Chương VII
THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ
Thi công nền đường bằng phương pháp nổ phá tức là lợi dụng năng lượng to lớn của thuốc nổ sinh ra khi
nổ để xây dựng nền đường.Ngoài việc ứng dụng khai thác đá ở các mỏ đá phục vụ cho việc xây dựng đường
nói chung, trong phạm vi xây dựng nền đường, phương pháp nổ phá thường được sử dụng trong các trường hợp
sau:
-Xây dựng nền đường ở các giai đoạn gặp đá hoặc đất cứng
-Xây dựng nền đào hay nền đắp trong trường hợp yêu cầu thi công nhanh gấp
-Xây dựng nền đắp trên đất yếu
-Xây dựng đường hầm
-Phá những cây lớn và các chướng ngại trong phạm vi xây dựng nền đường
Phương pháp nổ phá là phương pháp duy nhất có hiệu quả trong trường hợp xây dựng nền đường gặp đá ;trong
trường hợp nền đường bằng đất thì không chắc là kinh tế nhất ,nhưng có thể được các ưu điểm sau:
-Rút ngắn thời gian xây dựng
-Giảm được công lao động
Hạn chế việc sử dụng phương pháp nổ phá trong xây dựng nền đường chủ yếu là ở chỗ :có thể sử dụng một lượng
lớn thuốc nổ gây tốn kém về kinhphí xây dựng và đặc biệt trong một số trường hợp sử dụng không hợp lí có thể
gây nên những hậu quả có hại như gây sụt lở nền đường kéo dài ,hoặc nếu không nắm vững kĩ thuật sử dụng có thể
dễ dàng gây tai nạn lao động trong khi thi công.
Ở nước ta từ lâu đã dung phương pháp nổ phá để xây dựng nền đường nhất là
trongviệc xây dựng đường ở miền núi gặp đá và đất cứng. Tuy nhiên vì thiếu thuốc nổ nên phần lớn chỉ nổ phá
trong các trường hợp bắt buộc, thậm chí thường dung thuốc nổ theo kiểu”vừa bắn mìn vừa cậy” ít áp dụng các
phương pháp lấy nổ phá làm chính.Mãi gần đây các phương pháp nổ phá tiên tiến mới được áp dụng ở nước ta.
Thực tế xây dựng nền đường và khai thác đá ở nước ta và các nước ngoài đã chứng tỏ hiệu quả to lớncủaviệc sử
dụng phương pháp nổ phá Cho đến nay người ta không ngừng ngiên cứu để tìm cách nâng cao hiệu quả của tác
dụng của nổ phá nói chung va trong việc sử dụng nó để xây dựng nền đường nói riêng. Hiệu quả nổ phá phụ thuộc
rất nhiều nhân tố(có ngưồich rằng có tới hơn 60 nhân tố ảnh hưởng), trong đó những nhân tố ảnh hưởng chính gồm
có:
- Tính năng của thuốc nổ, chất lượng của thuốc nổ sau thời gian bảo quản
- Điều kiện địa hình, địa chất ở nơi xây dựng nền đường: như tính chất cơ lí của đá, cấu tạo địa chất ,cấu tạo đất
đá, độ dốc sườn núi v..v…
Quan sát các kết quả nổ tung người ta tính được rằng công nổ phá có ích(tức là phần năng lượng dung để trực tiếp
phá vỡ mỗi chất xung quanh) thường chỉ bằng 3÷7% và không vượt quá 20÷25% năng lượng toàn bộ sinh ra khi
nổ.
Sức nổ mặt ngoài biểu thị công nổ phá có ích của thuốc nổ khi nổ trong môi trường hở (nổ không nạp kín, nổ dán,
nổ ốp) .Thường dùng thí nghiệm sau đây để xác định (hình 7-2).
Lấy 50g loại thuốc nổ định thử gói thành thỏi tròn đường kính 40mm, đặt và buộc chặt lên trên một khối chì hình
trụ đường kính cũng là 40mm và cao 60mm (giữa thỏi thuốc và khối chì hình trụ có đệm một tấm thép).Dùng dây
cháy chậm và kíp để gây nổ.
Sau khi nổ khối chì hình trụ sẽ bị sức nổ của thỏi thuốc nổ phía trên ép thành "hình nấm" (xem hình 7-2).
Chênh lệch chiều cao khối chì hình trụ trước và sau khi nổ đặc trưng cho sức nổ mặt ngoài của loại thuốc nổ định
thử.
Như vậy,sức nổ mặt ngoài biểu thị công có ích sinh trong quá trình nổ khi khí nổ bắt đầu bành trướng(chỉ giây
phút sau đó xì không có cản trở của môi trường xung quanh nên khí nổ lập tức tiêu tan hết).
Trên thực tế, hiệu quả nổ phá sẽ càng lớn nếu sức nổ của loại thuốc đó càng lớn. Còn nếu thuốc nổ có sức sức nổ
mặt ngoài càng lớn thì mức độ bị phá vụn của đá càng cao. Sức nổ lớn hay nhỏ phụ thuộc vào lượng khí nổ và
nhiệt độ sinh ra khi nổ. Sức nổ mặt ngoài lại phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ nổ và độ chặt của thuốc nổ.Tốc độ nổ và
độ chặt của thuốc nổ càng cao, thì sức nổ mặt ngoài của loại thuốc nổ đó càng lớn.
2. Tính nhạy(độ nhạy) của thuốc nổ. Tính nhạy của thuốc nổ được đánh giá về nhiều mặt như nhạy đối với tác
dụng đập, tác dụng ma sát, tác dụng nhiệt độ và tác dụng của dây cháy chậm…Tương ứng có các phươngpháp thí
nghiệm để đánh giá tính nhạycủa t huốc nổ đối với các tác dụng đó.Chẳng hạn như đối với tác dụng của dây cháy
chậm có thể đánh giá bằng thí nghiệm đốt một dây dẫn có một đầu cuối đặt cách một lượng thuốc nổ muốn thử
khoảng 1cm;khi dây dẫn cháy phát ra những tia lửa mà thuốc nổ không bị cháy thì mới đảm bảo an toàn. Thí
nghiệm đánh giá tác dụng đập thường dung cách cho một búa có trọng lượng nhất định rơi tư do đập vào một cối
thép hình trụ có chứa khoảng 0.03g thuốc nổ định thử. Chiều cao búa rơi làm cho thuốc nổ địnhthử nổ sẽ đặc trưng
cho tính nhạy của thuốc nổ về mặt này. Thí nghiệm đánh giá tác dụng ma sát thường dung một quả búa lắc nặng
1kg, cánh tay đòn dài khoảng 2m. Mỗi lần búa lên ở cao độ 150cm rồi cho rơi tự do, búa sẽ quay ( như con lắc ) và
tại vị trí thẳng đứng nó sẽ miết vào một thỏi thuốc độ 7g. Số lần búa lắc qua, ma sát làm thỏi thuốc định thử cháy
hoặc nổ đặc trưng cho tính nhạy đối với ma sát của thuốc nổ.Nếu số lần này lớn hơn 10 lần thì loại thuốc nổ đó coi
như bảo đảm an toàn. Về độ nhạy đối với nhiệt độ của thuốc nổ thường được đặc trưng bằng nhiệt độ nổ hoặc cháy
của thuốc nổ. Để xác định nhiệt độ này thường thí nghiệm đun cách thủy 0.1g thuốc nổ định thử trong một ống kín
Nếu tốc độ nổ lớn (hang trăm , hang nghìn m/sec trở lên ) thì thường mới coi là nổ .Còn nếu tốc độ nổ nhỏ (mấy
chục m/sec ) thì chỉ gọi là cháy .
Trong điều kiện thuận lợi , tốc độ nổ của thuốc nổ là không đổi . Nếu tốc độ nổ lớn và không đổi ,quá trình nổ sẽ
ổn định và hiệu quả nổ sẽ lớn ,mức đổ vỡ vụn của đá xung quanh cũng sẽ lớn do áp lực nổ tăng nhanh.Ngược lại
thì sẽ không ổn định và vì
ảnh hưởng của mộthoặc nhiều nhân tố nào đó tốc độ nổ bị giảm thấp sẽ dẫn đến hiệu quả nổ phá kém, thậm chí chỉ
dẫn đến hiện tượng thuốc nổ cháy mà không nổ (trên thực tế
thi công thì trường hợp này xaỷ ra cũng không phải là ít ).
Thường do nhiều nhân tố ảnh hưởng nên phạm vi biến đổi của tốc độ nổ tương đối lớn . đối với một loại
thuốc nổ đã có tính chất hoá học xác định thì tốc độ nổ hoặc tính ổn định khi nổ còn chịu ảnh hưởng của các nhân
tố sau:
-Độ chặt của thuốc nổ :theo thí nghiệm mỗi loại thuốc nổ đều có một độ chặt tốt nhất. Thuốc nổ có độ chặt
nhỏ hoặc lớn hơn độ chặt tốt nhất thì tốc độ nổ của nó có thể bị giảm. Trong trường hợp thong thường thuốc nhồi
càng chặt thì hiệu quả nổ phá càng tốt.
-Đường kính của thỏi (gói ) thuốc nổ : thục tế thí nghiệm chứng tỏ nếu đường kính thỏi thuốc thì tốc độ nổ
càng giảm thấp và nếu giảm nhỏ quá sẽ không nổ . Đồng thời nếu tăng đường kính thỏi thuốc đến một trị số nào đó
thì tốc độ nổ cũng chỉ có thể tăng đến một trị số nhất định (tốc độ nổ lớn nhất ); lúc này tiếp tục tăng đường kính
thỏi thuốc cũng không ảnh hưởng gì đến tốc độ nổ nữa.
-Cường độ của vỏ gói thuốc :vỏ gói thuốc càng kiên cố thì ở những điều kiện nổ giống nhau ,quá trình nổ (tốc độ
nổ ) càng ổn định .Thực tế cũng thấy : thuốc được nhồi chặt trong một hòm gỗ sẽ dễ nổ hơn là gói giấy.
-Sức gây nổ : rất nhiều trường hợp thực tế cho thấy nếu sức gây nổ không đủ mạnh sẽ dẫn đến việc thuốc nổ không
nổ hoặc thuốc cháy . Đó là do sức gây nổ không đủ mạnh để làm cho khối thuốc nổ đều và ổn định trong quá trình
nổ . Vì thế lượng thuốc nổ càng lớn độ chặt càng cao, thì nên bố trí nhiều kíp nổ hoặc thuốc mồi
Về lí thuyết mà nói thì nếu thời gian truyền nổ quá dài,tốc độ nổ quá chậm sẽ dẫn đến tình trạng :bộ phận thuốc nổ
gần chỗ nổ đã bị tung ra ngoài phạm vi có nhiệt độ cao và áp lực lớn . Đây chính là cơ sở để giải thích ảnh hưởng
của các nhân tố nói trên đối với sự ổn định của quá trình nổ .Nắm vững những nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ nổ và
sự ổn định của quá trình nổ có một ý nghĩa thực tế rất lớn.
4. Độ chặt của thuốc nổ tức là dung trọng của thuốc nổ đơn vị (g/cm
3
). Ảnh hưởng về độ chặt khối thuốc nổ đến
- Ảnh hưởng của gói thuốc tập trung hoặc kéo dài : các khối thuốc có hình dạng gần giống khối cầu ,khối
lập phương hoặc có chiều cao không lớn hơn bốn lần đường kính hay không lớn hơn bốn lần cạnh ngắn của mặt
đáy được gọi là các gói thuốc nạp tập trung . Ngược lại , được gọi là các gói thuốc nạp kéo dài .
Thực tế chứng tỏ , nhờ tập trung năng lượng nổ phá nên hiệu quả nổ phá của các gói thuốc tập trung lớn
hơn so với gói thuốc kéo dài cùng loại và cùng lượng thuốc , nghĩa là sử dụng gói thuốc tập trung có thể giảm
lượng thuốc nổ .Tuy nhiên , sử dụng gói thuốc kéo dài thì đá được phá ra có kích thước đồng đều hơn (không có
hòn quá lớn hoặc quá nhỏ ).
Ảnh hưởng của dạng hình khối nạp thuốc , qua thực tế nổ phá đã phát hiện thấy : hiệu quả nổ phá có khác
nhau nếu dạng hình khối nạp thuốc khác nhau.Về ảnh hưởng này đến nay còn chưa được nghiên cứu .Chúng ta cần
nghiên cứu tất cả những ảnh hưởng nói trên để áp dụng cụ thể trong công tác nổ phá .
Về các loại thuốc nổ dung trong công tác nổ phá cho đến nay có rất nhiều loại nhưng nói chung thuốc nổ
gồm có những thành phần sau : chất cháy (chất nổ ),chất cung cấp oxy, chất nhạy để nâng cao độ nhạy bén của
thuốc nổ,chất trừ ngọn lửa để không sinh ra oxi cácbon có hại ,chất phụ gia để ngăn ngừa thuốc nổ vón hòn và ẩm .
Có thể phân loại thuốc nổ theo thành phần và công dụng thực tế .Theo thành phần thì thuốc nổ chia làm hai
loại chính :
- Loại kết hợp hoá học ,trong đó các thành phần của chúng lien kết chặt chẽ với nhau không thể phân li
bằng các biện pháp vật lí đơn giản ( như nitrô-glixêrin, trinitrotoluene,fuyminát thuỷ ngân…).
- Loại thuốc nổ gồm nhiều thành phần trộn với nhau, trong đó nhiều nhất là chất cháy (chứa cácbon ) và
chất cung cấp oxi .Các thành phần không kết hợp hoá học nên rất dễ phân li (đinamít , amônít,thuốc đen…).
Theo công dụng thực tế cũng có thể phân thuốc nổ thành mấy loại sau:
- Thuốc gây nổ :là loại thuốc nổ có tốc độ nổ và độ nhạy rất lớn .Tốc độ nổ có thể tới 2000÷8000m/s và chỉ
cần tác dụng của nhiệt năng hay cơ năng (va chạm ,xung kích ) là nổ .Thuốc nổ thuộc loại này như fuyminát thuỷ
ngân Hg (CNO)
2
hoặc axít chì Pb(N
3
)
2
, v.v…
Thuốc nổ chính :là loại thuốc nổ chủ yếu dùng để nổ phá ,có độ nhạy tương đối thấp ,phải có thuốc gây nổ
giảm đi rất nhiều ,do đó cần được bảo quản tốt khi sử dụng.Chỉ nổ khi có tác dụng gây nổ mạnh vì thế thuộc loại
tương đối an toàn.Vì có những nhược điểm trên mà không nên dung riêng rẽ ; nhưng vì thuốc này thành phần chứa
nhiều ôxy và tương đối rẻ tiền do đó là loại thuốc nổ không thể thiếu được trong công nghiệp chế tạo thuốc nổ hiện
đại
c) Amônít là loại thuốc bột do nitrát amôn (NH
4
NO
3
) trộn thêm một phần các loại thuốc nổ vầ các chất phụ
gia (thường trộn với thuốc TNT và thêm các loại bột gỗ tăng cường lượng chất cháy,tăng cường tính rời rạc,chống
hiện tượng keo kết).
Những loại thuốc ammonít vì thành phần chủ yếu là nitrát amôn nên cũng có nhược điểm là dẽ hút ẩm và
vón hòn ;lúc này độ nhạy và sức công phá sẽ giảm đi rất nhiều ,nếu độ ẩm >3% thì không nổ được . VÌ thế khi sử
dụng thường qui định độ ẩm không được vượt quá 1,5% (kinh nghiệm về thuốc bằng tay nếu thành hòn mà không
rời rạc là độ ẩm đã vượt quá 1,5% ).Do đó khi sử dụng amônít phải tổ chức bảo quản tốt .
Amônít không nhạy với chà sát , nhạy rất ít đối với tác dụng va chạm ,không chịu ảnh hưởng của sự thay
đổi nhiệt độ, cũng không bắt cháy khi gặp tia lửa hay ngọn lửa, khi nổ sinh ra CO
2
ít ; vì thế là loại thuốc nổ tương
đối an toàn.
Tốc độ nổ của amônít khoảng 250 m/s , thuộc loại thuốc nổ mạnh vừa . Amônít được sử dụng rất phổ biến .
d) Trinitrôtôluen gọi tắt là TNT . Công thức hoá học là C
6
H
2
(NO
2
)
3
CH
ngay năng lượng nổ phá của một khối thuốc nổ mạnh khác.
1. Nổ bằng kíp nổ thường. Đối với phương pháp này, vật liệu gây nổ cần thiết gồm kíp nổ thường và dây
cháy chậm.
Kíp nổ thường có cấu tạo như hình (7.5)
Kíp nổ thường là một ống tròn có kích thước như hình vẽ, bằng kim loại hoặc bằng dấy bìa cứng. Trong
ống này một nửa phía dây chứa thuốc nổ mạnh,tiếp đó trong phần mũ kíp được chứa đầy thuốc gây nổ như PbN
6
(tức adít chì) hoặc Hg(CNO)
2
(fuyminát thuỷ ngân). Ở giữa mũ kíp có một lỗ nhỏ gọi lạ mắt ngỗng. Phần đầu kíp
hoàn toàn trống để sau đút đầu dây cháy chậm vào (phần này không được ngắn hơn 15mm để dây sau khi đút vào
kíp không bị tụt ra). Đáy kíp lõm vào để tập trung năng lượng nổ của kíp nổ do đó dễ dàng gây nổ các khối thuốc
cần nổ.
Dây cháy chậm có cấu tạo gồm một lõi thuốc đen (là loại thuốc nổ rất yếu) quấn sợi và các tầng giấy phòng
âm (hình 7-6)
Đường kính dây cháy chậm thường vào khoảng 5÷5.9 mm, tốc độ cháy khoảng 60-130 cm/phút. Dây cháy
chậm nếu bị ẩm ướt sẽ ảnh hưởng đến tốc độ cháy và có thể không cháy. Chuẩn bị kíp nổ phải làm ở các nơi riêng
biệt và nên bố trí rất ít người. Trước khi chuẩn bị đặt kíp vào khối thuốc nổ định gây nổ phải đem dây cháy chậm
cắn vào kíp. Để dây cháy chậm tiếp xúc với mắt ngỗng được tốt, đầu dây đút vào kíp phải dung dao sắc xén bằng.
Không được xoay dây trong kíp. Nếu dây cháy chậm vì lí do gì đó bị rời khỏi mắt ngỗng (tụt kíp) thì khi đốt kíp có
thể không nổ, vì thế sau khi đã đút dây vào kíp phải dung kìm bọc vỏ kíp kẹp chặt lấy dây, (cấm không được dung
răng cắn kíp để bảo đảm an toàn). Một đầu dây còn lại phải lấy dao cắt chéo cho hở hẳn thuốc ra để khi đốt lửa dễ
bắt cháy. Day cháy chậm dài hay ngắn là tuỳ theo vị trí khối thuốc nổ so với mặt thoáng nhưng ít nhất không ngắn
hơn 1.0 m để đảm bảo cho người đốt dây có đủ thời gian chạy đến nơi an toàn trước khi nổ. Khi cần dây cháy chậm
dài hơn 4m thì phải dùng 2 kíp 2 dây và không được dùng dây cháy chậm dài quá 10 m.
Trước khi dung nên quan sát kĩ kíp và dây, đồng thời nên tiến hành đốt thử, cho nổ thử kíp. Những kíp có
vết thủng, vết nứt, han gỉ hoặc bị ẩm ở ngoài vỏ và những đoạn dây bị ẩm, bị gẫy gập.bị các vết cứa, bị phình ra
v.v…thì nên loại bỏ không dung. Trong một hộp kín nên nổ thử một vài kíp; dây cháy chậm cũng cho đốt thử
(đoạn đốt thử dài 60 cm), nếu tốc độ cháy nằm trong phạm vi thong thường nói trên và trong 3 cuộn dây đốt thử
đều cháy đều là được. Cũng cần thử khả năng gây nổ của kíp bằng cách nạp kíp vào các thỏi thuốc tròn 31mm, nếu
cách khống chế chiều dài dây dẫn hoặc thứ tự đổt cháy (đây là một ưu điểm nhưng chỉ đối với trường hợp bố trí nổ
phá đơn giản) tuy nhiên thứ tự nổ vẫn không thể bảo đảm nhất là không thể khống chế được quãng cách thời gian
giữa các thứ tự nổ. Vì rằng việc đốt dây và bản thân tốc độ cháy của dây cháy cũng chịu ảh hưởng của nhiều nhân
tố (thực tế có khi lỗ mìn đốt trước lại nổ sau trong khi chiều dài dây dẫn như nhau…).
2. Nổ phá bằng kíp điện. Đối với phương pháp này vật liệu gây nổ cần thiết gồm kíp nổ điện (kíp điện),
dây dẫn điện và nguồn điện
Kíp điện có cấu tạo như hình 7-9 là một kíp nổ thường được lắp thêm một bộ phận dẫn điện gây nổ vào
phần đầu kíp. Bộ phận dẫn điện gây nổ gồm có một dây tóc như dây tóc bóng đèn điện (là một điện trở) hàn gắn
liền với dây dẫn điện nối với mạch ngoài và khối thuốc cháy bọc xung quanh. Dây dẫn điện nối với mạch ngoài
thường là dây đồng đường kính 0,5÷1,0 mm dài khoảng 0,3÷3,0 mm. Khi thông điện dây tóc có địên trở sẽ tạo nên
nhiệt lượng lớn làm cháy thuốc bọc xung quanh nó và gây nổ thuốc nổ trong kíp. Điện trở của kíp điện thường
1,0÷3,5 Ω; các số liệu này đều có ghi trong hộp đựng kíp.
Ngoài loại kíp điện nổ ngay nói trên ,trong công tác nổ phá hiện còn dùng các loại kíp nổ chậm và kíp vi
sai. Nguyên lí cấu tạo của các loại kíp này là ở giữa phần thuốc cháy và mắt ngỗng của kíp điện nổ ngay có thêm
một lớp thuốc cháy chậm (hình 7-10) dày hay mỏng tuỳ theo yêu cầu nổ chậm .
Kíp điện nổ chậm sẽ nổ sau khi thông điện một khoảng thời gian tính bằng giây (lớn hơn 1 giây). Kíp điện
vi sai sẽ nổ sau khi thông điên một khoảng thời gian tính bằng phần nghìn giây. Mỗi nước sản xuất nhiều kíp điện
nổ chậm và vi sai có thời gian nổ chênh lệch khác nhau (ví dụ kíp vi sai nổ sau 25,50,75,100,150… phần nghìn
giây).
Những loại kíp này, đặc biệt kíp vi sai đang được dùng trong các phuơng pháp nổ phá vi sai hiện đại mang
lại hiệu quả nổ phá cao, giảm được lượng thuốc, giảm ảnh hưởng chấn động do nổ phá gây nên và làm đất đá có
thể phá vụn hơn.(xem ở §9)
Đặt kíp điện vào khối thuốc định gây nổ cũng tiến hành giống như trường hợp dùng kíp nổ thường. Trước
khi sử dụng bắt buộc tất cả mọi kíp điện phải được kiểm tra bên ngoài và khả năng gây nổ như với kíp thường đồng
thời phải kiểm tra xem có thông điện hay không và phải được đo điện trở (gồm cả điện trở dây nối với mạch
ngoài). Công việc này rất quan trọng vì đảm bảo cho kết quả nổ phá cũng như đảm bảo an toàn trong khi nổ bằng
kíp điện.
Kiểm tra thông điện và đo điện trở của kíp điện nhờ ôm kế loại nhỏ và cầu điện. Lúc kiểm tra để đảm bảo
an toàn phải để kíp thử cách xa người và máy đo lớn hơn 10m hoặc để kíp sau một tấm gỗ dày 5 cm. Ngoài ra để
đảm bảo khi đo điện trở kíp điện không bị nổ hoặc tổn hại cần phải khống chế cường độ dòng điện, an toàn nhất là
dòng điện một chiều và I=2,5ampe trường hợp dòng điện xoay chiều.
-Trước khi thi công cần cho kíp nổ thử:mắc nối tiếp khoảng 20 kíp và cho thử vài ba lần như vậy.Nếu với
cường độ dòng điện tính toán mà cả mạch nổ đều là được.
Khi muốn gây nổ hàng loạt kíp (nổ phá hoại) thì các kíp phải được mắc thành một mạch điện nối vào nguồn
điện.Yêu cầu đối với mạch lưới điện gây nổ là thi công đơn giản,an toàn và tin cậy(bảo đảm sẽ nổ).Có ba cách mắc
điện là mắc nối tiếp,mắc song song và mắc hỗn hợp(song song nối tiếp và nối tiếp song song) như ở hình 7-11.
Mắc nối tiếp : Cường độ dòng điện của mạch là cường độ dòng điện thong qua mỗi kíp điện. Điện trở của
toàn mạch là tổng cộng của tất cả các điện trở ( kíp, dây dẫn nối với mạch ngoài, dây chủ…). Mắc theo kiểu này thì
đỡ tốn dây điện nhưng không bảo đảm tin cậy vì nếu một kíp không nổ do một nguyên nhân nào đó ( cấu tạo, thi
công mắc nối dây…) thì cả mạch ngoài sẽ hở và không nổ đồng loạt được. Ngoài ra vì điện trở lớn nên muốn đảm
bảo nổ phải dùng nguồn điện có điện thế cao.
Mắc song song : Cường độ dòng điện mạch ngoài bằng tổng cộng cường độ dòng điện thông qua mỗi kíp.
Điện trở tổng cộng của cả mạch điện nhỏ hơn điện trở của một kíp điện bất kì trong mạch. Vì thế được sử dụng cho
cả trường hợp nguồn điện có điện thế thấp nhưng cường độ dòng điện lớn (như ắcquy). Mắc song song đảm bảo tin
cậy nhưng tốn dây.
Mắc hỗn hợp : Mắc song song nối tiếp là các kíp điện được mắc song song thành từng nhóm (các mạch rẽ),
những nhóm này lại được mắc nối tiếp với nhau. Mạch nối tiếp song song ngược lại sẽ gồm các nhóm kíp mắc nối
tiếp riêng rẽ, những nhóm này lại mắc song song với nhau. Mắc hỗn hợp yêu cầu nguồn điện có điện thế và cường
độ cao. Một chú ý quan trọng là khi mắc hỗn hợp cần bảo đảm để số kíp điện và điện trở các kíp điện trong mỗi
nhóm là như nhau vì chỉ như vậy mới bảo đảm không có chênh lệch về cường độ dòng điện giữa các nhóm, do đó
không gây ra tình trạng nổ không đều. Thực tế đã có nhiều trường hợp do các nhóm trong mạch hỗn hợp mắc
không đều về số lượng kíp nên đã dẫn đến tình trạng nhóm ít kíp sẽ nổ trước, đất đá tung làm đứt mạch làm cho
những nhóm còn lại không nổ được rất nguy hiểm.
Nhiệm vụ của việc thiết kế gây nổ bằng điện là : chọn cách mắc điện, bố trí mạng lưới điện gây nổ và tính
toán nguồn điện cần thiết.
Chọn cách mắc điện tuỳ thuộc vào các điều kiện sau :
1. Số lượng và tình hình vị trí các lỗ mìn, các khối thuốc nổ: Nếu nổ một lần rất nhiều lỗ và các lỗ bố trí
thành nhiều hàng thì nên mắc nối tiếp song song (mỗi hàng lỗ là một mạch nối tiếp riêng lẻ…). Nếu chỉ gồm một
hàng lỗ, hoặc trường hợp số lượng lỗ mìn ít lại mà lại cách xa nhau thì nên mắc nối tiếp. Trường hợp khối nổ lớn
trong mỗi khối nổ phải dùng nhiều kíp (2 – 4 kíp) thì các kíp này được mắc song song với nhau rồi mới mắc với
Thi công nổ phá gây nổ bằng năng lượng điện cần đặt biệt chú ý công tác kiểm tra trong và sau khi mắc
mạch điện.
Kiểm tra trong khi mắc điện cần chú ý các chỗ nối đường dây : không để hở mạch hoặc tiếp xúc với đất,
với nước. Đồng thời kiểm tra xem mạng lưới mắc có đúng sơ đồ thiết kế hay không.
Sau khi mắc xong cần kiểm tra lại sự thông mạch của toàn mạch và đo điện trở thực tế của toàn mạch xem
có phù hợp với tính toán hay không.Lúc này phải dung dung cầu điện Oéstơn ( nếu muốn đô được điện trở toàn
mạch) và ôm kế loại nhỏ,nếu chỉ muốn kiểm tra tình hình thong điện trong mạch (vì ôm kế khắc độ lớn không đọc
chính xác được điện trở).
Cường độ dòng điện kiểm tra mạch phải nhỏ hơn 0,05 A mặc dù cường độ dòng điện an toàn nhất; như trên
đã nói, cho phép tới khoảng 0,5A vì rằng với dòng điện 0,5A tuy không làm kíp nổ nhưng nếu tác dụng lâu có thể
làm tổn hại sự tiếp xúc giữa dây tóc và thuốc cháy trong kíp ảnh hưởng đến chất lượng của kíp. Thời gian thông
điện kiểm tra không nên vượt quá 1-2 giây.
Phương pháp gây nổ bằng điện khắc phục được tất cả các thiếu sót của phương pháp gây nổ bằng kíp
thường. Nó có thể thực hiện được mọi ý đồ nổ phá, nâng cao và phát huy được hiệu quả nổ phá của thuốc nổ, nhất
là từ khi có kíp điện vi sai. VÌ thế công tác nổ phá hiện đại nhất thiết phải sử dụng phương pháp gây nổ bằng kíp
điện. Tuy nhiên muốn việc thi công nổ phá theo phương pháp gây nổ bằng kíp điện được đảm bảo chắc chắn và an
toàn thì nhất thiết không thể thiếu được các máy kiểm tra điện (cầu điện, ôm kế,vôn kế…), không có các máy kiểm
tra này thì việc gây nổ bằng điện sẽ trở nên hết sức nguy hiểm có thể dẫn tới nhiều sự cố đáng tiếc.Ngoài ra khi
chưa gây nổ luôn luôn nên nối các đầu dây dẫn chính lại với nhau (tạo nên mạch kín).
3. Nổ bằng dây truyền nổ. Phương pháp gây nổ này hoàn toàn chỉ cần dây truyền nổ mà không cần đặt kíp
ở trong mỗi khối thuốc nổ, vì thế cũng gọi là phương pháp gây nổ không kíp (vẫn dùng kíp nhưng đặt ở ngoài_.
Hình dáng bề ngoài và đường kính của dây truyền nổ không khác gì dây cháy chậm nhưng tính chất và
công dụng khác hẳn nhau. Ruột thuốc của dây truyền nổ là loại thuốc gây nổ mạnh như là loại C
3
H
6
N
3
(NO
2
Trước khi dùng, dây truyền nổ cũng phải được kiểm tra và nổ thử. Nhữnh đoạn dây có vết gẫy nứt, vết cứa
to nhỏ không đều, đầu rời rạc, tuộc mất lõi thuốc… thì nên loại bỏ.
Phương pháp gây nổ này có ưu điểm là: tương đối an toàn (không phải cắm kíp vào khối thuốc), đơn giản
và có thể gây nổ cùng một lúc (một thời điểm) nhiều khối thuốc nổ ; khuyết điểm là không thể gây nổ các khối
thuốc theo một trình tự trước sau nào đó và không có cách kiểm tra được mạng lưới gây nổ xem có chắc chắn
không.
Phương pháp gây nổ này thường dùng khi tiến hành nổ phá lớn : lập một mạng lưới dây truyền nổ phụ trợ
cho hệ thống mạng lưới gây nổ điện để đề phòng vì lí do bất trắc nào đó mạng lưới điện không gây nổ được.
§ 3. Tác dụng của nổ phá với môi trường xung quanh và phân loại tác dụng nổ phá
Như đã biết ở các phần trên, hiệu quả nổ phá phụ thuộc rất nhiều nhân tố ảnh hưởng. Do đó tác dụng nổ phá
chính xác đối với môi trường đất đá xung quanh cũng chịu ảnh hưởng của nhiều nhân tố như vậy và vì thế là vấn
đề hết sức phức tạp. Để đơn giản,trong mục này chỉ nghiên cứu tác dụng nổ phá của những gói thuốc tập trung đối
với môi trường đất đá xung quanh là đồng nhất.
1. Tác dụng nổ phá với môi trường đất đá đồng nhất và vô hạn : Giả sử gói thuốc nổ được chôn rất sâu vào trung
tâm môi trường đồng chất vô hạn. Khi gói thuốc nổ, khí nổ xung kích mạnh vào môi trường đất đá xung quanh tạo
nên sóng nổ, và vì đồng chất nên nên sóng này sẽ truyền đều hình thành song nổ hình cầu. Ở trung tâm hình cầu áp
lực của song nổ rất lớn nhưng càng truyền xa thì áp lực càng giảm dần đi vì phải thắng những lực cản của đất đá.
Chính áp lực này của sóng nổ tạo nên tác dụng phá hoại và sau đó nhờ tác dụng vận động của khí nổ mà đất đá bị
phá hoại có thể bị rời chỗ hoặc tung đi.
Vì áp lực nổ càng xa trung tâm vị trí đặt thuốc nổ càng giảm đi nên tác dụng phá hoại cũng càng ra xa càng yếu như
biểu thị ở hình 7-15.
Ở trong phạm vi vòng 1 sát trung tâm đặt thuốc, áp lực lớn nhất nên đất đá bị vụn nát (nếu là đất đá loại cứng) hoặc
bị ép chặt tạo thành một lỗ trống (loại tương đối mềm). Vì thế vòng 1 gọi là vòng vụn nát hay ép co.
Ngoài đó, và trong phạm vi vòng 2 (tức là phá tung) áp lực còn lớn nên đất đá bị vỡ thành mảnh và trong phạm vi
vòng này tiếp xúc với một mặt tự do (mặt thoáng) nào đó thì các mảnh đất đá vỡ này sẽ bị đẩy tung đi khá xa.
Tiếp sau và trong phạm vi vòng 3 (tức là vòng phá om) sóng xung kích đã yếu đi, chỉ còn đủ sức phá hoại sự lien
kết giữa các phần tử đất đá tại chỗ mà không có khả năng đẩy tung chúng đi xa. (Đất đá bị rạn nứt, long lở thành
các cục nằm tại chỗ).
Ngoài vòng phá om là vòng 4 (vòng chấn động), áp lực song chỉ còn khả năng làm cho môi trường đất đá chấn
động, không đủ sức làm rạn nứt.
và loại đất đá. Như vậy nếu trong môi trường có một mặt tự do và đồng chất (cùng một loại đất đá nào đó) thì kết
quả nổ phá là nổ tung, nổ om hay nổ ngầm sẽ tuỳ thuộc vào trị số W và lượng thuốc nổ. Cùng một cự li đến mặt
thoáng như nhau, lượng thuốc càng lớn thì có thể tạo được nổ om hay nổ tung. Cũng vì lí do đó nên nếu phân chia
các hình thức nổ theo các điều kiện của những bất đẳng thức nói trên thì không thể bao quát được mọi trường hợp
(R luôn luôn thay đổi theo lượng thuốc và loại đất đá). Vì thế phải dùng một chỉ tiêu tổng quát để phân loại các
hình thức nổ, đó là tỉ số
W
R
hay để tiện lợi thường dùng chỉ số :
n =
W
r
làm đặc trưng phân loại các hình thức nổ ; r và W định nghĩa như trên (hình 7-16c) còn n thường gọi là chỉ số nổ
(hay là chỉ số tác dụng).
Khi
W
R
= 1,0 tức là n =
W
r
≈ 0,75 thì nổ phá sẽ tiến hành dưới hình thức nổ om tiêu chuẩn. Từ đó dựa vào trị số
nổ n người ta phân loại các hình thức nổ chi tiết hơn:
n>1 : gọi là nổ tung mạnh
n=1,0 : gọi là nổ tung tiêu chuẩn (tạo nên một phễu tiêu chuẩn)
o,75< n < 1,0 : nổ tung yếu
n=0,75 : nổ om tiêu chuẩn
n<0,75 : nổ om và nhỏ hơn nữa là nổ ngầm
Trị số P, chiều sâu thực tế, có thể xác định được dựa vào kinh nghiệm, tuỳ thuộc n và W trong trường hợp nổ phá
có 1 mặt tự do bằng phẳng :
P = 0,35W (2n – 1)
mang tính chất kinh nghiệm và thực nghiệm để tính toán lượng thuốc nổ cần thiết. Dưới đây giới thiệu công thức
kinh nghiệm thực nghiệm và cả hệ thống các tham số tính toán của nó do Bô-rét-scốp đề xuất. Đây là công thức
tính lượng thuốc nổ cần thiết hiện thường dùng nhất vì đã được thử thách nhiều qua thực tế và tương đối hoàn
chỉnh hơn cả.
Công thức tính lượng thuốc nổ cần thiết Q (kg) cho trường hợp đất đá chồng chất, địa hình bằng phẳng, có một mặt
tự do và cho nổ với hình thức nổ tung tiêu chuẩn như ở hình 7-16 là :
Q = epW
3
(kg)
Trong đó :
W
3
: là thể tích hình phễu đất đá bị phá hoại sau khi nổ mìn (hình 7-16c).
Thể tích phễu nổ :
V =
2
W
3
r
π
Vì nổ tung tiêu chuẩn nên :
n =
W
r
= 1,0
do đó
V =
3
W
3
tiêu hao thuốc nổ …
Phân loại đất đá trong công tác nổ phá theo 16 cấp có đối chiếu với cách phân loại theo độ cứng f (độ cứng f là chỉ
số bằng cường độ kháng ép của đất đá chia cho 100 kg/cm
3
của Prôtôđiacônốp : 10 cấp) được trình bày ở bảng 7-3.
bảng 7-2
Phân loại
đất đá
(cấp)
Tên đất đá
lượng thuốc nổ đơn vị
Khi nổ om
q’(kg/m
3
)
Khi nổ tung
tiêu chuẩn
q (kg/m
3
)
―
―
III
IV
IV - V
V
V - VI
VI – VII
V – VI
VI
0,40―0,50
0,50―0,60
0,45―0,55
0,45―0,55
0,50―0,65
0,60―0,85
0,70―0,90
0,60―0,70
0,80―0,85
1,80― 200,
1,40―1,50
1,20―1,35
1,20―1,35
1,10―1,50
1,90―2,10
1,20―1,50
1,80―2,10
1,20―1,50
1,50―1,80
1,35―1,65
1,35―1,65
1,50―1,95
1,80―2,65
2,10―2,70
1,80―2,10
2,40―2,56
Chú thích : ý nghĩa của q’ kg/m
xem ở dưới (giải thích công thức tính lượng thuốc nổ khi om).
Trường hợp đặt biệt trong điều kiện thi công nổ phá cụ thể nào đó, khi cần thiết có thể tiến hành nổ thử như trên để
W
r
)
Q = eqW
3
f(n)
f(n) : hàm số của chỉ số n. Căn cứ vào thực nghiệm và kinh nghiệm quan trắc các phễu nổ sau khi nổ phá thì đối với
các trường hợp nổ tung mạnh hoặc yếu sẽ có theo Brôrítscốp :
f(n) = 0,4 + 0,6n
3
Khi nổ tung tiêu chuẩn n = 1, do đó f(n) = 1,0 và công thức tính lượng thuốc nổ trở về dạng cũ như trên.
Về hàm số f(n) cũng có rất nhiều quan hệ kinh nghiệm nhưng kết quả không chênh lệch nhau nên chỉ giới thiệu
quan hệ sử dụng tương đối phổ biến nói trên. Riêng trường hợp nổ phá lớn có đường kháng bé nhất quá lớn, thì
Hệ số
Cấp đá
Theo
Prôtô-
điacô-
nôp
Theo
giáo
trình
đang
dùng
Cát á cát, đất trồng trọt , than bùn
Á sét nhẹ, sỏi ẩm ướt cỡ hạt dưới 15mm, đất
trồng trọt chặt
Đất sét nặng, á sét, sỏi lớn, đá dăm, cuội từ 15-40
mm
Đất sét nặng, đất sét ; cuội kích cỡ đến 90mm
4
5
6
8
10
10
12
15
20
20
IX
VIII
VIIa
VII
VIa-VI
Va
V
IV
IIIa
III
III
III
II
I
I
I
III
III
IV
V
dung công thức Q = eqW
3
.f(n) nói trên cho mọi trường hợp và một phần những ảnh hưởng của các điều kiện khác
sẽ được xét đến khai quyết định các tha số tính toán n và q.
Ví dụ:
- Muốn tung đi nhiều hay ít tức là chiều sâu thực tế có thể thấy P của phễu nổ lớn hay bé ( từ trị số P có thể
tính ra được dự kiến tung đi bao nhiêu % ), thì có thể quyết định n theo quan hệ giữa P và n như nói ở trên hoặc có
thể quan hệ kinh nghiệm cho trường hợp một mặt tự do bằng phẳng :
E
n = 0,5
55
+
Trong đó, E là số phần trăm đất đá muốn tung đi .
Trường hợp địa hình một mặt thoáng nhưng có độ dốc ngang và nếu ý đồ nổ phá như nhau thì độ dốc ngang
càng lớn csfng có thể chọn n nhỏ đi.Kinh nghiện nổ phá xây dựng nền đường ở nước ta và nước ngoài (trường hợp
dung phương pháp bố trí hầm thuốc để nổ phá) cho hay: nếu muốn khối lượng đất đá tung đi khoảng 50% thì tuỳ
theo độ dốc ngang, chỉ số nổ n có thể chọn như sau:
độ dốc ngang
α
< 30
0
n = 1.5
÷
1.75
độ dốc ngang
α
= 30
÷
40
0
(là một tham số có điều kiện)
nói chung không mang ý nghĩa là lượng thuốc nổ cần thiết bình quân cho 1 m
3
đất đá. Rõ ràng như ở hình 7-17a
mặc dù cùng một lượng thuốc Q nhưng trường hợp 2 mặt thoáng khối lượng đất đá phá sẽ nhiều hơn và lượng
thuốc nổ bình quân sẽ ít hơn hẳn trường hợp nổ phá có một mặt thoáng.
Năm 1964 viện nghiên cứu khoa học giao thông Bắc Kinh có tổng kết nghiên cứu nổ phá xây dựng đường bộ toàn
Trung Quốc và từ đó đề ra công thức xác định lượng thuốc nổ cần thiết cho trường hợp nổ phá có một mặt tự do
nhưng có xét đến ảnh hưởng của độ dốc ngang.
Công thức này có dạng :
Q = e . q . W
3
. f(α), (kg)
Các kí hiệu như trên và trị số f(α) xem ở § 8.
Vì chỉ ứng dụng cho trường hợp nổ tung sụp để tạo thành nền đường đào chữ L nên công thức nói trên không phụ
thuộc chỉ số n và do đó không phải là một công thức tổng quát. Về cách tính lượng thuốc này sẽ nói ở § 8.
§ 5. Nổ phá theo phương pháp đặt mìn ở mặt ngoài
(nổ dán, nổ ốp) và ứng dụng của nó.
Nổ phá theo phương pháp này tức là đặt ngay thuốc nổ vào một chỗ lom nhỏ có tự nhiên hay đã được chuẩn bị
trước ở mặt trên, mặt dưới hay ở một vị trí bất kì của vật định phá vỡ, sau đó đắp đất lên trên và gây nổ (như hình
7-19). Chú ý là bề dày thuốc nổ ốp không nên nhỏ hơn 3 – 3,5 cm và không được đắp lẫn sỏi, đá vụn (sỏi và đá vụn
sẽ bắn đi xa khi nổ).
Theo cách này thì không phải khoan, đào lỗ chôn mìn nhưng hiệu quả nổ phá sẽ rất kém : muốn có kết quả như
nhau thì lượng thuốc nổ đặt ngoài phải lớn gấp 10 – 12 lần lượng thuốc nổ đặt trong lỗ khoan. Vì thế dùng cách nổ
này rất không kinh tế do khi nổ áp lực nổ tiêu tán ngay và rất thấp (phá 1cm
3
đá tốn khoảng 1,5 – 3,0 kg thuốc nổ).
Do đó hết sức hạn chế dùng phương pháp nổ này, trong xây dựng đường thường chỉ dùng để phá các hòn đá cô lập,
phá các gốc cây lớn, phá các hòn đá lớn quá cỡ sau khi nổ phá lần thứ nhất, hoặc khi đột xuất yêu cầu phải giải
quyết nhanh nên không kịp khoan, đục lỗ hay khi phải thi công ở nơi có địa hình khó khăn không cho phép đưa
A = b (0,8 ÷ 0,12) W
Trường hợp nền đường gặp đất đá cấp 7 trở lên (theo phân loại mức độ khó dễ khi thi công bằng phương pháp thủ
công), tức là gặp đá sít, diệp thạch, sa thạch phong hoá hay đất sỏi ong latêrít mà máy ủi không thể làm được thì
cũng có thể dung nổ phá lỗ nhỏ (nổ vụn) để làm. Theo kinh ngiệm thi công nổ phá kết hợp với máy ủi ở một số
công trường nước ta mà bộ môn đường trường Đại học Xây dựng đã tổng kết được thì trong trường hợp này cự li
giữa các lỗ nạp thuốc có thể tăng lên :
a = b = (1,4 ÷ 1,6 W)
Vì sau khi nổ om dù còn lại một số đất lỏi giữa các phễu nổ thì thực tế cho thấy máy ủi vẫn có thể làm được dễ
dàng.
Mặt khác trường hợp này cũng không cần thiết bố trí lỗ nạp thuốc toàn phạm vi bề rộng đào mà có thể để lại một
khoảng giữa như hình 7-21. Sau khi nổ phá hai bên máy ủi cũng dễ dàng xén đất theo kiểu cạp lấn dần bờ gờ đất
còn lại mà đẩy nốt đi. Tuỳ theo tình hình đất đá cũng có thể chỉ cho nổ om thành một đường hào rộng khoảng 4,0m
(máy ủi đi lọt), rồi máy cứ theo đường hào đó cạp ngang lấn dần cả phạm vi còn lại.
Nổ om cho máy hoặc người chuyển đất đi chỉ nên tiến hành thừng đoạn dài sao cho phù hợp với khả năng chuyển
đất nhanh chóng của số nhân lực hoặc máy móc có thể có. Tổ chức thi công nổ phá kết hợp với máy móc phải thật
chặt chẽ.
2. Phương pháp lỗ nhỏ để nổ phá tạo nền đường theo từng bậc cấp. Đặc điểm của cách thi công nổ phá này là luôn
luôn tạo được 2 mặt tự do (hình 7-22).
Chiều cao mỗi bậc cấp H lúc này thường là 1÷3m, chiều sâu lỗ nạp thuốc cũng là H và với trường hợp đá cứng thì
L = 1,1÷1,15H (hình 7-23) để mặt tầng cấp sau khi nổ có thể bằng phẳng. Bố trí hàng lỗ ngoài cùng nên bảo đảm
cho đường kháng bé nhất W <H. (Nếu W > H thì chỉ có một mặt tự do, mìn sẽ phá lên trên tạo thành phễu như hình
7-24) và thường bố trí sao cho Ư = (0,4 ÷ 1,0) H; bậc càng cao, đá càng cứng thì bố trí W càng nhỏ, thuốc nạp càng
kéo dài thì W càng nên lấy nhỏ. Cự li giữa các lỗ nạp thuốc thường lấy a = (1,0 ÷ 1,5) W và cự li giữa các hàng lỗ b
=0,85W. Trên mặt bằng cũng bố trí các lỗ theo hình hoa mai.
Lượng thuốc nạp trong mỗi lỗ tính theo công thức :
Q = e.q.a.W.H (kg)
W ý nghĩa giống như trong công thức Bôrétscốp. Nhưng lượng thuốc đa nạp trong một lỗ không được quá ½ của bề
sâu lỗ L đặc biệt lắm mới cho tới 2/3L. Nếu Q quá lớn thì nên thu hẹp cự li giữa các lỗ hoặc dùng phương pháp nổ
bầu (nói ở §7).
Lỗ nạp thuốc cũng có thể khoan, đục ngang (hình 7-25) hoặc xiên (hình 7-26). Lỗ nạp thuốc nằm ngang dung có lợi
Trong đó :
f : độ cứng của đất đá theo chỉ tiêu của Prôtôđiacônốp.
ép
100
R
f =
ép
R
: cường độ chịu ép giới hạn của đá (kg/cm
2
);
S : diện tích mặt cắt giếng hoặc hầm (m
2
) ;
d : đường kính lỗ khoan hay đục (mm) ;
32 : đường kính thỏi thuốc nổ dung khi thí nghiệm (mm)
Thi công các giếng hoặc đường hầm nạp thuốc nói trên thường dùng 7÷9 lỗ mìn nhỏ khi gặp đá cứng hoặc 4÷6 lỗ
khi gặp đá mềm.
Lượng thuốc nạp trong mỗi lỗ mìn nhỏ phá hầm hoặc đào giếng này có thể tính theo công thức :
Q = 0,785d
2
. τ . l . ∆ (g)
Trong đó :
l,d : chiều dài và đường kính lỗ mìn (cm) ;
∆ : độ chặt trung bình của thuốc nổ, (g/cm
3
) (bảng 7-1)
τ : hệ số nạp thuốc trong lỗ
τ =
đá gây tai nạn cho người thi công.
Tạo lỗ bằng thủ công năng suất rất thấp và là một cách là một cách làm lạc hậu. Chỉ bắt buộc phải dùng ở nơi
không đưa được máy khoang đến và trong điều kiện không có máy.
Tạo lỗ bằng cơ giới, trong xây dựng đường thường dùng máy khoan hơi ép. Khoan các lỗ nhỏ thường dung loại búa
khoan cầm tay nặng 12-40kg; đường kính xilanh 36-76mm và khoan sâu 3-5m trở lại (cũng có loại đặt trên giá
nặng từ 40-110kg sâu từ 7-8m). Nguyên tắc làm việc của các loại búa khoan này là dùng hơi ép tác dụng vào đầu
pittông trong xilanh búa khoan, Pittông đập vào đầu cần mang mũi khoan, mũi khoan dộng vào đá làm vỡ vụn đá
(mỗi phút thường đập được 1200-1800lần) thành bột.
Trong khi đập còn có bộ phận tự động xoay tròn đầu khoan. Bột đá phải được lấy lên kịp thời và thường xuyên để
không làm giảm năng suất máy khoan. Có thể dùng ngay hơi ép để thổi bột đá lên (khoan khô) hoặc dùng nước
phụt, xói lên (khoan ướt). Nước phụt xuống hoặc hơi ép mang bột đá lên sẽ chạy theo rãnh con dọc búa trục
(thường cứ 5-10phút thổi bột đá lên một lần). thổi bụi bằng nước tốt hơn vì không gây bụi hại sức khoẻ cho công
nhân, đồng thời làm nguội mũi khoan, tăng độ cứng mũi khoan và làm giảm sức đối kháng của đá. Vì thế năng suất
khoan ướt cao hơn, nhất là trường hợp gặp đá cứng. Nếu dùng nước thì có thể cho vào trong nước khoảng dưới 1%
các chất Na
2
CO
3
(Natri cacbonat), NaCl (muối ăn), AlCl
3
(Nhôm clorua) MgCl
2
(Clorua magiê). Dung dịch này
thấm rất nhanh vào các kẽ nứt, do đó làm đá giảm bớt cứng và đỡ mòn mũi khoan. Bộ phận khoan gồm có đầu
khoan, cần khoan và cán cần khoan (hình 7-30).
Hiệu quả của búa khoan hơi ép còn phụ thuộc nhiều vào việc chọn đầu khoan (mũi khoan) các loại đầu khoan như
hình 7-31.
Loại mũi khoan hình chữ thập dùng để khoan đá cứng và có nhiều khe nứt. Loại đầu khoan một lưỡi có tốc độ
khoan nhanh nhất nhưng chỉ dùng để khoan đá mềm hoặc cứng vừa và ít vết nứt, vì gặp đá cứng thì loại này mau
hỏng và gặp kẽ nứt thì dễ bị kẹp. chặt mũi khoan (mũi khoan lọt vào kẽ nứt). Loại lưỡi kép dùng ở nơi đá dẻo và ít
0
= 0,83-0,8
Bố trí nơi thi công khoan bắn mìn cần chú ý sao bảo đảm được an toàn cho từng máy hơi ép và đường ống dẫn hơi
không bị đất đá nổ ra phá hỏng, đồng thời lại yêu cầu vị trí máy hơi ép không quá xa nơi khoan (xa quá thì tổn thất
hơi nhiều, hiệu suất cung cấp hơi lại thấp). Đây là một mâu thuẫn phải tuỳ điều kiện địa hình cụ thể mà bố trí. Có
thể để gần trong vòng 50-60m và lợi dụng địa hình để làm hầm của máy kiên cố chống được đá nổ ra văng tới (hầm
có thể nửa chìm nửa nổi, lợi dụng đá xếp tường dày xung quanh, trên nóc lát gỗ lót nhiều bó nứa hoặc rơm rạ đồng
thời bảo đảm thoát nước tốt). Đường ống, đoạn cố định cũng có thể xếp đá lên trên.
Chú ý rằng khi dung tay để khoan ngang hay khoan xiên thì phải có bộ phận giá đỡ và đặt ở hình 7-32.
Búa khoan hơi ép tuy đơn giản và việc sử dụng không nguy hiểm nhưng hiệu suất thấp và thiết bị cung cấp hơi ép
phức tạp đắt tiền. Trong đất đá mềm và với chiều sâu nhỏ hơn 2,0m có thể dùng máy khoan điện (xoay liên tục,
tiện cắt đá chứ không đập vỡ đá) với lưỡi khoan xoắn ốc.
Sau khi kiểm tra lỗ, thấy đạt yêu cầu thiết kế thì có thể cho nạp thuốc vào lỗ.
Nếu bằng thuốc bột thì phải đong bằng gáo,ca và đổ qua phễu vào lỗ. Đổ đến đâu lèn chặt đến đấy (tăng mật đọ
nạp thuốc) bằng một thanh tre hay gỗ đường kính độ 20 mm và dài hơn chiều sâu lỗ độ 0,5 m.Nếu là thuốc bột hay
dẻo đã đóng thành thỏi tròn xấp xỉ đường kính lỗ thì cứ nạp từng thỏi một, cũng lấy que gỗ đẩy các thỏi thật sát
nhau (không đẩy mạnh quá), như hình 7-33. Cả hai trường hợp, sau khi nạp xong thuốc, ở trên cùng sẽ nạp nốt thỏi
thuốc gây nổ (thỏi thuốc, gói thuốc đã đặt kíp như hình 7-7b). Tác dụng nổ phá ở đây là từ ngoài phát triển vào
trong, do đó nạp thỏi thuốc gây nổ sau cùng là tận dụng được năng lượng nổ phá nhiều nhất. Lúc nạp thuốc có kíp
không được ấn chặt và tránh va chạm để đề phòng nổ bất ngờ.
Sau đó có thể tiến hành lấp lỗ. Vật liệu lấp lỗ phải chuẩn bị trước để công tác lấp lỗ được nhanh chóng (lâu quá
thuốc nổ ở trong lỗ có thể bị đất làm ẩm ướt, đồng thời ảnh hưởng đến tiến độ thi công nổ phá). Vật liệu lấp lỗ yêu
cầu phải lấp được kín, ít kẽ hở nhất.
Càng kín thì hiệu quả nổ phá càng lớn. Vì thế tốt nhất là dùng một phần đất sét và ba phần cát khô trộn với nhau ở
độ ẩm vừa phải. Nếu để lấp các lỗ ngang và xiên ngược lên thì nên vê đất đó thành thỏi dài 100-150mm đường
kính 5-8mm.
Copyright: Tài liệu đại học ©