Выемки в скальных грунтах целесообразно создавать взрывом на выброс при помощи скважинных зарядов и врубового взрывания. Для этого в породе делают два ряда близко расположенных к оси выемки (в поперечнике) наклонных врубовых скважин, сходящихся в основании. Откосные скважины также располагают наклонно в проектной плоскости, а между ними и врубовыми скважинами размещают еще один или два ряда промежуточных скважин.
Скважины взрывают продольными рядами, причем два центральных (врубовых) ряда взрывают одновременно и ранее других на 50—100 мс (миллисекунд). Прочие скважины взрывают порядно, по два ряда, расположенных симметрично относительно оси выемки, одновременно, с замедлением на 50 мс для каждых последовательно взрываемых двух рядов зарядов. Образованная взрывом выемка дорабатывается механическими средствами до проектного очертания.
Расход ВВ при взрывании на выброс 2,5—4 кг на 1 м3 полезного объема образуемой выемки.
Массы зарядов при взрывах на рыхление не столь велики, как при взрывах на выброс, но действие их разрушительно п откосам выемок часто приходится придавать крутизну 1:1 и положе.
Проектный контур выемки с минимальным нарушением целостности породы в ее откосах при крутизне 1:0,5 и большей удается получить при наклонных скважинах малого диаметра и короткозамедленном взрывании. Для более пологих откосов следует бурить вертикальные откосные скважины.
Для дробления породы до проектной отметки выемки скважины перебуривают на глубину от 5 до 15d (d— диаметр скважины).
Короткозамедленное взрывание благодаря лучшему использованию энергии взрыва позволяет повысить степень дробления породы, снизить разрушительное действие взрыва в откосах выемки, направить взорванную породу в ту или иную сторону, снизить сейсмическое действие взрыва на близко расположенные сооружения.
Наиболее простые и эффективные схемы короткозамедленного взрывания (КЗВ) для выемок — продольно-порядные с центральным врубом (рис. 55). При комплексном производстве буровзрывных п экскаваторных работ более рациональны поперечно врубовые схемы КЗВ.
Ровный и точный отрыв породы получают при «контурном взрывании» откосов. Для этого скважины располагают в плоскости откосов чаще, а плотность заряжения снижают «пунктирным» (прерывистым) расположением ВВ в патронах.
Хорошее дробление труднодробимых пород для эффективной работы экскаваторов с ковшами емкостью 1 —1,25 м3 достигается в большинстве случаев лишь при диаметре скважин не более 100 мм. Такое дробление характеризуется средним размером кусков взорванной породы по наибольшему ребру — не более 35—40 см, при объеме негабаритов до 8%. Негабаритные куски размером более 70 см дробят взрывом небольших накладных или шпуровых зарядов.
Сезонномерзлые грунты взрывают шпуровыми зарядами, чтобы объем мерзлого грунта, укладываемого в насыпь, не превышал 30%. Для этой цели обычно высоту разрабатываемого забоя в выемке или карьере принимают не менее 4—5 м. На взрывание 1 м3 мерзлого грунта при слое мерзлоты 1 м расходуют от 0,5 до 1 кг ВВ; в песчаных грунтах — меньше 1 кг, в глинистых — больше 1 кг.
Вечномерзлые грунты также взрывают методом скважинных зарядов. Скважины располагают на расстоянии 2—2,5 м друг от друга в зависимости от пластичности грунта. Диаметр скважин рационально принимать равным 100 мм. Рыхлить и разрабатывать вечномерзлый нескальный грунт лучше при отрицательных температурах воздуха. Летом в комплекте механизмов для буровзрывных работ обязательно должен быть бульдозер для систематической очистки поверхности на участке работ от оттаивающего слоя грунта.
Взрывы на обрушение делают для образования полувыемок на крутых косогорах и прижимах, когда высота откоса (уступа) в несколько раз превышает ширину полувыемки. Обычно обрушение производят методом скважинных зарядов (рис. 56). Скважинные заряды при взрывах на обрушение располагают в один ряд в плоскости откоса выемки и заряжают ВВ с наименьшей плотностью. Все заряды взрывают одновременно.
Для отрыва породы в верхней части полувыемки по линии откоса закладывают вспомогательные заряды, имеющие конструктивное значение.
Вытеснение слабых грунтов (илистых или торфяных) из-под насыпей, возводимых на болотах, производят методом скважинных зарядов. Через насыпь пробуривают скважины диаметром 100—150 мм продольными рядами или в шахматном порядке и заряжают водоустойчивыми ВВ или в водонепроницаемых оболочках (патронах). Заряды в рядах взрывают в очередности, указанной на рис. 57.
Правильная организация экскаваторных и буровзрывных работ в скальных породах — необходимое условие их эффективности и безопасности.
Выбор способа взрывания зависит от вида земляного сооружения (выемка, кювет, насыпь и т. д.) и цели взрыва.
Выбор буровых и взрывных средств зависит от способа взрыва и свойств пород. Если взрываемые коренные породы покрыты нескальным грунтом, то до начала работы буровых машин этот грунт должен быть убран.
Скальные выемки можно разрабатывать поэтапно или комплексно.
При поэтапной разработке все буровзрывные работы в выемке должны быть выполнены до начала погрузочно-разгрузочных работ, связанных с уборкой взорванной породы.
При комплексной разработке буровзрывные и экскаваторные работы производят одновременно.
Буровзрывные работы целесообразно вести с опережением экскаваторного фронта работ не менее чем на 50 м, а по объему — не менее чем на недельный объем работы экскаватора. Опережение по фронту позволяет не прерывать работу экскаваторов при заряжании скважин на подготавливаемом к взрыву участке выемки. Однако на время взрыва экскаваторы и транспортные средства должны быть выведены из забоя.
При взрывных работах на строительстве вторых путей для уширения скальных выемок в целях сокращения числа перерывов, («окон») в движении поездов при минимальном завале взрываемой породой первого действующего пути рекомендуется применение направленного и послойного взрывания скважинных зарядов.