FEATURES OF DRILLING-AND-BLASTING AT CONSTRUCTION OF BESKIDSKIY TUNNEL

V. D. Petrenko, O. L. Tiutkin, S. T. Proskurnia

Abstract


Purpose. In this article it is necessary to analyze the possibility of developing technology and increasing its efficiency during the Beskidskiy tunnel construction in difficult engineering and geological conditions. Methodology. The authors have performed analysis of the technological level of mining and construction works, new technique, equipment and production. One of the important issues of blasting operation is to ensure the seismic safety, acting at a distance of 30 m in the axes of single-track tunnel, as the distance to it will be 20 m from the nearest charge in the laying tunnel. This problem was solved by applying the combined blasting of blast-hole charges with delay-action and long-delay ways. Herewith the total mass of charges in the stope was divided into three groups, in which the first group is exploded by short-delay firing with, and the second one is exploded by short-delay firing too with intervals of 200…400 ms, the third is exploded by long-delay blasting at intervals of 500…10000 ms. The combined blasting of short-delay charges and delay action ones let significantly reduce seismic action at a mass explosion of charges when driving of double-track railway tunnel of a large cross-section. Findings. The paper presents the developed technology model, describing dependence of the machines from engineering and geological conditions. The methodology of drilling and blasting works at the construction of the tunnel callote and stross as well as a technique of arrangement determination and intervals of shot-delay and delay blasting of blasthole explosive charges was developed. Maximum permissible concentration of gases and vapours at blasting was presented. The calculations showed that the maximum level of gas contamination of the working area in Beskidskiy tunnel is achieved at blast operations. In accordance with this ventilation of the tunnel when driving is carried out by independent systems with mechanical ventilation by blowing using mine fans of special mining enterprises. Originality. The developed seismically safety charge masses are based on the well-known state about antiseismic blasting regulations. Practical value. The authors proposed and grounded the efficient technology for reduction to practice of drilling and blasting works (with dividing of the tunnel cross-section into the calotte and stross during of the Beskydy high-mountain tunnel construction. The results of technological experiment are presented.


Keywords


drilling and blasting works; technology of high-mountain tunnel constructing; railway tunnel; blast seismic; shot-delay and delay charges

Full Text:

PDF

References


Artemov, V. A., Paramonov, G. P., & Kholodilov, A. N. (2012). Metodicheskiye osnovy otsenki seysmicheskogo deystviya massovykh vzryvov po rezultatam analiza seysmovzryvnykh prodolnykh i poverkhnostnykh voln. Vzryvnoye delo – Blasting Work, 108-65, 287-295

Kutuzov, B. N. (1992). Bezopastnost burovzryvnykh rabot v promyshlennosti. Moscow: Nedra.

Geektimes . V Shveytsarii otkryt samyy dlinnyy v mire zheleznodorozhnyy tonnel: 57 km. Geektimes, Retrieved from https://geektimes.ru/post/276720

DSTU 4704: 2008. Provedennia promyslovykh vybukhiv. Normy seismichnoi bezpeky (2009). Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy.

Kutuzov, B. N. (1992). Razrusheniye gornykh porod vzryvom. Moscow: MGI.

Petrenko, V. D., Huzchenko, V. T., & Kulazhenko, O. M. (2016). Analiz avariinykh sytuatsii v tuneliakh, shcho sporudzhuiutsia vybukhovym sposobom. Paper presented at 76 Mizhnarodna naukovo-tekhnichna konferentsia «Problemy ta perspektyvy rozvytku zaliznychnoho transportu», Dnipropetrovsk.

Petrenko, V. D., Tiutkin, O. L., & Proskurnia, S. T. (2016). Znyzhennia seismichnoi dii pry pidryvanni korotkoupovilnenykh ta upovilnenykh zariadiv. Paper presented at 76 Mizhnarodna naukovo-tekhnichna konferentsia «Problemy ta perspektyvy rozvytku zaliznychnoho transportu», Dnipropetrovsk.

Petrenko, V. D., Hernich, M. V., & Barashkin, V. V. (2015). Rozrobka kompleksu burovybukhovykh robit pry prokhodtsi Beskidskoho tuneliu. Paper presented at 76 Mizhnarodna naukovo-praktychna konferentsia «Problemy ta perspektyvy rozvytku zaliznychnoho transport», Dnipropetrovsk.

Polyankin, G. N. (2007). Burovzryvnyye raboty v tonnelestroyenii. : GOU «Uchebno-metodicheskiy tsentr po obrazovaniyu na zheleznodorozhnom transporte».

Soboliev, V., Chernai, A., Chebenko, V., & Skobenko, O. (2013). Sposoby initsiiuvannia zariadiv vybukhovykh rechovyn. Dnipropetrovsk: LizunovPres.

Kutuzov, B., Skorobogatov, V., & Yerofeyev, I. (1988). Spravochnik vzryvnika. Moscow: Nedra.

Fomichev, V. I. (1991). Ventilyatsiya tonneley i podzemnykh sooruzheniy. Leningrad: Stroyizdat.

Esterov, Y., Brodov, Y., & Ivanayev, M. (1983). Burovzryvnyye raboty na transportnom stroitelstve. Moscow: Transport.

Boidy, E., Bouvard, A., & Pellet, F. (2002). Rock analysis of time-dependent behavior of a test gallery in claystone. Tunneling and Underground Space Technology, 17(4), 415-424. doi:10.1016/s0886-7798(02)00066-4

Erion, P., & Algest, A. (2015). Construction Time Anal-ysis For Different Steps In Drill – And – Blast Method Of Hydro Power Tunnel Excavation. Journal of Engineering Research and Applications, 5(1), 95-101.

Patnik, K., & Nirsen, B. (2007). Uncertainty analysis of tunnel squeezing for two tunnel cases from Nepal Himalaya. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 44(1), 67-76. doi:10.1016/j.ijrmms.2006.04.013


GOST Style Citations


  1. Артемов, В. А. Методические основы оценки сейсмического действия массовых взрывов по результатам анализа сейсмовзрывных продольных и поверхностных волн / В. А. Артемов, Г. П. Парамонов, А. Н. Холодилов // Взрывное дело. – Москва, 2012. – № 108-65. – С. 287–295.
  2. Безопасность буровзрывных работ в промышленности / под ред. Б. Н. Кутузова. – Москва : Недра, 1992. – 544 с.
  3. В Швейцарии открыт самый длинный в мире железнодорожный тоннель: 57 км. [Electronic resource]. Available at: https://geektimes.ru-/post/276720/. – Title from the screen. – Accessed : 20.09.2016.
  4. ДСТУ 4704: 2008. Проведення промислових вибухів. Норми сейсмічної безпеки. – Київ : Держспоживстандарт України, 2009. – 11 с.
  5. Кутузов, Б. Н. Разрушение горных пород взрывом : учеб. для вузов / Б. Н. Кутузов. – Москва : Изд-во МГИ, 1992. – 516 с.
  6. Петренко, В. Д. Аналіз аварійних ситуацій в тунелях, що споруджуються вибуховим способом / В. Д. Петренко, В. Т. Гузченко, О. М. Кулаженко // Проблеми та перспективи розвитку залізн. трансп. : тези 76 Міжнар. наук.-техн. конф. / Дніпропетр. нац. ун-т залізн. трансп. – Дніпропетровськ, 2016. – С. 184–185.
  7. Петренко, В. Д. Зниження сейсмічної дії при підриванні короткоуповільнених та уповіль-нених зарядів / В. Д. Петренко, О. Л. Тютькін, С. Т. Проскурня // Проблеми та перспективи розвитку залізн. трансп. : тези 76 Міжнар. наук.-техн. конф. / Дніпропетр. нац. ун-т залізн. трансп. – Дніпропетровськ , 2016. – С. 192–194.
  8. Петренко, В. Д. Розробка комплексу буровибухових робіт при проходці Бескідського тунелю / В. Д. Петренко, М. В. Герніч, В. В. Барашкін // Проблеми та перспективи розвитку залізн. трансп. : тези 76 Міжнар. наук.-техн. конф. / Дніпропетр. нац. ун-т залізн. трансп. – Дніпропетровськ, 2015. – С. 286–287.
  9. Полянкин, Г. Н. Буровзрывные работы в тоннелестроении : учеб. для вузов ж.-д. трансп. / Г. Н. Полянкин. – Москва : ГОУ «Учеб.-метод. центр по образованию на ж.-д. трансп.», 2007. – 375 с.
  10. Способи ініціювання зарядів вибухових речовин : навч. посіб. / В. В. Соболєв, А. В. Чернай, В. М. Чебенко, О. В. Скобенко. – Дніпро-петровскьк : ЛізуновПрес, 2013. – 88 с.
  11. Справочник взрывника / Б. Н. Кутузов, В. М. Скоробогатов, И. Е. Ерофеев [и др.] / под общ. ред. Б. Н. Кутузова. – Москва : Недра, 1988. – 511 с.
  12. Фомичев, В. И. Вентиляция тоннелей и подземных сооружений / В. И. Фомичев. – Ленинград : Стройиздат, Ленингр. отделение, 1991. – 200 с.
  13. Эстеров, Я. Х. Буровзрывные работы на транспортном строительстве : учеб. для техникумов / Я. Х. Эстеров, Е. Ю. Бродов, М. И. Иванаев. – Москва : Транспорт, 1983. – 328 с.
  14. Boidy, E. Rock analysis of time-dependent behavior of a test gallery in claystone / E. Boidy, A. Bouvard, F. Pellet // Tunneling and Underground Space Technology. – 2002. – Vol. 17. – Iss. 4. – P. 415–424. doi: 10.1016/s0886-7798(02)00066-4.
  15. Erion, P. Construction Time Analysis For Different Steps In Drill – And – Blast Method Of Hydro Power Tunnel Excavation / P. Erion, A. Algest // J. of Engineering Research and Applications. – Vol. 5. – Iss. 1 (Part 1). – 2015. – P. 95–101.
  16. Patnik, K. K. Uncertainty analysis of tunnel squeezing for two tunnel cases from Nepal Himalaya / K. K. Patnik, B. Nirsen // Intern. J. of Rock Mechanics and Mining Sciences. – 2007. – Vol. 44. – Iss. 1. – P. 67–76. doi: 10.1016/j.ijrm-ms.2006.04.013.


DOI: https://doi.org/10.15802/stp2016/84127

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN 2307–3489 (Print)
ІSSN 2307–6666 (Online)