor constructive rămase sub apă. În prealabil trebuie să se efectueze o cercetare a terenului cu scafandrii și să se ridice un plan de situație, în baza căruia se întocmește documentația de împușcare.

La deblocări efectuate pe reprize în cursuri de apă, lucrările de împușcare se execută din aval înspre amonte.

Mărimea încărcăturii explozive folosite la lucrări de deblocare sub apă nu este legată numai de obiectul ce trebuie împușcat, ci și de obiectivele învecinate situate în albia râului sau pe mal, precum și de înălțimea apei. La stabilirea mărimii încărcăturii trebuie luate în considerare și efectele de aruncare precum și vibrațiile seismice.

Împușcarea elementelor lemnoase. Se folosește la îndepărtarea digurilor vechi sau a pilonilor de la poduri vechi situați sub apă. La piloni singulari încărcătura se fixează pe o stinghie de lemn și se amplasează la baza pilonului. Stinghia se fixează de pilon dinspre amonte, astfel curentul de apă împinge încărcătura înspre pilon. Partea superioară a stinghiei se leagă de pilon (fig.12.48). În cazul cînd este de îndepărtat un grup de piloni, încărcătura se fixează pe un T-eu și se plasează în mijlocul grupului de piloni (fig.12.49).

Încărcătura explozivă necesară pentru distrugerea unui pilon singular sau a unui buștean se determină cu relația

în care D este diametrul pilonului, cm.

Fig.12.48. Amplasarea încărcăturii la împușcarea unui pilon singular

1 – pilon; 2 – încărcătură explozivă; 3 – stinghie de lemn.

Fig.12.49. Amplasarea încărcăturii la împușcarea unui grup de piloni și modul de fixare a încărcăturii 1- grup de piloni; 2- încărcătura explozivă;

3- raza de influență aîncărcăturii; 4- stinghie pentru fixarea încărcăturii

Pentru distrugerea unui grup de piloni încărcătura explozivă se determină cu relația:

în care: Deste diametrul pilonului cel mai mare, cm;

p – factor, funcție de raza de influență a încărcăturii și de diametrul pilonului cel mai mare (tabelul 12.6).

Tabelul 12.6 .Mărimea factorului p în funcție de raza de influență

a încărcăturii și diametrul pilonului cel mai mare

Pilonii care se distrug cu o încărcătură explozivă trebuie să fie cuprinși în raza de influență a încărcăturii. La raze de influență mai mari de 2 m este mai economic să se împuște pilonii individual.

Împușcarea elementelor constructive din zidărie, beton și beton armatȘi la acest gen de lucrări se folosesc încărcături aplicate pe sau sub elementul de distrus. Consumul specific de exploziv este cuprins între 0,4 și 0,8 kg/m3.

Împușcarea de roci stîncoase sub apă cu încărcături aplicate. Tehnologia se aplică acolo unde sunt necesare lucrări de împușcare de mică amploare și unde instalarea unei platforme de foraj este prea costisitoare. În general, cu încărcături aplicate se obține un efect de rupere pe 0,5 – 0,75 m adâncime. Dacă sunt de îndepărtat obstacole stâncoase mai mari, se efectuează împușcări repetate.

Mărimea medie a încărcăturilor aplicate în funcție de distanța dintre ele, este dată în tabelul 12.7.

La aplicarea acestui procedeu de împușcare trebuie ținut seama de faptul că au loc efecte seismice mari.

Tabelul 12.7. Mărimea medie a încărcăturii aplicate pentru îndepărtarea

de obstacole stâncoase sub apă

12.3.5. Împușcare subacvatică de protejare

La împușcările subacvatice o problemă deosebită o constituie protejarea lucrărilor de artă și a instalațiilor portuare față de unda de șoc. Datorită compresibilității reduse a apei, de la o detonație unda se propagă neamortizată. Întrucât apa este omogenă și nu are suprafețe de discontinuitate, ca roca (sub formă de plane de separare, fisuri, crăpături sau altele asemănătoare), nu are loc nici diminuarea undei de șoc datorită refracției sau dispersiei. Datorită acestui fapt o undă declanșată de detonația subacvatică a unei încărcături explozive poate să influențeze cu o intensitate puțin diminuată, pe distanțe mari, cu efecte periculoase, instalațiile sensibile la șocuri. De aceea, la împușcări subacvatice este necesar să se reducă transmiterea directă a impulsului detonației asupra apei, fapt ce poate fi realizat prin burarea încărcăturilor.Împușcarea încărcăturilor în găuri burate, conduce la reducerea mărimii presiunii în frontul undei de șoc în apă de 7 – 10 ori față de încărcături neburate de aceeași masă.

Deoarece și la încărcături corespunzător burate apar unde de șoc periculoase, este necesar ca intensitatea lor să fie diminuată, respectiv redusă.prin măsuri eficiente. Deosebit de eficace în acest sens s-au evidențiat perdelele din bule de aer. Procedeul constă în plasarea pe fundul apei, între locul împușcării și obiectivul de protejat, a unei conducte cu orificii mici în perete, legată la o rețea de aer comprimat, (fig.12.50).

Fig.12.50. Protejarea unui obiectiv cu o perdea din bule de aer:

1 – obiectiv de protejat; 2 – încărcături explozive;

3 – țeavă perforată prin care trece aer comprimat; 4 – perdea din bule de aer

La un raport corespunzător între distanța și diametrul orificiilor și la o reglare corespunzătoare a presiunii și debitului de aer, deasupra conductei situată în apă, se produce o perdea de multiple bule mici de aer fin dispersate. Când o undă de șoc de o anumită intensitate se lovește de o asemenea perdea, o parte din energia ei este absorbită de bule. Unda de șoc care traversează perdeaua este diminuată, iar presiunea în frontul undei este redusă în funcțiede presiunea și debitul aerului.În fig. 12.51. se prezintă în ce măsură poate fî diminuată intensitatea unei unde de șoc în apă prin intermediul unei perdele din bule de aer.

Fig.12.51. Amortizarea undei de șoc în apă, funcție de distanțe

de la locul împușcării și debitul de aer al perdelei de protejare

Pentru realizarea bulelor de aer se pot utiliza tuburi cu diametrul de 50 – 75 mm, cu orificii de Ø 1,2 – 1,5 mm pe 2 – 3 rânduri la distanță de 20 – 40 mm unul de celălalt. Presiunea aerului comprimat introdus în țevi este de regulă de 7 · 105 N/m2. Practica a arătat că este indicat ca perdeaua sa fie pusă în funcțiune cu 5 min înainte de împușcare și distanța dintre locul împușcării și perdea să fie cuprinsă între 15 și 18 m.

Această tehnologie este folosită și pentru protejarea platformelor plutitoare de foraj. Printr-un sistem de țevi fixat pe partea cea mai de jos a platformei, se realizează învăluirea ei într-o perdea de bule de aer pe timpul împușcării.

În situația în care unda de detonație se transmite cu preponderență prin sol, pentru protejarea obiectivelor a fost elaborată pe plan mondial tehnologia cu perne de aer. Tehnologia constă în perforarea în fața obiectivului de protejat a unui rînd de găuri cu Ø 100 – 150 mm, la distanța de 0,5 m între găuri, având lungimea corespunzătoare găurilor folosite la împușcarea de derocare și încărcarea acestora pe întreaga lungime cu containere etanșe din tablă (fig. 12.52). Unda de șoc declanșată la împușcare și transmisă prin sol distruge containerele și roca se desprinde de-a lungul rîndului de găuri, protejând obiectivul în cauză.

Fig. 12.52. Principiul tehnologiei de amortizare cu aer:

1 – obiectiv de protejat; 2 – rând de găuri de protejare;

3 – rând de găuri pentru împușcarea de derocare

Măsuri de siguranță la efectuarea lucrărilor de împușcare subacvatice

La efectuarea lucrărilor de împușcare subacvatice pe lângă măsurile de siguranță la lucrul cu materiale explozive în exploatările la zi, se iau măsuri suplimentare de siguranță ce constau în:

– transportul materialelor explozive pe apă se face cu ambarcațiuni semnalizate și amenajate special în acest scop;

– pe timp de ceață, furtună sau vizibilitate sub 200 m, transporturile de exploziv pe apă sunt interzise;

– în cazul în care, la inițierea cu fitil detonant, în timpul încărcării găurilor nu sunt recuperate toate fitilele, căutarea lor se face cu scafandrii; până la recuperarea tuturor fitilelor se interzice lucrul cu instalațiile de foraj;

– la inițierea electrică, dacă nu se dispune de cutii sau manșoane etanșe, toate îmbinările se vor suspenda la suprafața apei pe plute, flotoare sau cabluri;

– la încărcarea mecanizată a găurilor, presiunea aerului comprimat va fi mai mica decât rezistența opusă de apă;

– în timpul declanșării exploziei, prezența în apă a scafandrilor și a altor persoane este interzisă pe o rază de cel puțin 2000 m;

– dacă se impune protejarea unor obiective din punct de vedere seismic, se vor efectua măsurători pentru stabilirea încărcăturii totale si pe treaptă de întârziere.

12.4. LUCRĂRI DE ÎMPUȘCARE LA SPARGEREA BLOCURILOR DE DIMENSIUNI MARI

Pe numeroase suprafețe necesare pentru amplasarea diferitelor construcții și obiective industriale se întâlnesc blocuri monolitice, de mari dimensiuni, constituite din roci tari și foarte tari, care nu pot fi îndepărtate decât după o mărunțire prealabilă.

Cea mai eficientă metodă pentru mărunțirea unor asemenea blocurieste împușcarea care poate fi aplicată sub forma a două variante de lucru: cu folosirea găurilor de mină și fără folosirea găurilor pentru amplasarea explozivului (cu încărcături aplicate).

Împușcarea cu folosirea încărcăturilor amplasate în găuri de mină

La folosirea acestei metode sunt perforate una sau mai multe găuri de împușcare în blocul de rocă. Dacă blocul este de 1 ÷ 1,5 m3 atunci este suficientă o gaură de mină cu diametrul de 38 mm. Adâncimea găurii trebuie aleasă astfel încât încărcătura de dinamită să fie situată sub centrul de greutate al blocului de rocă, fig.12.53.

Fig.12.53. Împușcarea blocului cu exploziv amplasat în gaură

Necesarul de dinamită depinde de tăria rocii și de faptul dacă blocul este complet deasupra terenului, este pe jumătate îngropat sau este aproape complet îngropat.

În tabelul 12.8 se specifică cantitatea de dinamită pentru diferite situații.

Când blocul de rocă are dimensiuni mai mari, acesta este mărunțit prin folosirea mai multor găuri de împușcare. De regulă trebuie perforată câte o gaură pentru fiecare 1,5 m3 de volum de bloc.

Dispunerea găurilor și adâncimea acestora depinde de forma și de mărimea blocului. Plasarea încărcăturilor în găuri trebuie făcută astfel ca acestea să fie bine distribuite în masa blocului.

Necesarul total de dinamită trebuie să fie calculat pe baza valorilor date în tabelul 12.8

Tabelul 12.8. Necesarul de dinamită pentru împușcarea de mărunțire

cu folosirea găurilor de mină

Uneori poate fi necesară reducerea cantității de dinamită care se încarcă în anumite găuri în special în acelea în care încărcătura este plasată aproape de suprafața blocului.

La folosirea mai multor găuri toate se împușcă deodată.

La o astfel de împușcare, arruncarea rocilor trebuie bine controlată și acest lucru se realizează prin folosirea unor plase confecționate din fâșii de cauciucuri vechi de mașini sau din cabluri.

Împușcarea cu folosirea încărcăturilor aplicate

Împușcarea cu încărcături aplicate este practică în cazul blocurilor de dimensiuni mici, pentru care aducerea unei instalații de forat este costisitoare.

În această situație, explozivul este plasat la suprafața blocului de sfărâmat. Amplasarea încărcăturii de exploziv se face în așa fel încât suprafața secțiunii transversale a blocului, ce trece prin încărcătura de exploziv să fie minimă și să treacă cât mai aproape de centrul de greutate al blocului, fig.12.54.

Fig.12.54. Împușcarea blocurilor cu încărcături aplicate

Odată încărcătura plasată, aceasta trebuie acoperită cu argilă lipicioasă zvântată pentru a reduce zgomotul împușcării.

Învelișul de argilă sau burajul trebuie să aibă o grosime de 10 – 15 cm de jur împrejurul cartușului de exploziv.

Consumul specific de exploziv la o asemenea împușcare este de 0,6 – 0,7 kg/m3.

La împușcarea cu încărcături aplicate pericolul proiectării la distanță a bucăților de roci este mult mai mic comparativ cu împușcarea cu folosirea încărcăturilor în găuri, în schimb acțiunea undei de șoc aeriene este de departe mult mai mare.

Mărunțirea secundară a blocurilor negabarit rezultate la împușcarea în cariere

În cariere granulometria materialului derocat este determinată de dimensiunile maxime ale bucăților de rocă în masiv și de cantitatea de energie explozivă consumată pentru detașarea acestora. De asemenea, procedeul de împușcare utilizat va influența în mare măsură ponderea blocurilor cu dimensiuni mari în materialul derocat. Una va fi granulometria materialului împușcat la folosirea găurilor de sondă de diametru mare și alta va fi granulometria la folosirea găurilor de diametru mic.

De asemenea factorul rocă va juca un rol important în obținerea unei granulometrii uniforme și la dimensiunile dictate de procesul tehnologic. În condițiile unui masiv compact, nefisurat, dimensiunea maximă a unei bucăți de rocă va depinde de geometria amplasării găurilor pe reaptă, respectiv de anticipantă, de distanța dintre găurile aceluiași rând și de distanța dintre rândurile de găuri. Dimensiunile minime sunt determinate de modul de propagare a fisurilor în masiv și de viteza de fisurare a acetuia, la trecerea undelor de șoc.

La împușcările efectuate într-un masiv intens fisurat, vor rezulta blocuri avânddimensiunile reduse.

Există însă și situații când la împușcările efectuate în roci fisurate, cu fisuri și crăpături mari colmatate sau umplute cu un ciment argilos, rezultă blocuri având dimensiunile agabaritice, mai mari decât cele permise în procesul tehnologic. Acest lucru se datorează faptului că la traversarea zonelor de umplutură, vitezele de propagare a undelor detonante se diminuează considerabil, reducându-se în aceeași măsură energia din frontul undei. Ca urmare, nu se vor mai deschide noi fisuri iar produsele de explozie nu vor putea contribui la efectuarea unui lucru mecanic util.

Cantitatea de exploziv utilizată la o împușcare influentează decisiv granulometria materialului derocat. Cu cât consumul specific de exploziv este mai mare, cu atât granulometria materialului derocat va fi mai redusă. Evident, consumul specific de exploziv trebuie limitat la o valoare care să nu transforme împușcarea de afânare într-o împușcare de aruncare.

În multe țări s-a studiat și aspectul economic al problemei, stabilindu-se că este mai rentabil să se obțină o granulație redusă direct prin împușcare, decât prin concasare ulterioară, aceasta ca urmare a diferenței mari între costurile energiei electrice și ale explozivilor. De asemenea, granulația redusă permite creșterea productivității utilajelor de încărcare și transport.

Cerințele ca roca împușcată să aibă bucățile de o anumită dimensiune sunt condiționate de necesitatea de a încăpea ușor în cupele excavatoarelor și de a trece ușor prin gurile de încărcare ale silozurilor, ale instalațiilor de sfărâmare, etc. Pe baza acestor considerații, dimensiunile bucăților de rocă și minereului nu trebuie să depășească în două direcții reciproce perpediculare mărirea dmax

– La încărcarea cu excavatorul:

– În cazul transportului auto:

– În cazul transportului cu transportor cu bandă:

– La introducerea masei derocat în siloz:

– În cazul concasării masei de rocă împușcată:

în care:

E este volumul cupei excavatorului, m3;

Vb – volumul benzii autobasculante, m3;

BT – lățimea bernei transportoare, ;

dS – dimensiunea celei mai mici laturi a gurii de evacuare a silozului, m;

dc – deschiderea minimă a gurii de primire a concasanului,m.

Reușita unei împușcări se apreciază în funție de ponderea blocurilor supragabarit în materialul derocat. Se apreciază ca reușită o împușcare la care volumul supragabariților se află în limitele a 3 – 5 %.

Ponderea blocurilor supragabarit în materialul derocat se poate estima cu relația lui E.O.Mindeli:

În funcție de volumul de supragabariți acceptați se poate stabili și consumul specific de explozivi:

unde:

K și K1 sunt coeficienți a căror mărime depinde de dimensiunile maxime ale blocurilor de roci, Valorile acestora coeficienți sunt date în tabelul 12.9

W – anticipanta, m;

D – diametrul găurilor de sondă, m;

f – coeficientul de tărie al rocilor după Protodiakonov

Tabelul 12.9. Valorile coeficienților K și

Așa după cum s-a menționat deja, în practica carierelor se folosesc două metode de mărunțire secundară a blocurilor de dimensiuni mari și anume: metoda prin împușcare și metoda sfărâmării mecanice.

Mărunțirea prin împușcare

La utilizarea explozivilor pentru mărunțirea secundară, încărcăturile se introduc în găurile de mină perforate în blocurile de roci care urmează a fi împușcate sau se folosesc încărcături aplicate deschise (fig.12.55).

Fig.12.55. Împușcarea secundară a blocurilor negabarit:

a – găuri de mină; b – încărcături aplicate; 1 – bloc de rocă; 2 –exploziv;

3 – fitil; 4 – buraj; 5 – gaură de mină

Procedeul găurilor de mină se folosește în cazul unui procent mare de material de dimensiuni mari, iar procedeul încărcăturilor deschise se folosește în cazul unui procent mic de material de dimensiuni mari precum și în cazurile cand lucrările de împușcare au un caracter temporar.

La utilizarea primului procedeu (fig.12.55.a), se perforează găuri de mină cu lungimea minimă cuprinsă între 0,3 si 0,5 din diametrul mediu al blocului, care se încarcă și se împușcă în mod obișnuit.

Consumul de exploziv se calculează cu relația:

Q=qV [kg]

în care: V este volumul blocului supragabarit, m3;

q – consumul specific de exploziv, kg/m3.

Avantajul metodei cu găuri de mină constă în consum redus de exploziv, dar necesită un volum mare de lucrări pentru perforare si alimentare cu aer comprimat.

Perforarea găurilor în blocurile negabarit se face cu perforatoare pneumatice sustinute manual, cu greutatea în jur de 20 kg. Consumul de aer variază în funcție de tipul și natura rocii în care se perforeaza, de la 1,8 m3/min la 2,70 m3/min, cu o presiune de 4-5 bar.

În situația perforării negabariților în fronturi cu înalțimea mai mare de 15 m, echipa de perforare este alcătuită din doi muncitori. Un muncitor execută perforarea, iar celalalt dirijează furtunul cu aer comprimat și supraveghează frontul de lucru împotriva căderii rocilor.

Împușcarea negabariților se face de către artificier, dupa ce s-au luat masurile de siguranță, și anume: retragerea muncitorilor din zonă, retragerea utilajelor, asigurarea căii de refugiu etc.

Operația de împușcare a negabariților se face numai la lumina zilei, iar un artificier poate aprinde cu un fitil cel mult 8 găuri, dacă negabariții sunt grupați. În cazul când împușcarea negabariților se face electric, legarea reoforilor capselor electrice se face numai în serie.

La utilizarea celui de-al doilea procedeu, pentru realizarea încărcăturii aplicate, se așează pe fața blocului mai multe cartușe dintr-un exploziv brizant, printre care unul armat (fig.12.55b). Cartușele se acoperă cu un strat de nisip fin, sau de argilă, care se preseaza ușor peste încărcătură. Încărcătura aplicată se poate realiza dintr-o anumita cantitate de exploziv pulverulent pe bază de azotat de amoniu, sub forma unei movilițe în care se introduce un cartuș de exploziv brizant amorsat. Împușcarea cu încărcături aplicate este simplă, dar neeconomică, din cauza consumului mare de substanță explozivă. Pentru micșorarea acestui consum se recomandă folosirea încărcăturilor cu efect cumulativ.

Consumul de substanțe explozive, la utilizarea încărcăturilor aplicate deschise, se ridică la 1,5-2,5 kg pentru 1 m3 de rocă, care urmează a fi impușcată secundar și poate ajunge până la 0,05-0,07 kg pe 1 m3 din întreaga masă de roci extrase.

Încărcăturile aplicate sunt folosite de foarte multe ori pentru sfărâmarea pragurilor de rocă ramase pe berma treptei de la împușcarea primară. La utilizarea încărcăturilor aplicate, dacă volumul blocului este mai mare de 2 m3, se folosesc două sau trei încărcături.

Sfărâmarea secundară a minereului în frontul de lucru cu ajutorul explozivilor, este metoda cea mai utilizată, dar prezintă o serie de dezavantaje esențiale, care se reflectă în mod nefavorabil asupra indicilor tehnico-economici. Dintre dezavantajele cele mai importante ale sfărâmării secundare cu ajutorul lucrărilor de perforare-împușcare mentionăm: necesitatea întreruperii lucrărilor în timpul împușcării, cu intreruperea rețelelor de iluminat si de forță ale sectorului sau ale intregii cariere; costul ridicat al rețelei de aer comprimat; consumul specific ridicat de explozivi, în cazul folosirii încărcăturilor deschise; necesitatea protejarii mașinilor sau a îndepîrtării lor din fronturile de lucru etc.

Mărunțirea prin sfărâmare mecanică

Pentru evitarea dezavantajelor pe care le prezintă mărunțirea secundară cu ajutorul explozivilor, în ultimii ani au început să fie utilizate din ce în ce mai mult spărgătoarele mecanice de roci pentru mărunțirea secundară a blocurilor supragabarit.

Mărunțirea mecanică este folosită în carierele de dimensiuni mari, acolo unde volumul de lucrări pentru mărunțire secundară este destul de mare.

Spărgătoarele mecanice sunt utilaje de tipul unor perforatoare grele, montate pe suporți solizi si folosite pentru mărunțirea blocurilor negabarit provenite de la împușcarea primară în cariere.

În prezent se studiază posibilitatea utilizării acestor spărgătoare chiar și pentru extragerea primară a rocilor din trepte cu înăltime mică. Acest lucru prezintă deosebita importanță la extragerea rocilor în cariere situate foarte aproape de obiective industriale și de centre populate.

Spărgătoarele de roci lucrează după sistemul percutant și sunt acționate pneumatic (fig.12.56) sau hidraulic (fig.12.57), avand frecvența si energie de lovire foarte ridicate.

Fig.12.56. Spărgător de roci pneumatic tip DKB, construit de firma Demag

Fig.12.57. Spărgător de roci hidraulic de tip BRH – construit de firmaMontabert;

1 – butonul de fixare; 2- resorturi și propte elastice; 3- acumulator de presiune;

4 – dispozitiv dereglare a presiunii uleiului; 5 – suport pentru dispozitivul de reglare;

6 – propta elastică pentru alimita cursa descendentă; 7 – ghidaj flexibil; 8 – pistonul și plonjorul; 9 – leagan-suport; 10 – plăci de uzură; 11 – ghidajul față a piconului;

12 -dispozitiv de oprire a piconului, 13 – bucșa de uzură frontală; 14 – picon;

Pî – circuit de înaltătensiune; Pj – circuit de joasă tensiune;

C1 – camera de sub pistonul P; D- distribuitor; C2 – camera deasupra pistonului;

M- membrana; O – orificiu.

În ceea ce priveste forma dispozitivelor de lovire (fig.12.58.a), acestea sunt diferite ca mărime si forme, în funcție de tăria rocilor ce urmează a fi mărunțite. Pentru spargerea rocilor slabe se folosesc, în general, dispozitive de lovire care se termină cu un vârf ascuțit sau cu o daltă. În roci de tărie mare se preferă utilizarea dispozitivelor cu vârful plat, care transmit mai bine în blocurile de roci energia de percuție sub formă de vibrajii. Practica arată că dispozitivele cu vârful plat sparg bine roca în bucăți omogene, alunecă mai greu pe blocul mărunțit si capătă dupa un anumit timp de functionare, o forma ideală bombată.

Fig.12.58. Dispozitiv de lovire și fixare a spărgătorului de roci

a – Tipuri de dispozitive de lovire:

A – pic; B – daltă; C – super-pic; D – lopată; E – daltă pentru trasare;

F – spărgător de gheață; G –pilon; H – lopată pentru trasare; I – berbec.

b – spărgător de roci acționat hidraulic fixat pe un excavator

1 – perforator, 2 – conductă flexibilă de înaltă presiune; 3 – conductă flexibilă

de joasă presiune; 4 – distributor; 5 – clapetă de descărcare; 6 – pompă;

7 – rezervor de ulei; 8 – schimbător de temperatura (răcitor).

Durata de viață a acestor dispozitive depinde de tăria rocilor sfărâmate șiajunge în multe cazuri la peste 1000 ore de functionare.

În cazul rocilor de tărie mare și foarte mare, factorul hotărâtor pentru sfărâmare este frecvența loviturilor, ceea ce permite aducerea rocii în stare de vibrație, pe când în cazul rocilor de tărie medie, cum ar fi de exemplu calcarele, energia loviturilor joacă rolul principal în mărunțire.

În cariere se utilizează de obicei spărgătoare de roci la care energia de lovire atinge cel puțin 130 daN/percuție.

Susținerea spărgătoarelor de roci se face de către excavatoare lopată mecanică actionate hidraulic, fig.12.58. Pentru o bună stabilitate a excavatoarelor serecomandă ca greutatea acestora să fie aproximativ de 15 ori mai mare decâtîmpingerea maximă dezvoltată de spărgător în momentul impactului.

Productivitatea spărgătoarelor de roci variază direct proporțional cu mărimea blocurilor primare și a celor rezultate după mărunțire și invers proporțional cu tăria rocilor. În cazul rocilor de tărie medie și a mărunțirii unor blocuri cu volum de peste 1 m3, productivitatea spărgătoarelor oscilează de la 11 la 80 m3/h.

Toate spărgătoarele hidraulice sunt alimentate de la sistemul hidraulic al excavatorului pe care sunt montate.

Spărgătoarele acționate pneumatic sunt alimentate de la un compresor, în general montat pe excavator, al cărui debit depășește cu aproximativ 20% debitul necesar spărgătorului.

În figura 12.58 este arătată fixarea unui spărgător de roci pe un excavator și circuitul hidraulic de acționare. Utilizarea în cariere a spărgătoarelor de roci prezintă o serie de avantaje comparativ cu mărunțirea prin împușcare, dintre care amintim: activitatea de mărunțire secundară se poate suprapune cu alte operații de la frontul de lucru și se poate executa la orice ora din timpul schimbului; riscurile accidentelor mai puțin numeroase; zgomot redus; lipsa șocului seismic; productivitate înaltă și cost redus.

12.5. ÎMPUȘCĂRI PENTRU NIVELAREA TERENULUI, REALIZAREA DE ȘANȚURI PENTRU CABLURI ȘI CONDUCTE

ȘI PENTRU PLANTAREA STÂLPILOR

Toate aceste împușcări au în comun faptul că pentru realizarea lor se folosesc găuri de lungime mică cu diametrul de numai 22 mm.

Împușcările pentru nivelarea terenului sunt necesare pe traseele viitoarelor drumuri și șosele, pentru amenajarea suprafețelor eliberate prin demolarea diferitelor construcții, pentru îndepărtarea pragurilor de pe bermele treptelor și orizontalizarea acestora, etc.

Pentru împușcare se perforează găuri verticale sau înclinate dispuse pe unul sau mai multe rânduri, se încarcă cu exploziv și se declanșează explozia. Distanța dintre găuri și încărcarea acestora este prezentată în tabelul nr.12.10.

Valorile din tabelul de mai jos trebuie luate numai ca orientative și acestea necesită ajustări pentru cazurile concrete funcție de caracteristicile rocilor.

Tabelul 12.10. Parametrii de amplasare a găurilor și încărcarea acestora

în funcție de înălțimea treptei

Șanțurile pentru cabluri și pentru conducte au adesea o adâncime limitată și sunt realizate prin împușcare folosind găurile de lungime și diametru mic.

La săparea unor astfel de lucrări parametrii găurilor întrebuințate și amplasarea acestora se poate face folosind relațiile:

Lg=h+0,2 (m)

Wt=0,0018 D (m)

=wt (m)

Qb=0,2h (kg)

sau pentru adâncimi ale lucrării de

în care:

h este adâncimea șanțului

D – diametrul găurii (mm)

– lungimea burajului (m)

Qb – greutatea încărcăturii în gaură (kg)

Literatura de specialitate recomandă ca amplasarea și încărcarea găurilor trebuie să se realizeze în concordanță cu cele prezentate în fig.12.59. și tabelul 12.11.

Fig.12.59. Săparea tranșeelor pentru cabluri și conducte

Tabelul 12.11.Parametrii de forare-împușcare la săparea șanțurilor

Numărul rândurilor de găuri va fi funcție de lățimea lucrării: la o lățime a lucrării de 0,8-1,2 m se vor folosi 3 rânduri de găuri, iar la o lățime de 1,5-2,0 m, numărul rândurilor de găuri se va majora la 4.

Împușcarea pentru realizarea gropilor de fundații pentru stâlpi și piloni este o problemă dificilă.În urma împușcării poate rezulta uneori un crater în care nu se poate amplasa stâlpul în siguranță.

O împușcare bine planificată și realizată are ca efect reducerea timpuluioperațional pentru plantarea stâlpului deoarece nu mai sunt necesare propte și ancore. În plus este nevoie doar de o cantitate mică de material de umplere pentru consolidarea poziției stâlpului.

Împușcarea este dificilă deoarece se realizează în condițiile unui masiv cu o singură suprafață liberă.

Găurile vor fi perforate paralel, iar numărul lor este în funcție de mărimea secțiunii transversale a excavației, fig.12.60.

Fig.12.60. Săparea gropilor de fundații pentru stâlpi

Pentru a menține o bună precizie a perforării, se folosesc de obicei șabloane de ghidare.

Găurile se încarcă cu încărcături speciale și se burează cu nisip pentru a mări randamentul de rupere.

Cele mai bune rezultate se obțin dacă groapa pentru stâlpi este împușcată într-o singură etapă cu detonatori cu întârziere, conform schemelor de aprindere alăturate din fig.12.60.

Pentru ca roca să aibă afânarea dorită, este necesară o întârziere între găuri de minim 50 ms. Dacă găurile se împușcă individual, ele trebuie împușcate în aceeași ordine așa cum s-a stabilit în schema de aprindere.

12.6. EXTRAGEREA ROCILOR ORNAMENTALE SAU A PIETRELOR DECORATIVE CU AJUTORUL EXPLOZIVILOR

Rocile monumentale sau pietrele decorative sunt reprezentate de toate tipurile de roci care pot fi utilizate în diverse domenii de activitate sub formă de blocuri, cărămizi, balustrade, stâlpi, coloane, plăci pentru placaje interioare și exterioare, etc.

Utilitatea acestor roci este dată în primul rând de caracteristicile lor estetice cum ar fi: aspect, culoare, strălucire, luciu, structură, textură, etc., cât și de cele fizice și mecanice ca de exemplu: densitate ridicată, rezistențe înalte la solicitări mecanice, rezistență mare la acțiunea agenților poluanți, etc.

Împușcarea rocilor ornamentale se aplică la extragerea rocilor tari și foarte tari, cum ar fi de exemplu granitul, granodioritul, andezitul, etc.

Blocul extras din masiv și care poate fi prelucrat trebuie să aibă dimensiunile de 1,5 x 1,5 x 2,0 m. Blocul nu trebuie să fie degradat, iar microfisurile din jurul găurii de împușcare trebuie să fie de întindere foarte limitată. Totuși în cele mai multe situații, blocurile rezultate prezintă pe o anumită zonă, un anumit grad de fisurare de care trebuie să se țină seama la prelucrare și la detașarea pieselor finale ce vor fi folosite.

Cu această metodă de lucru se pot tăia simultan 1, 2, 3 și chiar 4 suprafețe ale blocului după aliniamente bine stabilite folosite la perforare.

Utilizarea explozivilor la extragerea rocilor tari, permite mărirea productivității muncii până la de 3 ori și reducerea substațială a costului extragerii comparativ cu folosirea altor metode.

În prezent, se înregistrează un reviriment al producției de roci ornamentale în lumea întreagă, datorită unei cereri în continuă creștere pentru produsele obținute din aceste roci. Cererile în creștere au la bază motivații ecologice, estetice și nu în ultimul rând economice. Pentru satisfacerea cererii pieței se caută noi tehnologii de extragere, iar tehnologiile tradiționale suferă transformări radicale în scopul scăderii cheltuielilor de extragere în condițiile asigurării unei calități din ce în ce mai ridicate a producției obținute.

Lucrul cu explozivii este un procedeu întâlnit din ce în ce mai frecvent la extragerea diverselor tipuri genetice de roci ornamentale, dar acesta se aplică în special în cazul rocilor de origine magmatică datorită tăriei și abrazivității ridicate a acestora, proprietăți care duc la o uzură pronunțată a sculelor mecanice de tăiere și deci la productivități scăzute de tăiere.

Explozivii utilizați la detașarea blocurilor din masiv sunt cei lenți și în special pulberea neagră. În ultimul timp nu se mai folosește pulbere explozivă sau alt tip de exploziv în găuri ci se practică încărcăturile de fitil detonant. Încărcăturile sunt amplasate în găuri de mină cu diametre de 25 – 45 mm dar se acceptă și găuri de diametre mai mare, 51 ÷ 64 mm, perforate de-a lungul unor aliniamente de tăiere cu ajutorul instalațiilor tip bară de carieră prevăzute cu unul până la cinci perforatoare, ceea ce asigură paralelismul și verticalitatea găurilor ce compun aliniamentul, fig.12.61. Distanța dintre două găuri consecutive este în mod uzual de 4 – 8 ori diametrul acestora, fiind într-o strânsă corelație cu proprietățile rocii în care se urmărește detașarea blocurilor prin acest procedeu.

Fig.12.61. Realizarea aliniamentului de găuricu bara de carieră

Pentru determinarea numărului și distanței dintre găuri precum și a modului de încărcare a acestora cu exploziv se cunosc mai multe metode de calcul.

În cazul utilizării fitilului detonant, fig.12.62, în literatura de specialitate se recomandă următoarea relație de determinare a distanței dintre găuri:

unde:

a – distanța dintre găurile aceluiași rând (m);

σtr – rezistența la tracțiune a rocii (MPa);

– diametrul găurii (m);

– diametrul fitilului detonant (m);

Ps – presiunea specifică a pentritei (MPa);

Lf – lungimea încărcăturii de fitil detonant (m);

Lg – lungimea găurii (m);

∆e – raportul dintre densitatea explozivului și densitatea apei.

Cel mai frecvent în găurile perforate se introduc două fire de fitil detonant cu o încărcătură de 10 g/m. Găurile perforate pe laturi și la partea inferioară sunt aprinse simultan, astfel că forța eliberată la detonarea explozivului taie blocul și îl eliberează din masivul de rocă, mișcându-l doar câțiva centimetri.

După ce a fost introdus fitilul detonant în găuri, acestea se burează cu apă. Găurile din care apa se scurge sunt umplute cu nisip. Prin folosirea burajului cu apă sau cu nisip se asigură o mai bună transmitere a undei de șoc către rocă, ceea ce duce la o bună tăiere a blocului din masiv și permite o creștere a distanței dintre găuri.

Fig.12.62. Utilizarea fitilului detonant la detașarea

rocilor ornamentale din masiv

Din punct de vedere al explozivilor întrebuințați se poate menționa că la detonările în plan vertical se folosesc fitile detonante cu miez de pentrită, în timp ce pentru detonările în plan orizontal sunt utilizați explozivi ce degajă un volum mare de gaze. În unele țări se utilizează explozivi sub formă de pudră în tuburi de plastic, cu densitate redusă și viteză mică de detonație, pe bază de nitroglicerină sau nitrat de sodiu.

La folosirea fitilelor detonante încărcătura pe unitatea de suprafața de detașat variază în funcție de tipul de rocă, felul explozivului folosit la confecționarea fitilului și faza de extracție. Cele mai uzuale valori sunt următoarele: 80÷150 g/m2 în granite; 40÷80 g/m2 în marmură și 30÷60 g/m2 în calcare.

Din punct de vedere al configurației încărcăturii cel mai adesea se folosesc încărcături în coloană continuă cu diametru mult mai mic decât cel al găurii. Trebuie evitate exploziile care emit fum.

Pentru a evita pe cât posibil apariția unor rupturi nedorite în rocă, găurile situate în imediata vecinătate a suprafețelor libere nu vor fi umplute cu apă, iar în anumite situații nu sunt nici chiar încărcate cu fitil detonant, fig.12.63. Găurile care au fost umplute cu apă pot fi ușor recunoscute după împușcare deoarece profilul găurii își păstrează culoarea naturală a rocii în comparație cu celelalte unde roca apare înnegrită de explozie.

Necesitatea de a realiza desprinderea simultană a mai multor suprafețe a blocului de detașat, explică alegerea pentru exploatare a zăcămintelor situate deasupra reliefului terenului înconjurător precum și a zăcămintelor faliate și cu suprafețe de minimă rezistență dispuse după direcții perpendiculare între ele.

O altă metodologie de calcul a monografiei de împușcare în roci ornamentale a fost dezvoltată la Politehnica din Torino plecând de la conceptul de factor al pulberii negre (powder factor) formulat de Langefors & Kihlstrom în 1967.

Fig.12.63. Utilizarea găurilor goale care servesc

pentru ghidarea extragerii blocurilor de roci ornamentale

Astfel relația de calcul a încărcăturii apare sub forma:

PF = a + b S/V + c s

unde:

PF – factorul pulberii negre (g PETN/m3);

S – suprafața de tăiere (m2);

V – volumul blocului dislocat (m3);

s – distanța de deplasare a blocului după împușcare (m);

a, b, c – coeficienți experimentali.

În urma experimentărilor făcute pe granitul de Sardinia a cărui caracteristici de bază luate pentru calcul (densitatea 2,57 t/m3; rezistența de rupere la compresiune 168,7 MPa; rezistența de rupere la forfecare 15,6 MPa) au condus la următoarele valori ale coeficienților experimentali: a = 10,52 g/m3, b = 26,47 g/m2 și c = 28,74 g/m4.

Aceste valori s-au dovedit aplicabile și în cazul gnaiselor și a altor roci similare.

Aplicând această metodologie la detașarea blocului din fig.12.64 s-au obținut următoarele rezultate:

Suprafața tăieturilor:

S1 = 90 m2; S2 = 112 m2 și S3 = 48 m2;

Deci suprafața totală a tăieturilor va fi:

S = S1 + S2 + S3 = 250 m2;

Volumul blocului detașat:

V = 568 m3;

Fig.12.64. Detașarea unui bloc din masiv prin împușcare

Deci,

S/V = 250/568 = 0,44 m-1;

Deplasarea blocului după împușcare s = 0,2 m;

În concordanță cu relația de mai sus se obține:

PF. = 10,52 + 26,47S/V + 28,74 s = 10,52 + 26,470,44 + 28,740,2 = 27,91 g/m3;

Deci, cantitatea totală de exploziv necesară va fi:

Q = PFV = 27,91568 = 15853 g;

Încărcătura de exploziv pe metru de fitil = 10 g/m;

Numărul de fire pe gaură = 2;

Lungimea totală de fitil necesar: 15853 / 10 = 1585,3 m;

Lungimea totală a găurilor L = 1585,3 / 2 = 792,6 m;

Distanța relativă medie între găuri: S/L = 568 / 792,6 = 0,315 m.

Considerând diametrul găurilor de 42 mm, se constată că distanța dintre găuri determinată cu această metodologie satisface și relația empirică:

S = (4 – 8)g

respectiv:

S = 7,5g = 7,50,042 = 0,315 m

Prin aplicarea relației lui S pentru calculul distanței dintre găurile consecutive pentru situația prezentată in fig.12.64. se obține:

,

unde rezistența la tracțiune a rocii s-a considerat 5% din rezistența la compresiune conform [78], diametrul fitilului detonant 5,5 mm, densitatea pentritei 1,3 g/cm3 iar presiunea specifică a pentritei 1200 MPa.

În această situație avem S = 7,34g ceea ce de asemenea satisface relația empirică. Se poate constata o mică diferență între valorile determinate pentru distanța dintre găuri, fapt ce poate fi pus pe seama utilizării în relația lui S a unei valori estimate a rezistenței la tracțiune a rocii.

Detașarea rocii numai cu fitil detonant conduce la reducerea cu 25 % a cheltuielilor comparativ cu situația în care s-a utilizat și pulbere explozivă. În anumite cazuri, se practică folosirea unor încărcături reduse amplasate în găuri de mină. Încărcăturile sunt formate din Nitramon sau dinamite special confecționate în cartușe cu diametrul de 11 – 22 mm și introduse în găuri cu diametrul de 5 – 10 ori mai mare decât diametrul cartușului.

Cartușele sunt centrate în găuri de mină, distribuite pe toată înălțimea treptei de extras și inițiate cu fitil detonant.

Aerul rămas între cartușul de exploziv și peretele găurii de mină diminuează efectul exploziei și duce numai la tăierea masivului între două găuri.

Găurile de mină sunt perforate în linie și se poate tăia una până la trei și chiar patru suprafețe din masiv la o singură împușcare.

Extragerea cu explozivi este indicată în cazul masivului străbătut de un sistem dezvoltat de fisuri ce se întretaie sub un unghi drept sau aproape drept.

Faptul că extragerea blocurilor de roci ornamentale cu ajutorul explozivilor este simplă, productivă și ieftină nu compensează însă deranjamentele considerabile cauzate zăcământului și nici calitatea mai redusă a materiei prime ca urmare a folosirii substanțelor explozive.

Dacă efectele negative nu sunt vizibile în timpul extragerii blocurilor și prelucrării mecanice a acestora, ele se manifestă și apar după un anumit timp de la punerea (montarea) în operă a elementelor de rocă pregătite.

Oportunitatea tăierii cu ajutorul materialelor explozive este discutabilă, în special în cazul rocilor calcaroase, marnelor și gresiilor.

12.7. DISTRUGEREA GHEȚII

Distrugerea gheții prin lucrări de împușcare se execută pentru:

menținerea navigației pe fluvii, râuri și canale navigabile în timp de îngheț;

înlăturarea îngrămădirilor și blocărilor cu sloiuri de gheata;

protejarea construcțiilor hidrotehnice și podurilor de ghețurile plutitoare.

Cea mai frecventă și sigură metodă de a împușca gheața este aceea de a plasa încărcătura sub gheață. Încărcătura trebuie plasată la 1,25 m sub gheață pentru a obține rezultate bune. Dacă adâmcimea apei este mai mică de 2,5 m, încărcăturile trebuie plasate la jumătatea adâncimii apei, fig.12.65.

Fig. 12.65. Împușcarea gheții

În tabelele 12.12. și 12.13. este arătată experiența Suediei în împușcarea gheții.

Tabelul 12.12. Amplasarea găurilor de împușcare în gheață

și a încărcăturii pe gaură în fincție de grosimea gheții

Dacă adâmcimea apei este mai mică de 2,5 m, atunci pentru spargerea gheții pot fi folosiți parametrii din tabelul 12.13.

Tabelul 12.13. Distanța dintre găurile aceluiași rând

la diferite încărcături pe gaură și adâncimea apei

Pentru crearea unui culoar navigabil, în funcție de lățimea râului sau canalului se execută pe două sau trei rânduri copci cu diametrul de 0,30 – 0,40 m la distanță de 8 – 15 m una de alta (fig. 12.66). La ghețuri cu grosime mai mare de 0,3 m copcile se execută prin împușcarea unor cantități de 0,100 – 0,200 kg exploziv, amplasate in găuri scurte, executate manual și burate cu zăpadă.

În apropierea lucrărilor de artă, operațiile de împușcare se pot executa numai după ce în prealabil în jurul lor s-a executat un spatiu (canal) de 0,5 m liber de gheață, iar copcile pentru împușcare se amplasează la cel puțin 5 m distanță de lucrările de artă.

Fig. 12.66. Amplasarea copcilor pentru introducerea încărcăturilor

explozive invederea creării unui culoar navigabil

Explozivul trebuie să fie rezistent la apă de tipul dinamitei și se folosește sub formă de încărcături alungite din cartușe, sau ca încărcături concentrate legate în pungi de plastic sau introduse în containere. Încărcăturile astfel pregătite se scufundă la adâncimea dorită. În apele cu curenți ar putea fi necesar să se folosească drept greutăți o piatră sau un material similar pentru a fi siguri că încărcătura va sta la adâncimea necesară.

Încărcăturile trebuie să inițiate instantaneu, de preferință cu fitil detonant. Pentru a menține încărcătura la nivelul corect sub gheață, fitilul detonant care coboară este legat de bara transversală de pe gheață. Fitilul care coboară este apoi conectat la fitilul principal care se leagă în continuare la detonator. Pentru ca sloiurile de gheță să fie antrenate de cursul apei, lucrările de împușcare se execută din aval spre amonte.

Funcție de grosimea gheții mărimea încărcăturii explozivc introduse într-o copcă este cel mai adesea de 0,5 – 2,5 kg.

La înlăturarea îngrămădirilor și blocurilor cu sloiuri de gheață,în prealabil se eliberează albia din aval pentru a se putea scurge ghețurile eliberate.

Încărcăturile explozive de 0,5 – 5,0 kg se introduc între bucățile de gheață adunate. În asemenea situații inițierea se face de regulă pe cale pirotehnică folosindu-se fitil de amorsare rezistent la apă.

Ghețurile plutitoare pot da naștere la îngrămădiri și chiar baraje de gheață. Pentru prevenirea unor astfel de situații ghețurile mari plutitoare se distrug din timp. Pentru distrugere se folosesc încărcături explozive tip grenadă de 0,5 – 2,0 kg care se aruncă pe gheață.

Încărcătura explozivă concentrată introdusă în pungi de material plastic sau în containere se inițiază cu câte două capse pirotehnice și fitile de amorsare de 0,6 m lungime, care se aprinde înainte de a fi aruncată încărcătura.

12.8. ÎMPUȘCĂRI ÎN SILVICULTURĂ

Împușcarea buturugilor cu rădăcini

Prin lucrări de împușcare se pot smulge, tăia și scoate buturugile cu rădăcini din sol. Asemenea lucrări se pot executa la construcții de drumuri și obiective industriale în zone împădurite și defrișate precum și pentru obținerea de lemn dc foc.

De asemenea buturugile mari rămase după tăierea copacilor din gospodării, pot fi scoase cu ajutorul explozivilor, astfel ca bucățile de lemn rezultate să fie suficient de mici ca să poată fi ridicate și transportate cu vehicole obișnuite.

Lemnul fiind în general o marfă specială ar putea fi necesar să se păstreze buturuga pe cât de intact se poate. În astfel de cazuri, se procedează după cum urmează:

– La buturugi cu rădăcini întinse la adâncime mică și cu diametrul mai mare de 0,50 m, precum și la buturugi cu o împletire densă de rădăcini, încărcătura explozivă se introduce printr-o gaură practicată până sub centrul buturugii (fig.12.67.).

– La buturugi cu rădăcini pivotante, încărcătura explozivă se introduce prin găuri practicate de-a lungul pivotului având lungimea de 1,5 – 2 ori diametrul buturugii și terminate cu un cuptor pentru a se plasa o încărcătura concentrată (fig.12.68).

Pentru perforare poate fi folosit un perforator mic, portabil, întrucât diametrul găurii va fi de 38 mm. Dacă solul în care se perforează este moale, gaura va avea un diametru mai mare și se va tuba cu o armătură din plastic în interiorul căreia se va introduce cartușul de exploziv.

Explozivul folosit în acest scop trebuie să fie dinamită sub formă de cartușe.

Dacă materialul din buturugă va fi folosit pentru foc, de exemplu, atunci distrugerea acesteia poate fi făcută mai eficient prin perforarea unei găuri centrale în mijlocul buturugii, așa cum se vede în fig.12.68. Întrucât această gaură este în lemn, ea se perforează folosind scule pentru prelucrarea lemnului ca de exemplu sfredele acționat electric de o mașină de mare putere. Trebuie avut grijă ca fundul găurii de împușcare să fie la cca 5 ÷ 10 cm sub nivelul terenului înconjurător.

La buturugi putrede încărcătura explozivă se poate introduce tot într-o gaură scobităîn centrul putred al buturugii și apoi se burează.

Mărimea încărcăturii explozive pentru smulgerea buturugilor din sol se stabileste în funcție de diametrul buturugii:

Q = q · d (kg)

unde:

d – este diametrul buturugii, dm;

q – consumul specific de exploziv, kg, tabelul 12.14.

Tabelul 12.14. Consumul specific de exploziv în funcție de esența lemnului,

felul rădăcinilor și felul solului

Din cele de mai sus rezultă că factorii care se iau în considerare la împușcarea buturugilor sunt:

– diametrul buturugii;

– vârsta și specia copacului;

– natura terenului de sub copac și

– distanța de aruncare permisă

În cazul buturugilor cu diametrul peste 0,6 m și cu rădăcini întinse se pot folosi 2-3 încărcături, fig.12.69.

Fig.12.69. Împușcarea unei buturugi cu folosirea încărcăturilor multiple

Dacă metoda este folosită în apropierea zonelor locuite, împușcarea trebuie acoperită și luată în considerare și unda de șoc, întrucât etanșarea încărcăturii nu este atât de perfectă ca atunci când se împușcă roca.

Așa după cum s-a arătat cel mai adesea se folosește drept exploziv dinamita.

Cantitatea de dinamită necesară de folosit pentru împușcarea buturugilor se poate determina conform celor specificate în tabelul 12.15.

Tabelul 12.15. Necesarul de dinamită pentru împușcarea buturugilor

Despicarea buturugilor cu rădăcini, după ce au fost scoase din sol sc poate face de asemenea prin împușcare cu încărcături cxplozive aplicate sau plasate în găuri. Găurile se perforeaza fie de pe suprafața tăiată pana la 3/4 din înălțimea buturugii, fie lateral între două ramificații pânaăla 3/4 din diametral buturugii.

Mărimea încărcăturii explozive pentru despicarea buturugilor cu găuri verticale pe suprafața de tăiere și apoi burate este:

Q = 0,0001 d2(kg)

iar cu găuri laterale

Q = 0,00003 d2 (kg)

unde:

d – diametrul buturugii, cm.

Scoaterea buturugilor din teren prin împușcare prezintă marele dezavantaj că în urma împușcării acolo unde era buturuga rămâne o groapă mare. Cu cât este mai moale pământul pe atât groapa va fi mai mare. Un alt dezavantaj constă în controlul proiectării buturugii care este greu sau chiar imposibil de previzionat. Metoda nu trebuie folosită în apropierea localităților și a obiectivelor industriale.

12.9. ÎMPUȘCAREA SOLULUI ÎNGHEȚAT

Un sol înghețat este un material monolit cu o compoziție variabilă și ca urmare este dificil de a face recomandări cu aplicabilitate generală legat de rețeaua de foraj și de împușcare.

Un factor important care trebuie luat în considerare când se planifică împușcarea solului înghețat și se alege metoda de împușcare adecvată este adâncimea de îngheț.

Luând în considerare adâncimea, împușcarea se poate face prin două metode:

împușcarea cu încărcături plasate sub solul înghețat, și

împușcarea cu încărcături plasate în solul înghețat.

Împușcarea cu încărcături plasate sub solul înghețat se aplică în situația când înghețarea se extinde pe o adâncime sub 1,0 m. Prin plasarea încărcăturii sub solul înghețat, presiunea exploziei va forța solul să se rupă. întrucât încărcăturile trebuie să fie plasate în terenul neînghețat, la capătul găurilor forate de la suprafață prin terenul înghețat se creiază mici cuptoare (camere) pentru explozivi, prin explodarea a 1/3 – 1/2 dintr-un cartuș de dinamită, fig.12.70.

Adâncimea solului înghețat <1,0 m

Fig.12.70. Împușcarea solului înghețat cu încărcături

plasate sub zona înghețată

Mărimea încărcăturii care se introduce în fiecare gaură realizată conform celor de mai sus, va depinde de grosimea solului înghețat, de tipul de material de sub solul înghețat, de granulometria cerută după împușcare și de riscul aruncărilor nedorite a bucăților de rocă.

Înainte de realizarea împușcării pe suprafețe mari de sol înghețat se impune efectuarea unei împușcări experimentale pentru a se definitiva parametrii de forare-împușcare.

În tabelul 12.16., se dau e serie de valori orientative pentru încărcăturile de sub solul înghețat.

Tabelul 12.16. Parametrii încărcăturilor funcție de adâncimea solului înghețat

Dacă se forează găuri cu diametrul mai mare de 51 mm nu mai este nevoie de realizarea cuptorului (camerei), la talpa treptei dar adâncimea găurii trebuie mărită la 1,5 ori adâncimea solului înghețat.

Rețeaua de foraj este pătrată cu distanța dintre găuri egala cu dublul adâncimii solului înghețat.

Inițierea poate fi instantanee, dar acolo unde există riscul unor pagube datorită vibrațiilor terenului se folosește împușcarea milisecundă.

Când adâncimea solului înghețat depășește 1,0 m ruperea prin plasarea unor încărcături dedesubt devine dificilă, în acest caz este preferabilă împușcarea cuîncărcături plasate în sol, în special dacă pământul de sub solul înghețat este moale și are rezistență mică.

Rețeaua de foraj și mărimea încărcăturilor va depinde de felul solului înghețat, aruncarea permisă a materialului rupt prin împușcare, apropierea de obiective care trebuie protejate la vibrații, fragmentarea materialului împușcat, etc, fig.12.71.

Adâncimea solului înghețat >1,0 m

Fig.12.71. Împușcarea solului înghețat cu încărcături

plasate în zona înghețată

Întrucât este dificil de perforat cu perforatoare susținute manual în solul înghețat este recomandabil să se folosească un echipament greu de forat și anume sondeze pe șenile. Totuși parametrii găurilor și a împușcărilor trebuie limitați, deoarece solul înghețat este un material care transmite foarte bine vibrațiile produse de împușcare obiectivelor din jur, cărora le poate produce pagube.

În toate cazurile trebuie să se acorde o atenție mărită greutății încărcăturilor din fiecare gaură care se va împușca.

În tabelul 12.17, în funcție de adâncimea solului înghețat se fac recomandări pentru adâncimea de foraj, plasarea în plan a găurilor și încărcarea acestora cu exploziv, în cazul în care se urmărește protejarea unor obiective din jur.

Tabelul 12.17. Parametrii amplasării încărcăturilor în

solul înghețat – cazul protejării obiectivelordin jur

În cazul în care în zonă nu sunt obiective de protejat se poate lucra cu parametrii specificați în tabelul 12.18.

Tabelul 12.18. Parametrii amplasării încărcăturilor în solul înghețat –

fără limitarea vibrațiilor terenului