Fjell- og gruvearbeid : geologi, sprengningsteknikk, maskiner 8200421597 [PDF]

Zitiervorschau

Lars Steensgaard

Fjell- og gruvearbeid Geologi - Sprengningsteknikk - Maskiner

Depott>'b"°

Universitetsforlaget

c UNIVERSITETSFORLAGET AS 1998

ISBN 82-00-42159-7 2. opplag 1999 Boka bygger i stor grad på den tidligere utgivelsen Sprengningslære (3. utgave 1991) ved Arne Harstad og Lars Juterud. Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med åndsverkloven eller avtaler om kopiering inngått med Kopinor. interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk. Kopiering i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningsansvar og inndragning, og kan straffes med bøter eller fengsel.

Læreboka er godkjent av Nasjonalt læremiddelsenter i januar 1998 til bruk i videregående skole på studieretning for byggfag, VK1 anlegg og bergverk i faget fjell- og gruvearbeid. Godkjenningen er knyttet til fastsatt læreplan av november 1994 og gjelder sa lenge læreplanen er gyldig. I denne boka er ca. 40 % skrevet på nynorsk og 60 % på bokmål.

Nynorskdelen er oversatt av Per Arvid Ølmheim.

Henvendelser om denne boka kan rettes til:

Universitetsforlaget Postboks 2959 Tøyen 0608 Oslo Universitetsforlaget på Internett: http://www.scup.no

Omslag: Tor Berglie Rentegning: Evy Neergaard Layout og ombrekking: Gudbrand Klæstad ord & form Trykk: Falch Hurtigtrykk as. Oslo 1999

Forord Denne boka er først og fremst beregnet for VK1 i anlegg- og bergverksfaget i videregående skole. Boka er også godt egnet til bruk i teknisk fagskole, voksenopplæring, bedriftsintern opp­ læring og § 20-kurs. Boka inngår i en serie på fem bøker som dekker alle modulene i anlegg- og bergverksfaget. De tretten første kapitlene omfatter geologi og sprengningsteknikk og er ment å dekke teorikravene for sprengningssertifikat klasse A. Boka egner seg derfor i undervisning i sprengningsteknikk.

Siste del av boka tar for seg maskiner og driftsmåter for fjellboring, tunneldrift og gruvedrift. Kapittel 18 omhandler krav til helse, miljø og sikkerhet i fjell- og gruvearbeid. Det har vært nødvendig å samle stoff fra en rekke kilder, så som aktuelle bøker, håndbøker, prosjektrapporter, Norsk Stan­ dard, leverandørprospekter m.m. Vi vil takke alle som har vært kontaktet under utarbeidelsen av boka. I den forbindelse vil vi spesielt takke bergingeniør Anders Helzen og ingeniør Karl Kure for deres bistand.

Oslo, våren 1998 Lars Steensgaard

Universitetsforlaget AS

Forord

3

Innhold Del 1 Geologi.......................................... 9 1 Jordens geologiske historie, mineraler og bergarter ...................................................... 9 Innledning.................................................................... 9 Jordens geologiske historie ........................................ 9 Mineralene .................................................................... 12 Mineralenes egenskaper.......................................... 14 De vanligste mineralene.......................................... 15 Bergartene..................................................................... 17 Smeltebergarter (eruptive bergarter) .................... 19 Avsetningsbergarter (sedimentære bergarter)................................................................... 22 Omdannede bergarter (metamorfe bergarter)................................................................... 25 Bergartene og jordskorpen ..................................... 27 Oljegeologi ..................................................................... 29 Ingeniørgeologi.............................................................. 31 Sprekker og slepper................................................... 31 Bergartenes sprengbarhet ....................................... 32 Borbarhet .................................................................. 33 Oppgaver..........................................................................34

Del 2 Sprengningsteknikk..................35 2 Sprengstoffer ........................................................ 35 Historikk.........................................................................35 Generelt ..........................................................................36 Kritisk diameter........................................................ 36 Sprengstofftyper ............................................................37 Primærsprengstoffer ................................................37 Sekundærsprengstoffer ........................................... 37 Karakteriske egenskaper og målemetoder................. 38 Nitroglyserinsprengstoffer........................................... 40 Alfred Nobel.............................................................. 40 Hvor håndteringssikker er dynamitt?....................41 Sammensetning av nitroglyserin­ sprengstoffer ............................................................. 42 Initiering.................................................................... 42 Handelsvare.............................................................. 42 ANFO-sprengstoffer...................................................... 44 Handelsvare.............................................................. 45

Slurrysprengstoffer ...................................................... 47 Handelsvare...............................................................48 Initiering.................................................................... 49 Andre nitroglyserinfrie sprengstoffer ........................ 49 Valg av sprengstoff ....................................................... 49 Patronerte sprengstoffer............................................... 50 Ladningsmengder med ANFO og annet upatronert sprengstoff..................................................................... 51 Priser for en del sprengstoffer...................................... 52 Oppgaver......................................................................... 52

3 Tennmidler.............................................................. 53 Generelt .......................................................................... 53 Tenning med fenghette og svartkruttlunte ............... 54 Fenghette................................................................... 54 Svartkruttlunte ......................................................... 54 Tenning med detonerende lunte .................................56 Tenning med ikke-elektriske tennere ......................... 58 Nonel-tennere ........................................................... 58 Tenning med elektriske tennere ................................. 63 Konstruksjon og virkemåte .....................................63 Kopling av tennkretser ............................................ 67 Seriekopling og serie-/parallellkopling .................. 67 Måleinstrumenter (ohmmeter) .............................. 70 Skytekabel og mellomledning..................................72 Tennapparater - bruk og kapasitet ........................ 72 Feilsøking................................................................... 79 Mulige årsaker til utidig tenning............................ 80 Elektroniske tennere..................................................... 83 Primere........................................................................... 84 Priser på tennmidler..................................................... 85 Oppgaver........................................................................ 85 4 Grunnleggende sprengningsteknikk............ 86 Detonasjonsforløpet...................................................... 86 Definisjoner ................................................................... 88 Lading - lademåter - ladetetthet i borehull ..............89 Patronert sprengstoff................................................91 ANFO......................................................................... 92 Pumping av slurry.................................................... 95 Oppgaver........................................................................ 95

Innhold

5

5 Pallsprengning ......................................................96 Generelt ......................................................................... 96 Valg av borehulldiameter ............................................97 Bestemmelse av boremønster..................................... 98 Vurdering av nødvendig ladning................................99 Ladningsberegning ....................................................101 Boremønster og ladningsmengder...................... 102 Hulldiameter og forsetning .................................. 104 Planlegging av salver ................................................ 105 Ladetabeller............................................................ 106 «Gleshålsprengning»................................................. 107 Flåsprengning og lave paller .................................... 108 Ladetabeller for flåsprengning og lave paller ................................................................109 Tennernummerering................................................. 112 Utsprengning av veiskjæringer ................................ 114 Oppgaver...................................................................... 115

8 Grøftesprengning............................................... 148 Metoder for grøftesprengning .................................. 148 Ladningsberegning..................................................... 149 Metode 1 .................................................................. 150 Metode 2 .................................................................. 151 Mastegrop og synk for kum.......................................153 Sprengning av grop for mast................................ 153 Sprengning av synk............................................... 154 Oppgaver...................................................................... 155

6 Kontursprengning ............................................. 117 Generelt ....................................................................... 117 Spaltemekanisme og ladningskonstruksjon..........119 Presplittmetoden ........................................................ 120 Slettsprengningsmetoden.......................................... 122 Slettsprengning med sømboring .............................. 125 Kontur sprengstoff ...................................................... 126 Alternativt kontursprengstoff.............................. 128 Oppgaver...................................................................... 128

10 Undervannsprengning ................................... 160 Generelt ....................................................................... 160 Ladningsberegning..................................................... 161 Sprengningsmetoder ..................................................162 Sprengstoff og tennmidler......................................... 163 Demping av trykkbølger i vann................................ 165 Oppgave ...................................................................... 165

7 Tunnelsprengning ............................................. 129 Generelt ....................................................................... 129 Forskj æring og påhugg ............................................. 130 Kutt-typer .................................................................... 131 Kontursprengning...................................................... 135 Bore- og sprengingsplan............................................ 136 Boring...................................................................... 139 Lading...........................................................................139 Lading med konvensjonelle sprengstoffer........................................................... 139 Lading med ANFO og slurry................................. 139 Tenning ....................................................................... 141 Elektrisk tenning ................................................... 141 Ikke-elektriske tennere ..........................................142 Sikkerhet og arbeidsmiljø .......................................... 142 Oppgaver...................................................................... 147

6

Innhold

9 Blokksprengning ............................................... 156 Generelt ....................................................................... 156 Spretting...................................................................... 156 Påleggsskyting............................................................ 157 Sprengstoffet anbrakt i jordhull under steinen ..................................................................... 158 Oppgaver...................................................................... 159

11 Ristingar ..............................................................166 Generelt ....................................................................... 166 Bølgjerørsle..................................................................167 Grenseverdiar for tillatne ristingar...........................170 Ukorrigert vertikal svingehastighet .................... 170 Korreksjonsfaktorar .............................................. 171 Utrekning av ristingar og tillatne ladningar .......... 174 Ristingar og avstandar mellom ladning og objekt ..................................................................174 Grunnforhold ......................................................... 175 Måling av ristingar ..................................................... 179 Måleinstrument...................................................... 179 Bygningssynfaring ..................................................... 182 Sprenging under bygningar ......................................182 Luft- og vasstrykkbølgjer........................................... 185 Oppgåver...................................................................... 186

12 Dekking av salva .............................................. 187 Faren for sprut.............................................................187 Dekkingsmateriale.................................................. 189 Korleis skal vi dekkje salva?................................... 190 Oppgåver...................................................................... 194

13 Lover, sikkerhet og miljø ............................... 195 Generelt ....................................................................... 195 Lov om eksplosive varer ............................................ 195 Skytebasens brukeransvar .................................... 196 Kjøp av sprengstoff.................................................198 Transport av sprengstoff ( ADR ............................... 200 Viktige punkter ved transport av farlig gods .... 200 Lagring av eksplosiv vare.......................................... 202 Miljø ............................................................................ 203 Sikkerhetsbestemmelser........................................ 203 Arbeidsmiljøet........................................................ 206 Oppgaver ..................................................................... 206

Del 3 Maskinar og driftsmåtar....... 207 14 Fjellboring........................................................ 207 Oversikt over metodar for fjellboring ...................... 207 Slagboring ...............................................................207 Rotasjonsboring ..................................................... 207 Rullande borkrone ................................................ 207 Fullprofilboring av tunnelar................................. 208 Borstål ......................................................................... 209 Borstål med fast skjer ............................................ 209 Lause borkroner og skøytestenger ...................... 212 Boremaskinar. Driftsprinsipp og verknadsgrad.......................................................... 216 Historikk.................................................................. 216 Trykkluftspett......................................................... 219 Driftsprinsipp.......................................................... 219 Trykkluftdriven borhammar .....................................222 Senkboremaskin..................................................... 223 Hydraulisk driven borhammar................................. 223 Trykkluftutstyr........................................................... 224 Borsynk for luftdrivne borhamrar....................... 224 Lufttrykk..................................................................224 Prinsipp for komprimering av luft ....................... 225 Kompressorar for anleggsarbeid...........................226 Transportable kompressorar ................................ 226

Val av kompressorstorleik..................................... 117 Slangar og rør.........................................................227 Dimensjonering av slangar og rør....................... 228 Smørjing og utskiljing av vatn ................................. 229 Smørjemiddel .........................................................229 Utskiljing av vatn................................................... 229 Støvutskiljarar............................................................ 230 Boreriggar....................................................................231 Handhalden boring, pallmatarar og knematarar............................................................. 231 Hydraulisk boreaggregat for handhalden boring .......................................................................... 232 Hydraulisk borhammar montert på traktor eller gravemaskin ........................................................... 234 Borevogner ................................................................. 235 Tunnelriggar .............................................................. 239 Tunnelrigg med hydraulisk hammar .................. 239 Kapasitetar ................................................................. 242 Definisjonar ............................................................ 242 Borsynk .................................................................. 243 Kapasitetar ved fjellboring.........................................243 Døme på skiftkapasitet .............................................. 246 Oppgåver...................................................................... 249 15 Reinsk og sikring ........................................... 251 Innleiing ...................................................................... 251 Bergmekanikk ............................................................ 252 Fjellreinsk ....................................................................253 Arbeidsreinsk.......................................................... 253 Etterreinsk.............................................................. 253 Sluttreinsk .............................................................. 254 Kilreinsk ................................................................. 254 Reinskeplattform ................................................... 255 Reinsk med hydraulisk pigghammar................... 256 Sikringsarbeid............................................................. 256 Fjellboltar ............................................................... 258 Sikring med betong ............................................... 261 Arbeidssikring med stempling og bogar............ 262 Injisering av fjellet framfor stuff............................... 264 Injiseringsmiddel................................................... 264 Holmønster ved forinjisering................................ 265 Injeksjonsutstyr..................................................... 265 Oppgåver...................................................................... 267

Innhold

7

16 Tunneldrift....................................................... Innleiing og historikk ............................................... Tunneldrifta i dag..................................................... Boring.................................................................... Lasting og utkøyring ........................................... Tunnellengder og tverrslag ................................. Store hallar i fjell .................................................. Organisering av eit tunnelanlegg........................... Verkstad................................................................. Mannskap.............................................................. Oppgåver....................................................................

268 268 270 270 271 273 274 277 278 279 279

17 Gruver og bergverk........................................ Innleiing .................................................................... Erts ........................................................................ Malm ..................................................................... Steinbrot, gruver, stollar og sjakter.................... Dagbrot...................................................................... Drift........................................................................ Gruvedrift .................................................................. Driving av loddsjakt.............................................. Vertikal skrivebryting.......................................... Skråsj akter............................................................. Steinknusarar og pukkverk ..................................... Oppgåver....................................................................

280 280 280 281 282 282 283 286 288 289 290 291 295

8

Innhold

18 Helse, miljø og tryggleik (HMT) ................. 296 Innleiing ...................................................................... 296 Støv.............................................................................. 296 Tiltak mot støv .......................................................297 Gassar.......................................................................... 297 Støy...............................................................................298 Nedfall av stein........................................................... 301 Sprengingsulukker.................................................... 303 Vibrasjonar..................................................................304 Sement og kjemikal................................................... 304 Andre farar..................................................................305 Boring i ulendt terreng.......................................... 305 Transport i tunnel................................................. 306 Forskrifter.................................................................... 306 Verneombodet ............................................................ 306 Oppgåver ..................................................................... 306

Nynorsk/bokmål-ordliste ................................... 307

Faguttrykk ............................................................... 308 Kilder ......................................................................... 310

Stikkord..................................................................... 311

Del 1

Geologi

Jordens geologiske historie, mineraler og bergarter Mål: Når du har gjennomgått dette kapitlet, skal du

• • • •

kjenne til jordens geologiske historie i grove trekk ha kjennskap til mineraler og bergarter vite hvilke bergarter som gir særlig stor borslitasje kjenne til hvordan forkastninger er oppstått, og hvilken betydning de har for driving av tunneler og bergrom

Innledning Geologi er et meget omfattende fag. Det kan defineres som

vitenskapen om jordens oppbygning, sammensetning og til­ blivelse, og de forandringene den har gjennomgått og stadig gjennomgår. Av dette omfattende faget trenger ikke en fjellarbeider å kjen­ ne mer enn enkelte deler. Vi skal konsentrere oss om fjellære, der vi vil ta for oss mineralene og bergartene, og om den prak­ tiske og tekniske behandlingen og bruken av fjellet, altså ingeniørgeologi.

Jordens geologiske historie Ut fra våre kunnskaper i fysikk og kjemi kan vi danne oss en forestilling om hvordan jorden ble skapt. Kloden må en gang ha vært en kule av flytende masser med en diffus overgang til ytre omgivelser av glødende gasser. Etter hvert som det hele ble avkjølt, dannet det seg en skorpe som fløt på plastiske og flytende masser, slik som is flyter på vann. Mineralene krystalliserte seg. Jordens geologiske historie, mineraler og bergarter

9

Vann, eller is, er også et mineral, men isen har den spesielle egenskapen at volumet er større enn vannets, og isen er derfor lettere, slik at den flyter godt. De andre mineralene er tyngre i fast form enn i flytende form, og ved brudd synker de derfor ned i en flytende masse.

I vann som koker i en kjele, kan vi se hvordan små gassbobler danner seg på bunnen. Boblene stiger opp og øker i volum etter hvert som trykket rundt dem avtar. Slik må også tunge flyten­ de mineraler ha oppført seg. Prosesser har stadig vekslet, fordi overopphetet masse har dannet gassblærer som har steget opp og sprukket som eksplosjoner i overflaten. Slik er forskjellige mineraler blitt blandet, samtidig som gravitasjonskreftene har prøvd å sortere stoffene. De tyngste mineralene synker hur­ tigst. Lettere mineraler synker langsomt, og lette mineraler presses opp, men så har gassbobler rørt det hele rundt igjen. Når stoffer avkjøles, skrumper de og blir tyngre. Sammentrekninger har ført til sprekker der flytende bergmasser har strømmet ut, og kjøligere, tyngre skorpe har sunket ned i den flyten­ de massen. Etter hvert er skorpen som flyter øverst, blitt tyk­ kere, og et underliggende plastisk sjikt har stabilisert det hele. Alt dette har foregått gjennom ufattelig lange tidsrom.

0_ 1 --

70 -

Kritt

- De første pattedyrene

135 -

Jura 180 -

225 -

270 -

I vår tid er jordskorpen blitt et skall som er fra 10 km til 70 km tykt. Selv om vi synes dette er en solid tykkelse, er skorpen bare å regne som et skjørt skall, tynt som en blyantstrek i forhold til diameteren på en fotball.

Kvartærtiden - Mennesket utvikles Tertiærtiden -------------------- ---- Dinosaurene dør

Trias

Perm Karbon

350 400 -

440 -

Devon

- De første virveldyrene

Silur

- De første plantene på land

Ordovicium

Tiden før 600 millioner år tilbake kaller vi prekambrium. Den gang var sjøalger antakelig den eneste formen for liv. Etter pre­ kambrium deler vi tiden inn i femten forskjellige perioder som stort sett er kortere og kortere. Vi skal ikke navngi alle disse periodene her, men nevne enkelte av dem.

I silurtiden, fra ca. 440 til 400 millioner år siden, ble landjorden dekket av plantevegetasjon.

10

Kapittel 1

500 -

Kambrium 600-

M illio

a/er

“*—27?er de/onasjone

Figur 2.4 Stukningsprøve

Et sprengstoff kan initieres ved hjelp av slag og/eller tempera­ turstigning. Slag og temperaturstigning er energiformer som tilfører det vi kan kalle startenergi. Et initieringsfølsomt sprengstoff trenger liten startenergi for å detonere (for å «bli satt av), og et tregt, eller lite følsomt sprengstoff trenger stor startenergi.

Vi bestemmer vanligvis initieringsfølsomheten ved en overføringsprøve (overslagsprøve). Overføringsavstanden er den største avstanden en detonasjon kan overføres fra en patron til en annen. Jo mer initieringsvillig et sprengstoff er, desto leng­ re er overføringsavstanden. Initieringsfølsomheten avgjør i stor grad hvordan vi skal tenne (initiere) en sprengstoffladning.

Overføringsavstanden for ett og samme sprengstoff øker når diameteren på patronen øker, og den er større når prøven ut­ føres i et borehull, enn når den utføres i friluft. Sprengstoffets detonasjonsstabilitet er evnen til å detonere sta­ bilt gjennom hele sprengstoffstrengen. Detonasjonsforplantningen kan dø ut dersom strengens diameter er mindre enn sprengstoffets kritiske diameter. Jo høyere kritisk diameter, desto mer ufølsomt og mindre initieringsvillig er sprengstoffet.

Hvor sikkert sprengstoffet er å håndtere, er svært viktig. Et av de beste kriteriene for å bestemme håndteringssikkerheten er slagfølsomheten. Den kan vi bestemme ved hjelp av en fallhammer. Vi bestemmer slagfølsomheten slik:

Vi plasserer en liten mengde sprengstoff mellom to stempler. Et lodd får falle fritt mot stemplene. Den fallhøyden som fører til eksplosjon, gir et mål for slagfølsomheten. Følsomheten for slag og friksjon varierer fra sprengstoff til sprengstoff. Figur 2.5 viser forskjellige sprengstoffers følsom­ het for slag etter fallhammerprøven. Høy fallhøyde viser at det er god sikkerhet ved slag. Sprengstoffer

39

Sprengstoffenes håndteringssikkerhet er også avhengig av hvor følsomme de er for varme og åpen ild.

I tillegg til de sprengtekniske egenskapene er sprengstoffets tetthet og vannbestandighet viktige egenskaper. Tettheten i et sprengstoff bestemmer ladningskonsentrasjonen i borehullet.

Et plastisk stoff kan formes under trykk, for eksempel fersk marsipan. Nitroglyserinsprengstoffene (NG-sprengstoffene) er mer eller mindre plastiske, og de kan derfor pakkes så de fyller hullet godt. Dette kombinert med sprengstoffets høye tetthet, gjør at NG-sprengstoffene egner seg godt i bunnen av borehul­ lene, hvor det kreves størst energikonsentrasjon.

Ved mange sprengningsarbeider stilles det krav til hvor vann­ bestandig sprengstoffet bør være. Borehullene blir ofte vannfylte og kan ikke alltid tømmes helt for vann. Dersom en salve blir stående ladet i lengre tid, kan sprengstoffet bli redusert eller ødelagt av vann. De plastiske sprengstoffene og slurrysprengstoffene har normalt god vannbestandighet, mens ANFO har dårlig vannbestandighet. Ved undervannssprengning blir sprengstoffene dessuten ut­ satt for høyt trykk og kan av den grunn bli lite følsomme. Dette kaller vi dødpressing. Sprengstoffleverandøren utgir produktkataloger som fornyes med jevne mellomrom. De viser utvalget av sprengstoffer og beskriver de viktigste egenskapene og bruksområdene.

Nitroglyserinsprengstoffer Nitroglyseringsprengstoffer er en sammensatt gruppe spreng­ stoffer i form av dynamitter eller pulversprengstoffer som in­ neholder nitroglyserin (sprengolje). Sprengoljen er den detonasjonsfølsomme delen av NG-sprengstoffene. Den gjør disse sprengstoffene så anvendelige fordi det ikke kreves ekstra tiltak for å detonere dem.

Alfred Nobel Grunnlaget for NG-sprengstoffene ble lagt da Alfred Nobel i 1863 tok i bruk nitroglyserin til sprengningsformål. Noen år senere oppfant han gurdynamitten. Ved å benytte stoffet kisel-

40

Kapittel 2

gur, som har stor oppsugningsevne for nitroglyserin, lagde han et pulverformet sprengstoff. Nobel tilsatte også nitrocellulose til nitroglyserin og fikk en gelatinert masse med en konsis­ tens som liknet gummi. Dette stoffet ble kalt gummidynamitt eller sprenggelatin. Nobel tok også i bruk ammoniumnitrat, og det gjorde det mulig å framstille en rekke plastiske og pulverformige sprengstoffer.

Hvor håndteringssikker er dynamitt? I dynamittens barndom var sprengstoffet meget følsomt, sær­ lig ved streng kulde. Dynamitten måtte være temperert før den ble pakket i et borehull, og skytebasen bar derfor patronene i innerlommen på jakken om vinteren. I dag får vi «frostfri» dy­ namitt, som lar seg stampe i et hull selv ved flere minusgrader. Vi må likevel behandle sprengstoffet med omtanke. Vi må aldri bruke metallstang under ladearbeidet, men en trestokk. Det har vært mange ulykker fordi arbeidere har boret i gamle hull med dynamittrester i. Når vi slipper en borstang ned i et hull med litt dynamitt i bunnen, kan dynamitten detonere. Når borstålet arbeider, er vi nesten garantert en detonasjon. Vi sier at dynamitt ikke er påboringssikker. Ingen av våre NG-sprengstoffer er påboringssikre.

Dynamitt endrer egenskaper gjennom lang tids lagring eller hvis den ligger i vann. Vannet kan vaske ut de stabiliserende stoffene, slik at konsentrasjonen av sprengolje øker. Dynamitt som har ligget en stund i vann, kan derfor være ekstra ømfint­ lig. Etter lang lagringstid i luft kan så mye sprengolje ha for­ dampet at initieringsevnen er blitt svekket. Dynamittpatroner skal ikke skjæres med stålkniv, men med kobberkniv. Hvis dynamitt ligger på stål eller fjell, eller den lig­ ger på et trebrett med sandkorn, kan bruk av stålkniv i verste fall få dynamitten til å detonere.

Nitroglyserin som kommer inn i blodet, resulterer i en kraftig hodepine, som vi kaller «dynamittskalle». Nitro­ glyserin trenger gjennom huden når vi tar i dynamitt. Dette gjelder også selv om sprengstoffet er pakket inn i papir. Beskytt derfor deg selv ved å bruke gummihansker. Ved lengre tids opphold i lager vil dampen av nitroglyserin trenge inn i lungene.

Sprengstoffer

41

Sammensetning av nitroglyserin­ sprengstoffer Nitroglyserin er en fargeløs eller svakt gulaktig væske med en tetthet på 1,60 g/cm’J og et frysepunkt på +13,2 °C. Det er meget følsomt for støt, spesielt hvis det inneholder små luftblærer. Når nitroglykol blandes inn, kan vi senke frysepunktet til henimot -50 °C. Da har vi frostfri dynamitt. Nitrocellulose er en viktig bestanddel i NG-sprengstoffene fordi

det har evnen til å gelatinere sprengoljen, det vil si å få den flytende væsken til å gå over i en geléaktig masse. Nitrocellu­ lose framstilles av cellulosefibrer som behandles med nitrersyre.

Saltet ammoniumnitrat er hovedkomponent i vanlige dynamitter og pulversprengstoffer. Det brukes både i krystallinsk og prillet form (små porøse kuler). Saltet løser seg lett opp i vann. En spesiell egenskap ved ammoniumnitrat er at krystallene har et omvandlingspunkt ved +33 °C. Derfor hardner plastis­ ke sprengstoffer som gjennom lengre tid blir utsatt for tempe­ raturer over +33 °C. Ammoniumnitrat inneholder 60 % oksy­ gen, 35 % nitrogen og 5 % hydrogen. Tenner

NG-sprengstoffene kan dessuten inneholde en rekke forskjel­ lige salter, nitroaromater, organiske meltyper, metaller, farge­ stoffer osv.

Dynamitt

Initiering Alle NG-sprengstoffene kan initieres direkte med en fenghette eller en tenner med styrke 8, det vil si en tenner som har en sprengstoffmengde på 0.8 g. Se figur 2.6.

Handelsvare NG-sprengstoffene er de mest kjente sprengstoffene og gir re­ lativt få problemer i praktisk bruk.

Dynos produkter selges under navnene

• • •

42

Dynamit Extra dynamit Glynit

Kapittel 2

Figur 2.6 NG-sprengstoffer initieres direkte med en tenner

Det importeres også store kvanta fra Østerrike, Polen og andre land under navn som • • • • •

Gelatine Donarit Minex Sollex 30 Ammonex Ammonite

Dynamit, som veier ca. 1,45 kg per liter, er det mest brukte sprengstoffet i små, grunne hull. Den kritiske diameteren er så liten at Dynamit kan brukes i de tynneste hullene.

Den energien som frigjøres i form av varmemengde ved deto­ nasjon, er en god indikasjon på sprengstoffets sprengkraft. Energimengden måles i megajoule per kg. Tabell 2.1 Noen data for nitroglyserinsprengstoffer

Sprengstoffer Extra dynamit Dynamit Glynit Sollex 30 Gelatine dinarit Ammonite Ammonex Minex

Tetthet 1,5

MJ/kg 4,9

1,45 1,15 1,4 1,5 1,05 1,4 1,5

4,5 4,1 4,8 4,5

Bestandighet Særlig god vannbestandighet og lagringsbestandighet Dårlig vannbestandighet

Den minste patronstørrelsen for dynamitter er 20 mm x 200 mm. Figur 2.7 viser emballasjen for norskproduserte NGsprengstoffer.

Figur 2.7 Små patroner av Dynamit og Glynit er pakket i vokset papir. Store patroner er emballert i plast. Patroner leveres i esker å 25 kg. Kilde: Dyno Industrier AS

Sprengstoffer

43

AN FO-sprengstoff er Grunnlaget for ANFO-sprengstoffer ble lagt allerede i 1867 da svenskene Ohlsson og Norrbin patenterte sprengstoffet «Ammonniakkrut». Det bestod av ammoniumnitrat tilsatt mindre mengder organiske stoffer. Først i begynnelsen av 1950-årene ble sprengstoffer av denne typen vanlige.

ANFO består av ca. 94,5 % ammoniumnitrat og ca. 5,5 % mineralolje. Forskjellige oljetyper og små mengder spesielle til­ setninger gir ulik farge og konsistens. Ammoniumnitraten er normalt i konsistens av porøse korn (engelsk: prills). ANFO har stor håndteringssikkerhet, men det fører til krav om ekstra tiltak ved initiering. En tenner med styrke 8 er langt fra sterk nok. Vi initierer derfor et lett initierbart sprengstoff, som vi kaller primer, med en tenner eller fenghette. Primeren ini­ tierer deretter ANFO-ladningen. Primeren bør ha høyt energi­ innhold og høy detonasjonshastighet, og den bør ha en stor flate i kontakt med ANFO-ladningen. Brukt i borehull bør der­ for primeren være sylinderformet og ha en diameter som bare er litt mindre enn borehullets. Det er i handelen spesielle primere, men vi kan også bruke dynamittpatroner.

ANFO utvikler betraktelig mer gass enn dynamitt, men deto­ nasjonshastigheten er atskillig mindre. Røykmengden og nitroseinnholdet (rødgassen) i sprenggassene er ganske plag­ somt i tunneldrift. Når vi vet at røykmengden reduseres og sprengvirkningen øker ved kraftig initiering, forstår vi at initieringsmetoden er viktig i tunneldrift.

Tenner

Dynamitt

Anolit

På grunn av det høye innholdet av ammoniumnitrat blir gassvolumet for ANFO høyt: Rent ammoniumnitrat ANFO med mineralolje Dynamitt

980 liter/kg 1000 « 850 «

En forsagerer en sprengladning som ikke har detonert etter initiering eller forsøk på initiering.

Detonasjon påvirkes av kontakt med vann, og vannbestandigheten for ANFO er dårlig. Det skyl­ des at ANFO består av ca. 95 % ammoniumnitrat, som er lettløselig i vann. Det er påvist at ANFO forsager ved et vanninnhold på ca. 10 %.

44

Kapittel 2

Figur 2.8 For å få ANFO til å detonere trengs det en kraftig primer, for eksempel av dynamitt, i tillegg til tenneren

I praksis betyr dette at ANFO ødelegges relativt hurtig i vannfylte borehull. Skal ANFO likevel bru­ kes i hull der det siver inn vann, må borehullene tømmes umiddelbart før lading. Dessuten må tiden mellom lading og avfyring være så kort som mulig.

En bedre løsning ved bruk av ANFO i vannfylte hull er å fore hul­ let med en plaststrømpe. Vi fører først strømpen ned i borehullet, og deretter blåser vi sprengstoffet ned ved hjelp av et ladeapparat. Vi kan få kjøpt plaststrømper i dimensjoner som passer i hull fra 50 mm opptil 102 mm.

ANFO kan ikke selvblandes uten tillatelse fra Direktoratet for brann- og eksplosjonsvern. Framstilling og bruk av ANFO-sprengstoffer skal for øvrig skje i samsvar med Retningslinjer forframstilling av sprengstoff til eget bruk ved blanding av ammoniumnitrat og olje.

Når direktoratet gir tillatelse til selvblanding, blir det stilt krav om at det brukes prillede ammoniumnitrat med evne til å suge opp og holde på oljen, og det gis bare tillatelse til å bruke dieselolje.

Det er enkelt å framstille ANFO på anleggsstedet, men en entrepre­ nør som blander ANFO til eget bruk, må betale produksjonsavgift. Selvblanding er derfor neppe lønnsomt. I dag er det også betydelig konkurranse i markedet fordi det er mange forhandlere.

Handelsvare Det fins en mengde vareslag innen sprengstoff fra inn- og utland. I valg av sprengstoff må vi være oppmerksomme på at samme pro­ dusent gir ut ulike typer sprengstoff. Vi må derfor være nøye med å kontrollere at følsomheten og energiinnholdet samsvarer med våre krav. Kontroller derfor produktinformasjonen før varen tas i bruk. Dyno selger ANFO i flere kvaliteter under navnet Anolit. Dette sprengstoffet er formet som gulfargede korn, som lett kan helles ned i loddrette hull. ANFO-sprengstoffene leveres enten patronert, i sekker fra 12 kg opptil 75 kg eller i bulk (tankvogn) med ladeservice. Se figurene 2.9 og 2.10.

Figur 2.9 Anolit kan kjøpes i sekker fra 12 kg til 75 kg. De gulfargede kornene kan helles direkte i hullene. Kilde: Dyno Industrier AS Sprengstoffer

45

Figur 2.10 ANFO kan leveres blandet på stedet og inkluderer gjerne ladeservice. Bildene viser blåsing av ANFO direkte i hull med en hastighet på 35 1/m. «Praktisk kapasitet» er oppgitt til 1000 kg/t. Kilde: Nord Explosives

ANOLIT F har «kram» konsistens, slik at den kan stappes i oppadrettede hull.

Til forsiktig sprengning lages ANOLIT LETT 30, som har sterkt redusert vekt- og volumstyrke i forhold til vanlig Anolit.

Anolit fra sekk kan ikke helles ned i vannfylte hull. Da må vi eventuelt bruke patronert Anolit eller føre ned en plaststrømpe og lade i strømpen med spesialutstyr. Det greieste er derfor å bruke andre sprengstofftyper i vannfylte hull.

Viking Sprengstoff A/S selger ANFO under navnene Anex A og Hydranex B. Sollid Agenturer selger Sollamon og Sollitt. Nord Explosives A/S selger Ammonol.

46

Kapittel 2

Slurry spreng stoff er Slurry ble patentert og først tatt i bruk av amerikaneren Melvin Cook i 1956.

Det karakteristiske for slurry er at hovedkomponentene er vann og ammoniumnitrat. En tredje ingrediens kan for ek­ sempel være TNT eller aluminiumspon, og slurryen heter der­ for TNT-slurry eller aluminiumslurry. De fleste slurrytypene inneholder olje i en eller annen form og deles inn i to grupper:

• •

Emulsjonssprengstoffer «Watergels»

Det fins flere varianter innenfor disse to gruppene. I slurry ba­ sert på «watergel» lager oljen runde dråper med ulik størrelse på grunn av molekylkreftene. I emulsjonssprengstoffene er oljen fordelt jevnt som tynne hinner, og det fremmer god for­ brenning av sprengstoffet. Tilsetningsbrennstoffene sørger for tilstrekkelig initieringsfølsomhet samtidig som de opprettholder detonasjonsforplantningen. For å regulere slurryens konsistens blir det tilsatt fortykningsmidler og stoffer som sørger for såkalte tverrbindende effekt (engelsk: crosslinking). Den gjør oppløsningen tykkere og geléaktig. Slurryen kan også bli mer initieringsfølsom ved at en tilsetter stoffer som danner luftporer eller gassblærer i sprengstoffet.

Slurrysprengstoffene har et vanninnhold på 9-16 %. Det bidrar til at slurryene er blant de mest håndteringssikre av alle sprengstoffer. Det kreves kraftige primere for å initiere disse sprengstoffene. De er også mindre følsomme for slag, friksjon og mekaniske påkjenninger enn dynamitter og Anolit. På grunn av konsistensen vil slurry som pumpes i borehul­ lene, utnytte borehullvolumet maksimalt. Vi kan også sørge for god utnyttelse av borehullvolumet ved å snitte patronene på langs under ladeprosessen. Slurrysprengstoffene har også høy tetthet (1,1-1,5 g/cm3), noe som betyr høy energikonsentrasjon per meter borehull.

Slurry har god vannbestandighet og passer derfor godt for vannfylte borehull. Sprengstoffer

47

I hull med stor diameter og mye vann er vi avskåret fra å bruke ANFO. I slike hull bruker vi bare slurry. I tørre hull brukes slurry i bunn (bunnladning) og ANFO høyere oppe i hullet (pipeladning).

Kritisk hulldiameter for slurry er endret drastisk gjennom årene. Den første slurryen som ble lagd her i landet, kunne ikke brukes i hull på under 3,5". I dag er slur ry brukbart til for­ skjellige formål og i hulldiametere helt ned til 22 mm på grunn av tilsetningene.

Handelsvare Dyno leverer slurry under navnene Dynex og Slurrit. Dynex 300 er et emulsjonssprengstoff som leveres i 600 mm lange pølser i dimensjoner fra 45 mm til 90 mm i diameter. Slurrit er slurry som leveres i tankvogn. Den produseres med flere for­ skjellige styrkegrader:

• Slurrit 50 10 har 10 % større volumstyrke enn Anolit. • Slurrit 50 55 har 55 % større volumstyrke enn Anolit. • Slurrit brukes først og fremst i store steinbrudd ved 3" hull og større.

Viking Sprengstoff leverer Tovex i fire forskjellige kvaliteter.

Nord Explosives leverer Detagel og Kemix. Det er vanlig at leverandørene oppretter en blandestasjon lo­ kalt, kjører til sprengningsstedet med tankvogn og leverer sprengstoffet i hullene ved hjelp av pumpe. Se figur 2.11.

Figur 2.11 Leverandørens folk på anlegget både blander slurry og pumper den fram i hullene. Kilde: Dyno Industrier AS

48

Kapittel 2

Initiering Slurry krever en meget kraftig initiering, som tilsvarer kravene til Anolit, se side 44. Det lages spesielle primere for initiering av slurry, og noen slurrykvaliteter kan initieres med en detonerende lunte. For andre typer frarådes det å bruke detonerende lunte fordi det kan svekke slurryen.

Andre nitroglyserinfrie sprengstoffer Det fins mange andre nitroglyserinfrie sprengstoffer som pas­ ser til spesielle formål. Av særlig interesse her er TNT, som er en forkortelse av trinitrotoluen. TNT har vært mye brukt til militære formål. Det er et sprengstoff med stor vektstyrke. I Forsvaret blir TNT helst brukt støpt i blokker. Blokkene likner teglstein, men er noe mindre. TNT har vært brukt i pulverform som tilskudd for å framstille slurry.

Håndteringssikkerheten er svært stor, og det kreves en primer for å sette i gang detonasjonen. Andre sprengstoffer, som primere for initiering, rørladninger for forsiktig sprengning og påleggsladninger for spretting av stein, vil bli omtalt i kapitlene 6, 7 og 8.

Valg av sprengstoff For å gjøre lønnsomheten i driften best mulig, må vi studere opplysningene og prislistene fra leverandørene. Vi velger sprengstofftype ut fra størrelsen på anlegget, driftsformen, de geologiske forholdene osv. De viktigste faktorene i valg av sprengstoff er disse:

• Bergartens sprengbarhet • Hulldiameter • Vannforhold og slepper • Salvestørrelse • Miljøhensyn • Restriksjoner på sprengningsarbeidet (rystelser, sprut) • Krav til gjenstående fjellflate (kontursprengning) • Krav til fragmentering Sprengstoffer

49

Patronerte sprengstoffer Til praktisk bruk og beregninger er det nødvendig å kjenne patrondimensjoner, vekt av patronene og vekt per meter borehull for sprengstoffet som skal brukes. Tabell 2.2 gir en oversikt over patrondimensjoner på noen NG-sprengstoffer som er mye brukt på mindre arbeider. Data fra denne tabellen blir brukt i beregningseksempler lenger ute i boka på sidene 105 og 152. Tabell 2.2 Patrondimensjoner og vekter for Dynamit og Glynit

Sprengstoffmengde per meter borehull, ca. kilo

Type

Dimensjon D x L mm

Dynamit

22 25 25 30 35 40 45 50 55 60 65 75 85

x x x x x x x x x x x x x

200 200 400 400 400 400 600 600 600 600 600 600 600

100 130 260 380 510 670 1400 1700 1900 2300 2500 3600 5000

0,5 0,65 0,65 0,95 1,3 1,7 2,3 2,8 3,2 3,8 4,2 6,0 8,3

Glynit

22 25 25 30 35 40

x x x x x x

200 200 400 400 400 400

90 125 240 335 470 600

0,45 0,6 0,6 0,8 1,2 1,5

Patronvekt, ca. gram

I tabellen finner vi at bruk av Dynamit 25 x 200 gir en patronvekt på 130 g og en sprengstoffmengde på ca. 0,65 kg per meter borehull. Denne typen er et passende bunnladningssprengstoff for 30-34 mm borehull.

Vi finner ladningsmengden i høyre spalte. Den forutsetter at patronene ligger løst stablet på hverandre. I småhull vil vi helst følge patronene ned med en ladekjepp. Lett sammenpressing av Dynamit øker ladetettheten med 10-15 % og kraftig stam­ ping øker den enda mer. Glynit komprimeres svært lite.

50

Kapittel 2

Hvis vi vil øke ladetettheten i dype grovhull, snitter vi plastpatronene med kniv når vi slipper dem ned i hullet. Da kan vi regne med 10 % høyere ladetetthet.

Ladningsmengder med ANFO og annet upatronert sprengstoff Både ANFO og slurry fyller hullenes tverrsnitt fullstendig når de leveres upatronert. Vi beregner ladningsmengden på grunnlag av hulldiameteren og sprengstoffets tetthet. Tabell 2.3 viser forventet ladningsmengde for ANFO og slurry. For ANFO settes tettheten vanligvis til 1,0 kg/1 ved bruk av ladeapparat og 0,95 kg/1 ved helling i borehullet. Tabell 2.3. Ladningsmengder for ANFO og Slurry

Borehull-diameter

30 mm

32 mm

45 mm

51 mm 2"

64 mm 2,5"

76 mm 3"

ANFO, kg/m - med ladeapparat - helling fra sekk

0,71 0,67

0,80 0,76

1,59 1,51

2,04 1,94

3,22 3,05

4,54 4,31

Slurry 1,2 kg/l Slurry 1, 45 kg/l

0,85 1,02

0,96 1,16

1,91 2,31

2,45 2,96

3,86 4,66

5,44 6,57

Vi skal nå beregne ladningsmengden per bormeter når vi lader med ANFO. Borehullene har en diameter på 40 mm. Hullets radius (R) = 40 : 2 = 20 mm. Ladningsmengden per bormeter blir 20 • 20 • 3,14 • 0,95 1000

1,19 kg/m

Sprengstoffer

51

Priser for en del sprengstoffer Det er nyttig å ha en oversikt over prisnivået for de forskjellige sprengstofftypene. Merk deg at salgsprisene avhenger av hvor store kvanta som leveres. Tabell 2.4 gir en viss veiledning over prisene per 1997. Tabell 2.4 Orienterende priser, eksklusive mva., for noen sprengstoffer ved kjøp av kvanta over 1000 kg

Dynamit Extra Dynamit Anfo Ammoniumnitrat Patronert slurry

20- kr/kg 40- « 7,- « 4,50 « 18- «

Ved store leveranser på årsbasis gir leverandøren betydelige rabatter.

Oppgaver 1 Hvilken virkning har nitroglyserin på mennesker?

2 Hva er de viktigste bestanddelene i NGsprengstoffer?

3 Hva er de viktigste bestanddelene i ANFO? 4 Hva er de viktigste bestanddelene i slurry? 5 Hvilke sprengstoffer er vannbestandige?

6 Er det farlig å bore i hull der det kan være rester av Glynit?

52

Kapittel 2

Tennmidler Mål: Når du har gjennomgått dette kapitlet, skal du

• kjenne til hovedtyper av tennere og hvordan tidsintervaller er bygd opp • kjenne til hovedtyper av lunter og primere og kunne gi eksempler på hvordan de brukes • vite hvordan elektriske og ikke-elektriske tennere koples sammen • kunne beregne ohmsk motstand i seriekoplinger og parallellkoplinger av elektriske tennere • vite hvordan ohmmetre og tennapparater brukes

Generelt NG-sprengstoffer initieres (detoneres) direkte med en tenner av styrke 8. NG-frie sprengstoffer er mindre initieringsfølsomme og trenger kraftige primere i tillegg til tenner eller feng­ hette.

Innføringen av tidsforsinkede tennsystemer (intervalltenning) er et trekk ved moderne sprengningsteknikk. Intervalltenning har gjort det mulig å sprenge større salver med kontroll over fragmentering, kast og rystelser. Vi kan dele initieringsmetodene i fem hovedgrupper: • • • • •

Tenning med fenghette og svartkruttlunte (luntetenning) Tenning med detonerende lunte Ikke-elektrisk tenning Elektrisk tenning Elektronisk tenning Tennmidler

53

Tenning med fenghette og svartkruttlunte Fenghette Limtetenning er fremdeles et viktig supplement til elektrisk

tenning, selv om fenghette og svartkruttlunte brukes stadig mindre. Fenghetten består av en liten aluminiumshylse som inneholder et primærsprengstoff og et sekundærsprengstoff. Se figur 3.1. Primærsatsen i fenghetten består av blyazid og veier 0,2 g. Sekundærsatsen består av tetryl eller pentritt og veier 0,8 g. Satsene veier til sammen ca. 1 g. Denne sprengstoffmengden gir oss det vi kaller styrkegrad nr. 8, og er stor nok til å initiere NG-sprengstoffer.

Fenghettene må oppbevares tørt. Fordi primærsatsen er så føl­ som for varme, friksjon, gnister osv., må fenghettene behandles med stor forsiktighet. Vi må aldri pirke i sprengsatsen, gnisse lunta mot den eller blåse i hylsen for å fjerne sagflis. Feng­ hetten leveres nå uten fyll av sagflis eller korksmuler. Før vi fester fenghetten til lunta, må vi på gamle fenghetter omhyggelig fjerne eventuell sagflis ved å riste forsiktig. Lunta renkappes med skarp kniv, og vi fører den forsiktig inn til den når bunnen i fenghetten.

Fenghetten knipes forsvarlig til med en luntetang, som har et parti for krymping av fenghetter i kjeften.

Svartkruttlunte En svartkruttlunte består av en kruttstreng som er omspunnet med flere lag tekstiler, impregnert med bitumen (asfalt) og deret­ ter påført et plastovertrekk. Eldre lunter er svarte. Nå er de hvite. En god lunte skal ha jevn brenntid i området 105-130 s/m, som tilsvarer 0,5 m/min eller ca. 1 cm/s. Det tillates en varia­ sjon på +/- 10 % for samme lunte. Lagringsstedet for lunta bør være tørt og temperert.

Ifølge gjeldende bestemmelser er det ikke tillatt å bruke kortere lunte enn 1 m. Lunter som stikker ut av borehullene, må ikke

54

Kapittel 3

—Pr/sncersa/s 1— Sefrun cfrczss a

Figur 3.1 Fenghette

brettes eller buntes sammen og stikkes inn i borehullene. Overslag fra én kveil til en annen kan forekomme og dermed redusere brenntiden. Når vi setter inn fenghetter i sprengstoffpatronene, bør vi stikke et 8 cm dypt hull i enden av patronen. Dette bør vi særlig passe på i hardt sprengstoff. Det er meget viktig for initieringen at kontakten mellom fenghetten og sprengstoffet blir god.

Når flere enn tre lunter tennes samtidig, skal det alltid tennes en varsellunte først, som ikke må være lengre enn halvparten av den korteste lunta. Når varsellunta er utbrent, skal stedet øyeblikkelig forlates, selv om vi ikke har rukket å tenne alle luntene. Følg ellers nøye de reglene som er gitt i lov om eksplo­ sive varer, med forskrifter fastsatt av Direktoratet for brann- og eksplosjonsvern. Svartkruttlunter tennes med fyrstikker, luntetennere eller tennlunte. Når du skal tenne en lunte med fyrstikk, bør du skjære den skrått. Hvis du holder en brennende fyrstikk opp mot kruttet, vil det ikke ta fyr. Hold fyrstikkens svovelhode mot kruttet og stryk eskens riveflate over fyrstikkhodet. Du får da en flamme som tenner kruttet. Se figur 3.2.

Figur 3.2 Vi tenner kruttlunter ved å stryke riveflaten på fyrstikkesken over fyrstikkhodet, som vi holder mot kruttet i en skråskåret lunte

Luntetennere er patroner som brenner med kraftig stikkflamme

og brukes til å tenne et større antall lunter. I tidligere tider brukte skytebasene en dynamittpatron som luntetenner.

Dynamitt kan brenne rolig med sterk flamme når du holder patronen over en fy r stikkflamme.

Flammen gir en effektiv tenning av svartkruttlunta, men temperaturen er så høy at det skal lite til før den rolige forbrenningen kan gå over i detonasjon. Av sikkerhets­ messige grunner er det derfor forbudt å bruke dynamitt som luntetenner.

Tennlunte I eldre tider lagde skytebasen en tennlunte for å tenne en serie svart­ kruttlunter. Skytebasen tok en ca. 60 cm lang lunte og skar hakk i den: et hakk for hver ladning som skulle tennes, og kanskje et hakk i reserve. Se figur 3.3. Når flammefronten når et hakk, spruter kruttflammen ut. Denne stikkflammen tenner en ny lunte effektivt. Tennlunta kan samtidig tjene som varsellunte.

Figur 3.3 En gammeldags tennlunte er en kruttlunte med hakk i Tennmidler

55

Når vi i dag bruker betegnelsen tennlunte, mener vi vanligvis en luntetype som på engelsk heter «igniter cord». Det er en tynn snor som brenner med fresende flamme. Denne tennlunta tennes lett med en fyrstikkflamme. men pass på å holde hendene unna tennlunta! Tennlunta kan tapes på skråskårne kruttlunter eller helst festes på rettskårne kruttlunter med spesielle koplingshylser (engelsk: connectors). Se figurene 3.4 og 3.5.

Tennlunter selges i flere utgaver med brennhastigheter fra 2 cm/s til 62 cm/s.

Figur 3.4 Koplingshylse for tennlunte («igniter cord»)

Tenning med detonerende lunte Tenning med detonerende lunte brukes i dag ved flere typer sprengningen men her i landet blir metoden mest brukt ved sprengning i store steinbrudd. Detonerende lunter kan brukes som direkte initiering i hull som er ladet med NG-sprengstoffer. Lunta stikkes bare ned i hullet før eller under ladingen. Ellers brukes den i forbindelse med Nonel-tennere.

En detonerende lunte består av en kjerne av pentritt eller et lik­ nende sprengstoff. Kjernen er innesluttet i en hylse av papir som er omspunnet med flere lag polypropylen. Lunta har god vannbestandighet. Når lunta blir initiert, har den en detona­ sjonshastighet på 7000 m/s. Alle NG-sprengstoffer initieres sikkert av detonerende lunter. Lunta selv initieres sikkert med tennerstyrke nr. 8.

Figur 3.5 Tennlunte forbundet med kruttlunter

Detonerende lunter er ikke spesielt støtømfintlige. De kappes med kniv eller saks. Legg lunta på et rent underlag av tre hvis du kapper med kniv. Fjern skarpe partikler eller sand fra underlaget. Etter kappingen setter du på endehylser på alle endene eller taper dem med plastbånd for å hindre at fuktighet blir sugd opp. Fuktig pentritt er vanskelig å initiere. 7/7///£?// q c/nmg

For å oppnå de samme fordelene som elektriske intervalltennere gir, kan vi kutte den detonerende lunta og kople inn detonasjonsforsinkere (forsinkerelementer).

De mest brukte detonasjonsforsinkerne er aluminiumshylser der det i midtpartiet er bygd inn et forsinkerelement, se figur 3.6. Det fins to typer med forsinkertid på henholdsvis 20 ms og

56

Kapittel 3

Fors /ders a fs __ Iry h a //crdrtir)y

Figur 3.6 Tidsforsinker (forsinkerelement) for detonerende lunte

50 ms (millisekunder). Hylsen må krympes på lunta med spesialtang.

Forsinkerelementer med ferdige koplingshull har også blitt brukt. Da er krymping unødvendig. Forsinkertiden på denne typen er 45 ms.

Figur 3.7 Detonerende lunte og forsinkerelementer med og uten ring sy stem

Detonerende lunter forbindes med hverandre med tape. Det er viktig at avgreningen lages slik at detonasjonsbølgen kan fort­ sette i samme retning. Den kan ikke gjøre helomvending. Se figur 3.8. Detonasjonsretning

Figur 3.8 Hvis avgreningen på en detonerende lunte er bøyd inn den gale veien, blir grenen bare slått av

For å dekke behovene ved forskjellige bruksområder blir lunta framstilt i ulike vektklasser fra ca. 4 g/m til ca. 100 g/m. • • •

Dyno leverer Dyno-Cord, Nitro-Cord og E-Cord. Sollid Agenturer leverer Sollcord. Nord Explosives leverer Detonex, Detacord og Prima Cord. Tennmidler

57

Tenning med ikkeelektriske tennere Ikke-elektriske tennere selges i dag av flere forhandlere: • • •

Dyno leverer Nonel. Viking Sprengstoff leverer Shock-Star. Nord Explosives leverer Primadet.

Vi vil her gi en nøyere beskrivelse av Nonel.

Nonel-tennere Nonel er en forkortelse av «NON-ELectric», det vil si at det er et ikke-elektrisk tenningssystem. Nonel kan brukes under for­ hold der elektrisk tenning ikke er tilrådelig på grunn av fare for tenning på feil tidspunkt på grunn av jordstrømmer, høyspentlinjer eller tordenvær.

Nonel-tennere må brukes innen to år etter påstemplet dato, og innen tre måneder etter at pakningen er åpnet.

Nonel er et system som består av tre komponenter: • • •

en tenner med eller uten forsinkerelement en hul plastslange (diameter 3 mm) belagt med en liten mengde sprengstoff på innsiden en koplingsblokk med eller uten forsinkelse

Se figurene 3.9 og 3.10.

Detonasjonen blir overført gjennom plastslangen til tennerhylsen. Sprengstoffmengden i slangen er så liten at plastslan­ gen ikke blir gjennombrent. Vi får ingen sideveis initiering av sprengstoffet som ligger i kontakt med slangen i borehullet. Detonasjonshastigheten i slangen er 2000 m/s. Selve tennerhylsen er bygd opp med et forsinkerelement, en primærsats og en sekundærsats. Nummereringen av forsinkelsene er litt spesiell. Hvis vi tar for oss Nonel LP, har vi fortløpende numre opptil 12, og hvert intervall er på 100 ms. Vi hopper over nummer 13, men intervallet mellom nr. 12 og nr. 14 er på 200 ms. Slik fortsetter det med numrene 16,18 og 20 og 200 ms i hvert sprang. Neste sprang er på 500 ms til tenner nr. 25.

58

Kapittel 3

Figur 3.9 Noneltenner med slange 1 Tennpille 2 Forsinkersats 3 Primærladning 4 Sekundærladning

Til sammenkopling av tennerslangene blir det brukt ulike typer koplingsenheter med påmontert slange. Koplingsenheten inneholder det vi kan kalle en minitenner. Det er en aluminiumshylse som inneholder akkurat nok sprengstoff til å tenne nye slanger. Hylsen kan ha et forsinkerelement. Maksimalt fem slanger kan klemmes fast under et plastlokk. som vist på figur 3.10.

Nonelslanger kan tennes med fenghette, elektrisk tenner eller et spesielt tennapparat. Fenghetten, eventuelt en elektrisk ten­ ner, tapes til slangen foran den første koplingsenheten. Se figur 3.11.

Figur 3.10 Koplingsenhet

Figur 3.11 Kruttlunte og fenghette forbindes med en startslange til en koplingsenhet som fører impulser videre til maksimalt fem slanger. En av disse fem slangene kan føre til en ny koplingsenhet

Nonel-tennapparat kan være hånddrevet eller elektrisk. Se figur 3.12. Tennapparatet brukes i forbindelse med en lang startslange, dvs. en slange som er 50 m eller 100 m lang.

Figur 3.12 Et særskilt tennapparat for Nonelslange kan koples direkte på slangen, men da må vi være i dekning i trygg avstand fra ladningene i det øyeblikket da startslangen tennes. Kilde: Dyno Industrier AS Tennmidler

59

Detonerende lunter kan også brukes for å tenne en bunt no­ nelslanger. eller vi kan bruke buntopptennere, som kan tenne opptil tjue Nonelslanger. Se figur 3.13. Nonel koplingsenhet Nonelsystemet leveres i tre varianter som brukes på litt for­ skjellige måter: • Nonel MS • Nonel Unidet • Nonel LP Nonel MS er en prototyp som fremdeles er i bruk. Nonel Unidet er en videreutvikling av MS. Den er nå den van­ ligste ved sprengning i dagen. Nonel LP blir omhandlet i kapittel 7 på side 145. Nonel Unidet har bare fem intervalltennere med forsinkertidene 400, 425, 450, 475 og 500 ms. I tillegg har vi sju koplingsenheter, der én er uten forsinkelse og de seks andre har forsinkelser fra 17 ms til 176 ms. Slangelengdene på ten­ nerne varierer fra 4,8 m helt opptil 27 m, og slangelengdene på koplingsenhetene varierer fra 2,4 m opptil 7,8 m. Koplingsenheten uten forsinkelse leveres også som starter med slangelengder helt opptil 100 m.

Dersom salven skal dekkes, kan manglende mulighet for må­ ling være en ulempe for tenningsopplegget. Under dekkingen kan nonelslangen eller lunta lett skades. Tenningsopplegget må derfor beskyttes, og vi dekker med den største varsomhet.

Figur 3.13 Buntopptenner kan tenne 20 Nonelslanger. Kilde: Dyno Industrier AS

Utslagsretning

Ifølge gjeldende regler skal kombinasjonen Nonellunte/detonerende lunte ikke brukes under dekning. Eksempel på bruk av Noneltennere i dagen Vi tenker oss en veiskjæring med bredde 12 m. I en salve er det boret 24 hull. Vi vil bruke Nonel Unidet, som er det no­ nelsystemet som passer best i denne situasjonen.

Prinsippet ved all fjellsprengning er at hver enkelt ladning må kunne sprenge ut fjell mot den frie flaten. De midterste fire hullene i forreste rad (rast) kan sprenges først. Kanthullene må helst sprenges litt senere for å få fritt utslag, men kanthullene i første rad kan sprenges samtidig med de midterste hullene i andre rad. Derfor vil vi sprenge ut det krysskraverte feltet først, og en brøkdel av et sekund senere sprenger vi det skråskraverte feltet. Se figur 3.14.

60

Kapittel 3

Figur 3.14 Det som skal sprenges vekk i første intervall, er krysskravert. Det som skal sprenges i andre intervall, er skråskravert

Vi fortsetter slik bakover med tredje og fjerde rad, og til slutt sprenges de to bakerste hjørnehullene alene. Vi får altså til sammen fem intervaller. Det er det minste antall inter­ valler som gir et godt resultat. Om vi får flere intervaller, spiller ingen rolle, bare hver enkelt ladning får fritt ut­ slag. Størrelsen på intervallene med Unidet blir 25 ms eller mer.

Hvis vi vil, kan vi bygge opp intervallserien bare med forsinkere i koplingsenheter. Det mest oversiktlige her blir imidlertid å bruke tre forskjellige intervallnumre i tenner­ ne. Vi vil bruke U400, U42 5 og U450, plassert slik figur 3.15 viser. •

•

•

•

•

•

U425

U400

U400

U400

U400

U425

•

•

•

•

•

•

U450

U425

U425

U425

U425

U450

•

•

•

•

•

•

U425

U400

U400

U400

U400

U425

•

•

•

•

•

•

U450

U425

U425

U425

U425

U450

Figur 3.15 Tennere med forsinkernumre 400, 425 og 450 plasseres periodisk

Utslagsretning

Tennerne med de intervallnumrene som er vist, føres ned i hullene sammen med ladningene. Resten av intervallene bygger vi opp med koplingsenhetene. U400 er det laveste intervallnummeret i Unidet og betyr at tenneren detonerer 400 ms etter at tennimpulsen er tilført tennerens tennpille. Dette er jo ikke så langt unna et halvt sekund, men det trenger vi for at aktiviseringen av alle tennere skal være i gang før slangene i systemet rives i stykker. Når ladingen og plasseringen av tennerne er utført, rydder vi arbeidsplassen før oppkoplingen starter. I tillegg til koplingsboksen på starteren trenger vi seks koplingsenheter, der bare én har forsinkelse, for eksempel 42 ms, plassert slik figur 3.16 viser. Da vil de midterste ladningene i rad 3 detonere 17 ms etter ladningene i raden foran (42 + 400 - 425 = 17).

Figur 3.16 Når én av koplingsenhetene har en innbygd forsinker, vil den sørge for at tredje rad detonerer etter andre rad Tennmidler

61

Koplingsenhetene med plass til fem slanger knyttes til fire hull, og den femte slangen går videre til neste koplings­ enhet. Sammenkoplingen starter ved fremste hullrekke. For å få det oversiktlig bør koplingen i størst mulig grad følge utslagsrekkefølgen. Nonelslangen og sammenkoplingene kan ikke kontrolleres ved måling. Vi må derfor være meget forsiktige når vi legger på dekningsmatter. Ved feil i koplingen, koplingsblokkene eller slangen i opptenningslinjen stanser initieringen opp, og bare de hullene som er tilkoplet før feilen, vil bryte ut. Dersom sammenkoplingen følger brytningsrekkefølgen, vil skaden på den gjenværende salven bli liten, og den kan som regel tennes opp på nytt. Likevel må vi regne med problemer med de hullene som ligger nærmest ladningene som allere­ de er detonert. Forskyvninger av fjellpartier kan ha ført til at en ladestreng blir kuttet av. Se figur 3.17.

Figur 3.17 Sleppet fjell kan forårsake forskyvninger som forstyrrer initieringen hvis ikke tenneren har fått sin impuls før forskyvningen skjer

Det er interessant å finne ut hvor lang tid støtbølgen bruker gjennom slangene fra den første koplingsenheten til den siste enheten. Situasjonen viser at vi har ca. 14 m slange mellom disse enhetene. Tiden blir da 14 m : 2000 m/s = 7 ms. Vi forstår at ved store salver med mange og lange slanger kan vi oppleve at vi må tenke over hvor lang tid støt­ bølgen tar, i kombinasjon med intervallengden, som er 25 ms. Da kan det være svært uheldig å plassere starteren i bakerste rad. Nonel sammen med en detonerende lunte Denne kombinasjonen egner seg i store steinbrudd der det sprenges med grovhull og uten dekning. Salven nummereres på vanlig måte, og noneltennere føres ned under ladingen. Etterpå strekker vi en detonerende lunte langs radene og knytter Nonelslangene fast til lunta med en enkel knute. Se figur 3.18. Det. lunte

62

Kapittel 3_______________________________________________________________________________________________ .

Vi setter forsinkere i den detonerende lunta, slik at vi får et sys­ tem som likner det som er beskrevet under bruk av Nonel Unidet. Det fins også spesielle klemmer for å feste slangen til lunta. Nonel ved sprengning under dagen Nonel LP

Nonel LP er en intervallserie utviklet spesielt for tunnel­ sprengning og annen sprengning under jord. Ved tunneldrift ønsker vi å ta alle slangene som henger ned fra hullene, og samle dem i en bunt.

Serien består av 25 intervallnumre fra 0 til 60. Intervall nr. 0 har 25 ms forsinkertid. Fra 1 til 12 er intervalltiden 100 ms. Fra 12 til 20 er den 200 ms, og fra 25 til 60 er den 500 ms. Ved tunneldrift er det vanlig å bruke buntopptennere, som gir god oversikt og enkel kopling på stuffen (arbeidsfronten). Vi kan også tape sammen en stor bunt nonelslanger og forbinde dem med en vanlig detonerende lunte. Se figur 3.19.

Figur 3.19 Bunttenning brukt i tunneldrift

Under koplingen må vi passe på at den detonerende lunta ikke kommer nærmere noen nonelslange enn 15 cm. Ellers kan vi risikere at lunta kan slå av (kutte over) en slange som fører inn i et borehull, slik at vi får en forsager.

Tenning med elektriske tennere Konstruksjon og virkemåte Når det gjelder forsinkertid, blir elektriske tennere inndelt i • •

momenttennere intervalltennere - millisekundtennere, - kvartsekundtennere - halvsekundtennere

Med hensyn til følsomhet og impulsbehov ved tenning blir elektriske tennere inndelt i • • •

gruppe 1-tennere (vanlig følsomhet) gruppe 2-tennere (VA-tennere) gruppe 3-tennere (HU-tennere) Tennmidler

63

Momenttenner

En momenttenner er prinsipielt lagd på samme måte som en fenghette der det er bygd inn en elektrisk tennpille (et tennhode) med to tilførselsledninger. Tennhylsen er krympet om en tetningspropp av et syntetisk stoff for blant annet å gjøre tenneren vanntett. Rundt tennpillen sitter en plastisolasjonshylse for å beskytte den mot gnistoverslag fra hylseveggen. Når begge ledningene blir for­ bundet med en strømkilde, flyter strøm gjennom ledningene, og en glødetråd inne i tennpillen blir oppvarmet.

Tennsatsen rundt tråden tennes og sender en stikkflamme mot primærsatsen. Primærsatsen initierer sekundærsatsen, som detonerer, se figur 3.20. Intervalltenner

I en intervalltenner er det bygd inn en forsinkersats som er presset inn i et metallrør mellom tennpillen og primærsatsen. Stikkflammen fra tennpillen tenner forsinkersatsen, som bren­ ner igjennom og tenner primærsatsen. På samme tid initieres sekundærsatsen.

Ved å variere forsinkersatsens lengde og sammensetning kan vi også regulere forsinkertiden. Det gjør det mulig å sette av flere ladninger i en bestemt tenningsrekkefølge (intervaller). Vi regner med tre typer forsinkertennere: millisekundtennere, kvartsekundtennere og halvsekundtennere. • •

•

Millisekundtennere har ca. 30 ms forsinkertid mellom hvert intervall fra 0 til 18. Kvartsekundtennere har ca. 0.25 s (250 ms) forsinkertid mellom hvert intervall fra 0 til 24. (Nr. 19-21 og 23 er fore­ løpig ikke produsert.) Halvsekundtennere har ca. 0,5 s (50 ms) forsinkertid mel­ lom hvert intervall fra 0 til 12.

Millisekundtennere brukes til de fleste typer sprengningsarbeid, mens halvsekundtennere og kvartsekundtennere er beregnet for tunnelsprengning, der det kan være en fordel at forsinkertiden mellom borehullene er lang.

64

Kapittel 3

Figur 3.20 Elektrisk momenttenner

Tennerens elektriske egenskaper er karakterisert ved • • • • •

elektrisk motstand kritisk strømstyrke tennimpuls minste tennstrøm bestandighet mot elektrostatisk energi

Tennerens elektriske motstand er totalmotstanden i tennhodet og ledningene (måles i ohm). Motstanden i tenneren varierer med lengden på ledningen, unntatt for gruppe 2-tennere (VA), som har samme motstand uansett ledningslengde. Kritisk strømstyrke er den minste strømstyrken som skal til for

at du skal være sikker på å oppnå tenning. Tennimpuls uttrykker den energimengden per ohm (mWs/ohm)

som skal til for å tenne en tenner. Minste tennstrøm er den laveste likestrømsverdien som kanskje

kan tenne en tenner (måles i ampere). Minste tennstrøm angir en faregrense for ukontrollert tenning. Hvis to seriekoplede tennere får tilført minste tennstrøm, risikerer vi at den ene ten­ neren detonerer og den andre forblir hel. Bestandighet mot elektrostatisk energi vil si den sikkerheten ten­

nerens konstruksjon gir mot å bli tent av elektrostatiske utlad­ ninger, det vil si potensialforskjellen mellom hylseveggen og tennerledningene. Tennernes tennfølsomhet må være så ensartet at glødetråden i tennhodene smelter samtidig. Ved tenning av seriekoplede tennere må den mest følsomme tenneren ikke bryte kretsen før de mindre følsomme tennerne har fått tilstrekkelig strøm. I denne sammenhengen er det viktig at tennerseriene får til­ ført nok strøm. Blir strømstyrken i tennkretsen for lav (under kritisk strømstyrke), vil én eller flere av de tregere tennerne stå igjen.

Av sikkerhetsgrunner ønsker vi at det må store energimengder til for å initiere tennere. På den annen side ønsker vi at tennapparatene skal være så små og hendige som mulig. Vi kan derfor si at dagens tennere er et kompromiss mellom sikkerhet og praktisk bruk.

Tennmidler

65

Ved siden av vanlige elektriske tennere (gruppe 1-tennere) fins det også trege tennere på markedet (gruppe 2- og gruppe 3-tennere, også kalt VA og HU). De krever høy tennimpuls, for HU-tennere er den mellom 1000-2500 mWs/ohm. Det innebærer igjen at salvene må tennes med relativt store tennapparater. Av samme grunn blir salvene av begrenset stør­ relse.

Tabell 3.1 viser de elektriske egenskapene for de tre gruppene av tennere. Siden det kan være vanskelig å beregne hvordan vi oppnår de angitte strømstyrkene, er det viktig å vite at • •

0,5 V kan gi «minste tennstrøm» i en gruppe 1-tenner et 1,5 V tørrelement er livsfarlig i nærheten av ledningsender på slike tennere

Vi har hatt stygge ulykker fordi elektriske tennere er puttet i en jakkelomme der det fra før ligger et reservelommelyktbatteri. Tennere i gruppe 2 og gruppe 3 gir økt sikkerhet i områder med elektriske spenninger og radiosendere. På gruppe 2-tennere må ledningene ikke under noen omstendighet forkortes. På gruppe 3-tennere kan ledningene forkortes etter bestemte regler.

Tabell 3.1 Gruppeinndeling av elektriske tennere og deres elektriske egenskaper

Egenskap

Gruppe 1

Gruppe 2

Forsiktighetsregler ved bruk av elektriske tennere:

•

•

•

•

•

• • • •

Gruppe 3 (HU)

•

Tennimpuls (millijoule/ohm)

2,5-5,5

80-140

1100-2500

Minste tennstrøm (ampere)

0,28

1,20

4,0

Kritisk strømstyrke (ampere)

1,10

3,5

25,0

•

• De forskjellige tennerfabrikatene og tennervariantene kan kjennes igjen på ledningsfargene og måten de er krympet på. Håndbøker og produktkataloger gir oversikt over dette.

66

Kapittel 3

Elektriske tennere må beskyttes mot støt og slag og behandles med største varsomhet. En dor eller trepinne egner seg bedre til å bore hull i patronen enn tenneren selv. Tennerens ledningsbunter må trekkes forsiktig ut, slik at vi unngår kinker. Tennerens ledninger må ikke utsettes for rykk eller annen belastning slik at det kan oppstå fare for at ledningene dras ut av tennerhylsen. Tenneren må føres inn i patronen i hele sin lengde og festes slik at den ikke kan bli revet ut. Pass på riktig tenningsrekkefølge i utslagsretningen. Ved korrekt kopling unngås forsagere. Under fuktige forhold er det påkrevet å bruke isolerhylser eller isolerbånd. Pass på å bruke riktig tennapparat til de ulike tennertypene. Pass på at tennkretsens totalmotstand ikke overskrider tennapparatets kapasi­ tet. Måling av tennkrets eller enkelttenner uten dekning må bare utføres med til­ latt måleinstrument. Bruk skyteledning og mellomledning av riktig kvalitet, og unngå skjøter på ledningene.

Tabell 3.2 Ohmsk motstand og ledningslengder for en del vanlig tennere

Fabrikat Tennertype

Farge, ledninger

Intervaller

Ca. edektri sk mo tstand (ohm , ledn ingsle ngder 1,8 2 4 6 10 15 20 35 25

Tysk

Millisekundt.

grønn/gul

0-18

1,5

Momenttenner

gul/hvit

HU-m.sekundt.

grønn/blå*

0-18

Hu-kvartsekundt.

rød/blå**

1-24

VA-m.sekundt.

grå/grønn

1-20

VA-h.sekundt.

grå/rød

1-20

VA-momentt.

grå/hvit

Svensk

1,6

1,8

0,6

0,7

2,4

3,0

3,6

3,6

3,6

3,6

4,3

0,7 3,6

3,6

3,6

3,6 3,6

3,6

3,6

* Nr. 0. blå/hvit

** Nr 0. blå/hvit

Kopling av tennkretser For sikker elektrisk tenning er det viktig at tennerne koples sammen korrekt. Ved avisolering av tennerledningene må det ikke brukes så skarp gjenstand at det blir hakk i metalltråden. I skjøter vil tråden ofte brekke der den har fått hakk. Slike brudd kan være vanskelige å oppdage. Til avisolering bør vi helst bruke en spesiell avisoleringstang, som ikke skader lede­ ren. Avbitertang krever en viss øvelse for å arbeide skånsomt. Et godt knep er å legge ledningen mellom tommelfingeren og en skarp stein, og deretter trekke ledningen ut. Når trådene skjøtes, skal de vris godt sammen slik at skjøten også tåler mekanisk belastning. Figur 3.21 viser korrekte kop­ linger.

Figur 3.21 Riktig skjøting av tennerledninger

Når vi sprenger under fuktige forhold og i vann, må skjøtene isoleres meget omhyggelig. Som isoleringsmiddel kan vi bruke tape eller spesielle isolerhylser som er beregnet til dette. Ved undervannssprengning kan det bli tale om å dyppe skjøte­ ne i en isolasjonsmasse. En egnet masse er Dussex Compound.

Seriekopling og serie-/parallellkopling Elektriske tennere koples enten i serie eller i serie/parallell. Koplingsmåten er i første rekke avhengig av tennertype, tennapparat og antall tennere i salven.

Tennmidler

67

Gruppe 1-tennere (vanlige tennere) Mindre salver koples vanligvis i ren serie. Se figur 3.22.

Større tennerkretser bør koples i serie/parallell. Se figur 3.23. Store seriesalver med høy motstand er følsomme for jordfeil, lekkasjestrømmer osv. Selv om et tennapparat teoretisk sett kan avfyre et stort antall tennere i serie, vil risikoen for forsagere og pilsalver på grunn av jordfeil være til stede. En pilsalve er en salve som ikke har brutt slik den skal. Salven er mis­ lykket. Serier med stor motstand bør derfor unngås. En tommelfinger­ regel er at salver som overskrider 500 ohm i én serie, bør deles inn i flere parallellkoplede serier. Se figur 3.23. Størrelsen på seriene avhenger av apparattypen. Gruppe 2-tennere (VA-tennere) Tenneren koples i serie eller serie/parallell i henhold til beskri­ velsen på det tennapparatet som brukes. Med et passende tennapparat kan vi øke skuddantallet vesentlig ved serie-/parallellkopling, sammenliknet med ren serie.

Gruppe 3-tennere (HU-tennere) HU-tenneren skal alltid koples i ren serie på grunn av kravet til meget høy tennimpuls. Seriekopling Vi beregner motstanden i en seriekopling slik:

Summen av motstanden i tennerne + motstanden i eventuelle mellomledninger og skytekabel. Bruker vi tennere med lik motstand, kan vi enkelt beregne samlet motstand etter denne formelen:

R = n • Rt + Rs R n Rt Rs

= samlet motstand - antall tennere per gren - motstanden i en tenner = motstanden i eventuell mellomledning og skytekabel

68

Kapittel 3___________________________________________________________________________________ ___________

Eksempel 1 I en tennkrets koples 50 tennere, der hver kan ha motstan­ den 1,8 ohm, og en skyteledning som har motstanden 5 ohm. Totalmotstanden blir :

R = 1,8- 50 + 5 = 95 ohm. Eksempel 2 I en tennkrets koples 60 gruppe 3-tennere, som hver har motstanden 0,6 ohm, og en skyteledning med motstanden 3 ohm.

Totalmotstanden blir R = 60 • 0,6 + 3 = 39 ohm.

I praksis må du regne med å avlese et betydelig avvik, blant annet på grunn av unøyaktigheter i tennerproduksjonen. Avvik på +/-10 % er ikke uvanlig. Serie-/parallellkopling Hensikten med å gå over fra ren seriekopling til serie-/parallellkopling er å kunne detonere flere tennere med disponibelt tennapparat. Koplingsmåten brukes ved store salver med gruppe 1-tennere og med gruppe 2-tennere (VA).

Totalmotstanden i en tennkrets koplet i serie/parallell blir lik motstanden per delserie (gren) dividert på antall grener. I til­ legg kommer motstanden i skytekabelen og eventuelle mellomledninger.

Total motstand = mantafltgreneren + skytekabelens motstand

eller R = ^ + Rs Det er viktig at de enkelte grenene får samme motstand. Avviket skal ikke overstige +/- 5 %. Ved serie-/parallellkopling av store salver kan det være prak­ tisk først å seriekople salven og siden dele den opp i like delserier. Dersom vi bruker gruppe 1-tennere med varierende ledningslengder, må vi finne de enkelte grenene ved måling. Motstanden i hver gren vil være totalmotstanden i serien delt Tennmidler

69

på antall grener, og størrelsen på hver gren finner vi med et ohmmeter. (Vi går nærmere inn på ohmmeter på neste side.)

Dersom vi bruker tennere med like ledningslengder og ikke korter inn ledningen under kopling, kan inndelingen gjøres ved å la hver gren få samme antall tennere (hull). Vi kan bruke samme inndelingsmåte ved gruppe 2-tennere (VA-tennere), fordi de har lik motstand uansett ledningslengde. Også her må vi bruke ohmmeteret til å kontrollere at delingen blir riktig ut­ ført. Eksempel 3 I en salve skal det avfyres 100 gruppe 2-tennere (VA) som hver har motstanden 3,6 ohm. Vi bruker et tennapparat som krever at salven deles i fire grener/serier på 25 tennere. Skyteledningens motstand er 5 ohm.

R = 25

3i6+ 5 = 27,5 ohm

Totalmotstanden blir 27,5 ohm. Eksempel 4 360 tyske millisekundtennere med 5 m ledning skal koples i fire parallelle serier. Hvor stor blir totalmotstanden?

Antall tennere per gren blir n = Totalmotstand =

90 • 1 8

360

- 90 tennere per gren

= 40,5 ohm

Totalmotstanden blir 40,5 ohm. I tillegg kommer motstand i skytekabelen.

Måleinstrumenter (ohmmeter) Ohmmeteret er et instrument som måler motstanden i elek­

triske tennere eller i tennkretsen. Ved hjelp av et ohmmeter kan vi dessuten påvise om tennkretsen er riktig sammen­ koplet, eller om det er oppstått feil på skyteledninger eller i ten­ nere. Det må bare brukes ohmmetre som er beregnet til bruk ved sprengningsarbeider. Slike ohmmetre leveres gjennom sprengstoffabrikkene. Eldre ohmmetre har en spenningskilde som er stor nok til å detonere en tenner, men primærstrømmen skal ikke kunne slippe ut på klemskruene hvis alt er i orden. Da vil bare en

70

Kapittel 3

meget svak målestrøm (mindre enn 20 mA) slippe ut. Den lig­ ger langt under det som skal til for å detonere en tenner («sette av en tenner»). På grunn av størrelsen på spenningskilden skal likevel ingen måling med slikt instrument skje på stuffen, men fra en dekket plass. Overledning i instrumentet kan fore­ komme hvis det er blitt skadet. Se figur 3.24. Nye ohmmetre, med sølvkloridcelle eller andre svake strømkilder, som gir for liten strøm til å kunne detonere en tenner, kan brukes på stuffen, også på en enkelt tenner. Det er mange slike ohmmetre i handelen, for eksempel GM 2. Se figur 3.25.

Figur 3.24 Ohmmeter LMP4

Figur 3.25 Ohmmeter GM 2

En ny type ohmmeter beregnet for sprengningsarbeid er digi­ tale ohmmetre. De er godkjent for alle typer sprengningsarbeid. De har stort måleområde og god målenøyaktighet selv under ugunstige forhold. Svært mange bruker ohmmetret galt ved bare å registrere at det er utslag på ohmmeteret, dvs. at det ikke er brudd i kretsen. Riktig bruk forutsetter blant annet dette: • • • •

Juster ohmmeteret før bruk. Regn alltid først ut motstanden i tennkretsen. Kontroller deretter med ohmmeteret. Dersom det er stort avvik mellom beregnet og målt mot­ stand, må vi finne ut om feilen ligger i beregningen eller i koplingen av salven. Feilen kan også ligge i ohmmeteret.

Ved særlig store sprengningsarbeider kan det være aktuelt å måle isolasjonen på ledningene. Vi kaller det å måle jordfeil. Med en jordfeilmåler måler vi om det er lekkasjestrøm til jord. Tennmidler

71

Tabell 3. 3 Oversikt over noen aktuelle måleinstrumenter

Type LMP 4

Maleomrade 0-500 ohm

Strømkilde 1,5 V

Bruksområde Ohmmeter for måling

GM 2

0-500 ohm

tørrelement Malory

fra dekket plass Ohmmeter som kan brukes på stuff Digitalt ohmmeter, kan brukes på stuff Måling av jordfeil

Digohm

IM 1

1,5 V mignon

Skytekabel og mellomledning Det fins ledninger som er framstilt etter spesielle spesifikasjoner til bruk ved sprengningsarbeid. Høye spenninger i apparatene stiller store krav til isolasjon av ledningene. Kondensatortennapparater til mellomstore og større salver har spenninger i om­ rådet 1000-1500 V. Apparater for HU-tennere har spenninger på opptil 3000 V. Det tøffe arbeidsmiljøet utsetter skytekabelen for store mekaniske påkjenninger.

Svikt i isolasjonen kan tappe tennkretsen for energi. Det er spe­ sielt viktig at skyteledningene er i orden og av riktig kvalitet. I praksis ser vi ofte at deler av ledningskretsen (spesielt mellomledninger) består av ringeledninger beregnet for spenninger på høyst 20-70 V. Deler av ledningskretsen kan også ofte være hengt opp i, eller surret rundt, rustne bor eller bolter i en tun­ nel. Spisse rustpartikler trenger da inn gjennom isolasjonen til kjernen i ledningene og avleder større mengder av energien. En skade eller en dårlig skjøt enten på tennerledningen eller skyteledningen resulterer i at det må et gnistoverslag til for at strømmen skal kunne passere, og en vesentlig del av spen­ ningen tappes. Uregelmessigheter av denne typen kan være vanskelige å oppdage ved ohmmeterkontrollen. Resultatet kan være at kretsens strømstyrke kommer under kri­ tisk nivå, og at én eller flere av de tregeste tennerne står igjen.

En av de vanligste årsakene til mislykte salver er mangler ved skyteledningen. Det er derfor alltid en god regel å kontrollere skyteledningen før bruk. Da kan vi lett oppdage om det er brudd i selve ledningen, eller om isolasjonen er skadet. Hvis isolasjonen er skadet slik at ledningen ligger bar. kan vi få strømlekkasje til jord.

72

Kapittel 3

Tidligere ble det solgt gul kabel til bruk for gruppe 1-tennere og oransje kabel til bruk for gruppe 2- og gruppe 3-tennere. I dag selges bare oransje skytekabel. Tabell 3.4 Spesifikasjoner for skytekabel og mellomledning for sprengningsarbeider

Produkt

Dimensjon

Motstand ohm/100 m

Mellomledning

0 0,7 mm

4,5

Skytekabel

2 x 2,0 mm2

2,1

Tennapparater - bruk og kapasitet Som strømkilde til elektriske tennere skal det brukes tenn­ apparater som er lagd til dette formålet. Andre strømkilder som batterier og liknende er forbundet med stor risiko og skal ikke brukes. Av de typer tennapparater som blir brukt i dag, kan vi skille mellom tre hovedkategorier:

• • •

dynamoelektriske tennapparater kondensatorapparater elektroniske tennapparater

Dynamoelektriske apparater Dynamoelektriske apparater er gjerne små tennapparater be­ regnet for et mindre antall vanlige tennere (gruppe 1) koplet i serie. Strømmen produseres av en dynamo. Rotasjonen i dyriamoens anker kan enten skje ved hjelp av en fjær som trekkes opp og utløses i tenningsøyeblikket, eller ved at ankeret dreies direkte ved hjelp av et håndtak på apparatet.

Kondensatorapparater Tennapparater etter kondensatorprinsippet er de tennapparatene som brukes mest. De er driftssikre og påvirkes ikke nevne­ verdig av varme og kulde. Med et slikt apparat kan vi også skyte et stort antall tennere. I et kondensatorapparat lader en hånddrevet dynamo opp en kondensator til høy spenning. Størrelsen på strømimpulsen når tennapparatet lades ut, er avhengig av kondensatorens kapasitans (kondensatorverdi) og spenning. Jo høyere kapasitans og spenning, desto større blir strømimpulsen og kapasiteten. Strømimpulsen er imidlertid kortvarig og lades ut over tennkretsen i løpet av få millisekun­ der. Tennmidler

73

Tabell 3. 5 Kapasitetsoversikt for dynamoelektriske apparater og kondensatorapparater. Kilde: Dyno Industrier AS

Apparattype

ZEB 30/60 Cl 15 VA

Cl 160 VA

Nominell spenning (V)

1

3

1

1

200

-

-

-

2

360

300

-

-

-

3

500

460

-

-

-

4

150

125

10

-

-

1

200

170

-

-

-

2

300

250

40

12

9

1

500

420

35

-

-

2

750

600

-

-

-

3

450

380

70

25

19

1

800

680

90

-

-

2

1200

1000

-

-

-

3

1600

1400

-

-

-

4

2000

1700

-

-

-

5

650

550

100

50

38

1

1100

900

140

-

-

2

1750

1400

150

-

-

3

2400

2000

-

-

-

4

3000

2500

-

-

-

5

475

400

55

30

25

1

750

650

-

-

-

2

1125

900

-

-

-

3

1400

1200

-

-

-

4

1400

-

-

-

5

2700

2300

-

-

-

10

150

100

15

3

1

1

250

200

-

-

-

2

330

270

-

-

-

3

400

340

-

-

-

4

600

150

130

250

1950

1100

1700 Beethoven

MK 22/2

74

Kapittel 3

950

Antall grener i salve

15

60

1425

-

Kapasitet Gr. 3-tennere 4m 6m -

60

475

Kapasitet Gr. 2-tennere

-

600

950

Dynocon 30

Kapasitet Gr. 1-tennere 4m 6m

Tenning med elektroniske tennapparater De elektroniske tennapparatene representerer en ny genera­ sjon tennappparater, der moderne elektronikk er tatt i bruk for å tilpasse optimal tennimpuls til et gitt tenneropplegg. Et apparat fra Tri Electronics er tilpasset tennere i gruppe 1 og gruppe 2. Under avfyring tilpasser apparatet tennstrømmen i forhold til antall tennere i salven. Flere apparater kan koples sammen og betjenes synkront ved hjelp av en spesiell styringsenhet.

Generelt om bruk av tennapparater

Reglene under gjelder i første rekke kondensator­ apparater. Bruksanvisningen skal alltid følges nøye. • • • •

• •

•

•

Plasser apparatet tørt. Sveiva skal ikke settes i apparatet før skytekabelen er tilkoplet. Etter avfyring skal den straks tas ut. Under oppladning og avfyring må ikke ledninger eller tilkoplingsskruer berøres (høyspenning). Tennerne i en salve må være av samme type og fabrikat. Ved serie-/parallellkopling må hver serie ha lik motstand (+/- 5 %). Velg et tennapparat som er tilpasset skuddantallet. En del større tennapparater har spenningsomkopler (valgbar spenning). Av hensyn til sikker tenning er det viktig ikke å bruke høyere spenning enn antallet tennere i salven tilsier. Gruppe 1-tennere bør ikke avfyres med spennin­ ger over 2000 V. Unngå store serier. Ved særlig viktige sprengninger, for eksempel undervannssprengninger og sprengning av tunnelutslag under vann, bør vi alltid kople bunntenner og topptenner til hver sin serie, som til slutt koples i parallell.

Bruksanvisninger angir maksimalt antall tillatte tennere, men sikkerhetsfaktorens størrelse vurderes noe forskjellig, og dette er årsaken til at den angitte kapasiteten for et tennapparat kan variere noe fra tabell til tabell.

Tennmidler

75

I handelen har vi tyske, britiske og svenske tennapparater som kan brukes til de forskjellige tennergruppene. Tabell 3.5 på side 74 viser spesifikasjoner for noen av de kondensatorapparatene som brukes mest i dag. Se også figur 3.26.

Figur 3.26 Tennapparater a) ZEB kan avfyre 60 tennere i gruppe 1

76

Kapittel 3

b) Cl 15 VA kan avfyre 15 tennere i gruppe 2 eller 500 tennere i gruppe 1

c) Dynocon 30 kan avfyre 30 tennere i gruppe 3, 55 tennere i gruppe 2 eller 475 tennere i gruppe 1

Eksempler på bruk av tennapparater Eksempel 5 Vi skal sprenge en salve som har 200 hull. Det skal brukes to gruppe 1-tennere i hvert hull, en tenner i bunnladningen med 6 m ledning og én i pipeladningen med 4 m ledning. Totalt er det 400 tennere.

Vi bruker et apparat av type Cl 15 VA. Et utdrag av kapasitetstabellen for apparatet ser slik ut: Tabell 3.6

Apparattype Nominell og varenr. spenning (V)

Cl 15 VA

600

Kapasitet Gr. 1-tennere 4m 6m 150 130 250 200 360 300 500 460

Antall grener i salve

1 2 3 4

a) Kan apparatet brukes? b) Hvordan må salven koples? c) Beregn den totale motstanden i ohm. Svar: a) Tennapparat Cl 15 VA er egnet. (Etter tabell 3.7 kan det avfyres 460 gruppe 1-tennere med 6 m ledning.) b) Tennerne koples i serie/parallell med fire parallelle serier (grener). c) Motstanden i tenner med 6 m ledning =1,8 ohm Motstanden i tenner med 4 m ledning =1,6 ohm Motstanden per hull =3,4 ohm

Vi kopler først alle tennerne i en serie og finner motstanden: R = (200 • 1,8) + (200 • 1,6) = 680 ohm Dette kontrollerer vi med et ohmmeter.

Vi deler opp i fire delserier, som hver får motstanden 680 i r= = 170 ohm Motstanden i disse fire grenene kontrollerer vi også.

Totalmotstand etter parallellkopling: 170 R= = 42,5 ohm På standplass får vi 3,2 ohm i tillegg for kabelen. Tennmidler

77

Eksempel 6 Vi skal sprenge en salve med 308 hull. Vi bruker to gruppe 1-tennere i hvert hull, med ledningslengder på henholdsvis 6 m og 15 m. Til sammen 308 • 2 = 616 tennere. Tennernes motstand er 1,8 ohm og 3,0 ohm.

Når alle tennerne koples i serie, finner vi den samlede mot­ standen:

R = (308 • 1,8) + (308 • 3) = 1478 ohm.

Vi skal bruke tennapparatet Dynocon 30. Utdrag av kapasitetsoversikten for dette apparatet ser slik ut: Tabell 3.7

Apparattype

Nominell spenning (V)

DYNOCON 30 1100

Kapasi tet Antall grener Gr. 1-tiennere i salve 4m 6m

750

650

2

1125

900

3

Vi ser at 650 gruppe 1-tennere med 6 m ledning kan koples med to parallelle grener: 650 • 1,8 ohm =1170 ohm. Vi har 1478 ohm i alt og må derfor ha tre parallelle grener. Tabell 3.8 viser at Dynocon 30 kan avfyre 900 tennere med 6 m ledning: 900 -1,8 ohm = 1620 ohm. Med tre parallel­ ler får vi altså rikelig kapasitet. Motstanden per gren blir —3— = 493 ohm per gren.

r=

Resultantmotstanden, målt på stuff, skal bli R=

78

493

= 164 ohm.

Kapittel 3

Feilsøking Ordinære feil i en tennkrets kan lokaliseres med et ohmmeter. Dersom ohmmeteret viser altfor store avvik fra den teoretisk beregnede motstanden, er det en feil i tennkretsen. Ved for høy motstand kan feilen skyldes • dårlig kontakt i en skjøt • dårlig kontakt i en tenner • flere tennere enn beregnet • feil inndeling i serier (serie-/parallellkopling)

Ved for lav motstand kan feilen skyldes • at ikke alle tennerne er innkoplet • kortslutning i tennkretsen • feil inndeling av seriene (serie-/parallellkopling) Ved avlesning av uendelig stor motstand 0») kan feilen skyldes • brudd i serien ved ufullstendig kopling • feil på tenner (vanligvis brudd på tenntråd) • brudd på skyteledning. Det kan ofte bli brudd som skjules av isolasjonen

Når feil blir oppdaget i tennkretsen, kan feilsøkingen forenkles ved denne metoden:

Omtrent halvparten av den serien som har feil, koples til ohm­ meteret. Hvis denne halvparten er i orden, må feilen ligge i den andre halvparten. Den delen som har feil, deles igjen for neste kontrollmåling, og slik fortsetter vi inntil feilen er funnet. Ved hjelp av fra tre til fem målinger blir feilen vanligvis lokalisert, hvis vi har en serie på 50 tennere. Se figur 3.27.

Figur 3.27 Feilsøking med ohmmeter som kan brukes på stuff

Bruk bare ohmmeter som er tillatt for måling på stuff.

Det kan også være andre typer feil på tennkretsen, som ikke lar seg kontrollere med et ohmmeter. Det kan for eksempel være delvis brudd eller skade på ledningene under koplingsarbeidet. Det eneste botemiddelet for slike feil er varsomhet og nøyak­ tighet under koplingsarbeidet. Det kan hende at isolasjonsskader eller blanke ledninger i kon­ takt med fuktig jord forårsaker strømlekkasjer, slik at deler av salven eller hele salven ikke går av. Slike feil kan ikke registre­ res på et vanlig ohmmeter. Imidlertid fins det to typer instruTennmidler

79

menter fra Nitro Nobel AB som kan lokalisere og måle jordfeilen i tennsystemet (motstanden til jord). Jordfeilsøkeren JP3 er det enkleste instrumentet. Instrumentet lokaliserer jordfeilen ved at det måler en liten strømstyrke som oppstår når en metallisk leder kommer i kontakt med salter og vann. Jordfeilsøkeren er enkel i bruk og har ikke bat­ teri. Instrumentet forteller imidlertid ikke hvor stor jordfeilen er.

Isolasjonsmåleren IM 1 er et mer avansert instrument. Det kan direkte måle tennsystemets motstand til jord i ohm. Der­ som motstanden til jord som er avlest på instrumentet, over­ stiger en viss verdi, er ikke jordfeilen større enn at salven kan avfyres. Isolasjonsmåleren er et nyttig instrument ved undervannssprengning.

Mulige årsaker til utidig tenning Overledning (strøstrømmer/vagabondereiide strømmer) Elektriske anlegg og elektrisk arbeidsutstyr kan ha isolasjonsfeil som gir strømmer og potensialforskjeller mellom forskjel­ lige punkter i fjellet og mellom grunn og metallgjenstander (skinneganger, horebukker, røropplegg osv.). Dersom avisolerte ledninger på elektriske tennere berører to punkter med en potensialforskjell, kan strømmen som flyter gjennom tenne­ ren, forårsake utilsiktet tenning. Under ladearbeid med elektriske tennere må vi derfor være oppmerksomme på disse forholdene:

•

•

•

La ikke ledningsenden fra tennerne på noe tidspunkt under ladearbeidet komme i kontakt med andre metallgjenstan­ der. Sørg for at elektriske anlegg og arbeidsutstyr som elektriske soler og elektriske pumper regelmessig kontrolleres for overledning. Før ladearbeidet begynner, ryddes stedet for andre metallgjenstander. Sett ikke elektriske arbeidssoler og elektriske pumper for nær innpå arbeidsstedet når lading pågår.

Isolasjonshylser gir god sikkerhet under ladearbeidet. Gruppe 2-tennere har koplingshylse (isolasjonshylse) montert på den ene ledningen.

80

Kapittel 3

Høyspentlinjer og høyspentkabler Når vi sprenger i nærheten av høyspentlinjer og transformatorstasjoner, må vi ta hensyn til virkningene fra elektromag­ netiske felt og lekkasjestrømmer. Det er også farlig å sprenge i nærheten av trikke- og jernbanespor.

På steder der det kan oppstå fare for utilsiktet tenning på grunn av krypestrømmer eller liknende, skal vi bruke tennere i gruppe 2 eller gruppe 3, eventuelt kruttlunte eller Nonellunte. For å unngå utilsiktet tenning ved bruk av tennere i nærheten av høyspentledninger skal minsteavstandene i tabell 3.8 over­ holdes:

Figur 3.28 Sprengning ved høyspentlinjer

Tabell 3.8 Tillatte minsteavstander til høyspentledninger

Spenning (kV)

Avstand til luftledning (m) Gr. 1-tenner Gr. 2- og 3-tenner

Avstand til jordkabel (m) Gr. 1-tenner Gr. 2- og 3-tenner

20

5

2

2

7-12

50

5

3

2

13-24

70

5

6

2

25-52

100

6

10

3

53-72,5

200

6

16

3

72,6-123

200

10

16

10

124-245

200

12

16

16

200

16

16

16

0,4-6

> 245

Vi må sørge for at ledningene i tennkretsen ikke kommer i le­ dende kontakt med grunnen, og at den ikke danner en sluttet krets, slik at det kan overføres en strøm til kretsen ved induk­ sjon. (Induksjon virker omtrent som når radiosignaler over­ føres mellom to antenner.) Dette er en klar forutsetning for at du skal kunne bruke minsteavstandene i tabellen. I praksis må vi bruke isolasjonshylser eller isolasjonstape for å forhindre at skjøter kommer i ledende kontakt med grunnen eller metallgjenstander. Skyteledningen må ikke kortsluttes, derfor må endene holdes isolert separat.

Ved bruk av elektriske tennere i nærheten av høyspentlednin­ ger må vi passe på at skyteledningen og mellomledningen er festet til grunnen, slik at de ikke blir kastet opp mot høyspentlinjen når salven avfyres. Dette kan være livsfarlig for den som betjener skyteapparatet, og har ført til flere dødsulykker. Tennmidler

81

Dersom vi bruker gruppe 2-tennere, skal ledningene ikke kor­ tes ned under kopling. Ledningstrådene for gruppe 3-tennere kan kappes, men ikke kortere enn 3,5 m, målt som dobbelt led­ ning. For elektriske ledninger med driftsspenning under 0.4 kV gjelder det ingen spesielle krav. Radioenergi Det er liten risiko for at elektriske tennere skal kunne initieres av radiobølger. Under spesielle forhold kan det likevel skje. Tennkretsen kan virke som antenne og ta opp radiobølger fra senderen. Jo kortere avstanden mellom sender og tennkrets er, desto større blir den induserte strømmen i tennkretsen.

Stasjonære, sivile radiosendere med frekvens over 30 Mhz eller radiosendere med mindre enn 5 W utgangseffekt uansett frek­ vens innebærer så liten fare for utilsiktet tenning at vi kan se bort fra den. Ved sprengningsarbeider nærmere sterkt trafikkert offentlig vei enn 10 m skal det brukes tennere i gruppe 2 eller 3, even­ tuelt ikke-elektrisk tenning.

Ved sprengningsarbeider inntil radiostasjoner gjelder sikkerhetsavstandene i tabell 3.9.

I tillegg til å overholde sikkerhetsavstandene bør vi ta disse forholds­ reglene: •

•

•

Tennkretsen må ikke komme i kon­ takt med grunnen. Bruk isolasjonshylser eller isolerbånd. Tennkretsen må ligge på bakken eller så nær bakken som mulig. Det er viktig at ingen deler av ledningssløyfen legges høyere enn sløyfen for øvrig (antennevirkning). Tennledningene må ikke kortes inn under koplingen. Tennledninger som er for lange, rulles opp.

Tabell 3.9 Tillatte avstander fra radiosendere

Utstrålt effekt (W)

Avstand i meter til

Gr. 1 4

5 10

10

Gr. 2 2 5

50 100

15 20

7,5 10

200 300

25 30

12,5 15

500

35

17,5

82

Kapittel 3

Utstrålt effekt (kW) 1

5 10 50 100 200 300 500 750 1000 2000

Avstand i meter til

Gr. 1 40 75 95 150 200 250 300 350 400 500 650

Gr. 2 og 3 20 37,5 47,5 75 100 125 150 175 200 250 325

Tordenvær - lynfare Under tordenvær og ved risiko for lynnedslag må alt ladearbeid der det brukes elektriske tennere, innstilles. Denne regelen gjelder også ved bruk av gruppe 2- og gruppe 3-tennere. Den samme forholdsregelen må vi ta ved sprengningsarbeider i tunneler dypt under jordoverflaten. Et lynnedslag kan trenge dypt ned i grunnen (avhengig av grunnforholdene) eller følge skinneganger og liknende med ubetydelig spenningsfall.

Det fins i dag effektive lynvarslere som registrerer lynnedslag og atmosfærisk elektrisitet. Elektrostatisk energi Selv om dagens tennere er konstruert slik at gnisttenning ikke lett skjer ved en elektrostatisk utladning, må vi være oppmerk­ somme på faren.

I luft med lav relativ fuktighet kan det under spesielle forhold bygges opp elektrostatisk energi (statisk elektrisitet). Ved bo­ ring med trykkluftmaskin kan trykkluft virvle tørt steinstøv mot gjenstander av metall, plast osv. som er uten god jording, og lade dem opp. Hvis en tenner kommer i kontakt med slike gjenstander, kan den tennes. Store, statiske spenninger kan også oppstå dersom vi blåser pulverstoffer, for eksempel am­ moniumnitrat, gjennom slanger (rør) som ikke er antistatbehandlet. Eksosgass fra motorkjøretøyer kan forårsake store statiske lad­ ninger og må ikke komme for nær steder der tennere er under kopling.

Elektriske tennere kan ikke beskyttes mot ladninger som finner den ordinære veien gjennom ledningene, for eksempel ved at den ene ledningen på tenneren kontakter en oppladet gjen­ stand, mens den andre ligger med kontakt til jord.

Elektroniske tennere Elektroniske tennere er i dag (1997) så kostbare at de må antas å være uaktuelle til og med for helt spesielle sprengningsoppdrag. Prisen per stykk er mellom kr 150 og kr 200, altså grovt regnet ti ganger prisen på vanlige tennere. Vi skal kort omtale prinsippet for elektroniske tennere. Tennmidler

83

En tenner uten forsinkerelement er bygd sammen med en modul. Modulen programmeres like for bruk, slik at tidsinter­ vallene blir bygget opp. For et system kan vi programmere ved å trykke på taster på modulen for vi slipper tenneren og mo­ dulen ned i borehullet. For andre systemer programmerer vi modulen fra en datamaskin etter at salven er ladet og koplet. Se figur 3.29.

Vi kan velge tidsintervaller på 30 ms og helt ned til bare 1 ms. Elektronikken gjør det mulig å velge svært mange intervaller, og det vil kunne gi oss langt bedre kontroll med rystelser enn vi har med vanlige tennere. Imidlertid er elektroniske tennere foreløpig for kostbare til at vi vil ta dem i bruk.

Primere Til ANFO og slurry trenger vi en primer i tillegg til tenneren. Som unntak fins det likevel fenghettefølsomme slurrytyper.

Vi kan bruke en dynamittpatron som primer, men det lages også spesielle primere av TNT, Pentritt eller annet høyeksplo­ sivt sprengstoff. Figur 3.30 viser tre Dyno-primere som er spe­ sielt framstilt til bruk sammen med ANFO og slurry. De for­ skjellige diametrene er tilpasset grovhull for å gi så kraftig ini­ tiering som mulig.

Figur 3. 30 Primere har et lite hull i enden der tenneren kan stikkes inn. Den største primeren på bildet veier 1,7 kg. Kilde: Dyno Industrier AS

84

Kapittel 3

Figur 3.29 Elektronisk tenner med programmeringsmodul og lang tennerledning. Kilde: Dyno Industrier AS

Priser på tennmidler Prisene varierer avhengig av hvor stort kvantum vi kjøper. Prisene under er fra juni 1997:

Kruttlunte (i ringer på 8 m) 5 kr/m Fenghette for lunte 2,70 kr/stk. Gruppe 1- og gruppe 2-tennere med 4 m ledning 12,50kr/stk. Gruppe 1- og gruppe 2-tennere med 15 m ledning 34kr/stk. Nonel har omtrent samme pris for tennere som for koplingsbokser. Nonel med 4,8 m slange 16,- kr/stk. Nonel med 15 m slange 35,- kr/stk. Nonelstarter med 50 m slange 93,- kr/stk.

Oppgaver 1 Gi en oversikt over initieringssystemer.

2 Tegn et grunnriss av en salve i en veiskjæring. Det er boret ni rader med åtte hull i hver rad. Vis hvordan vi velger intervallnumre og forsinkere ved bruk av Nonel.

3 Situasjonen er den samme som i oppgave 2. Nå skal vi bruke elektriske tennere i gruppe 1. Tegn opp hvordan tennerne er koplet, beregn ohmsk motstand, forklar hvordan ohmmeteret brukes, og velg et egnet tennapparat. 4 Situasjonen er den samme som i oppgave 3, men nå skal vi bruke VA-tennere.

Tennmidler

85

Grunnleggende sprengningsteknikk Mål: Når du har gjennomgått dette kapitlet, skal du • kjenne til faguttrykk som brukes ved sprengningsarbeider • kjenne til ladeteknikken for de vanligste sprengstoffene

Detonasjonsforløpet Når et sprengstoff detonerer i et borehull, blir det utviklet store mengder energi per tidsenhet. Detonasjonen trykker på borehullveggen med et par hundre tusen atmosfærers trykk og en temperatur på noen tusen grader celsius. Trykket stiger så raskt at det virker som en støtbølge, som går ut i fjellet med en hastighet på omkring 5000 m/s.

Det er spesielt to faktorer som virker inn på bølgehastigheten. Den ene er detonasjonstrykket, den andre er gasstrykket. Detonasjonstrykket kan nærmest sammenliknes med et ham­ merslag - en impuls. Gasstrykket virker som et press som varer en viss tid. Begge faktorene bidrar til å bryte fjellet løs i tre faser. Det oppstår en sone av pulverisert stein umiddelbart rundt borehullet, og denne sonen kan gjerne ha en diameter som til­ svarer det dobbelte av ladningens diameter, se figur 4.1. Samtidig brer støtbølgen seg noe avsvekket videre utover i fjel­ let til den treffer frie fjellflater, slepper osv. Når støtbølgen går over i andre stoffer med annen tetthet og elastisitet, blir den delvis reflektert som strekkspenninger, og delvis fortsetter den videre i det nye stoffet. Ved overgangen fra fjell til luft blir størs­ teparten av støtbølgene reflektert. Nærmest utenfor knusningssonen får vi det vi kaller en riss-sone. Den kan ha en ut­ strekning på 4-6 ganger ladningens diameter. Se figur 4.2.

86

Kapittel 4

Figur 4.1 Soneinndeling rundt en detonasjon

Figur 4.2 Knusning av fjellet og sprekkdannelser rundt en ladning

I riss-sonen sprekker fjellet i radiale riss fordi detonasjonsbøl­ gen skaper strekkspenninger som er større enn den enkelte bergarten tåler. Utenfor riss-sonen ligger den seismiske sonen, der det ikke skjer noen direkte oppsprekking. Ved overgang til fri flate blir trykkstøtbølgen reflektert som strekkrefter. Det fører til at fjellet skaller av fra den frie flaten og innover. Se figur 4.3.

Samtidig med detonasjonen blir det utviklet store mengder gass med høy temperatur og høyt trykk. Gassen utvider risse­ ne og bryter fjellet. Vi får en avskalling ved den frie flaten, og resultatet blir knusing og brytning som skyldes både detonasjonssjokket og gasstrykket. Dette viser at det må være et for­ hold mellom størrelsen på ladningen og avstanden til den frie flaten.

Figur 4.3 Støtbølgene når fram til fri fjellflate og reflekteres. Det oppstår strekkrefter som fører til at fjellet sprekker opp når strekkreftene blir større enn strekkraften. Fjellet skaller av fra den frie flaten og innover Borehutts diameter D

I tillegg til sprengstoffenes egenskaper har lademetoden og bergarten betydning. Utfyllingen av borehullet er viktig. Sprengningseffekten blir dårligere jo mindre patrondiameteren er i forhold til hullets diameter. Se figur 4.4.

Bergartens karakter har betydning for sprengningsresultatet. Generelt vil en seig, tett bergart kreve et energirikt sprengstoff med høyt detonasjonstrykk (høy detonasjonshastighet). En porøs bergart som på forhånd har sprekker og slepper, gir let­ tere etter for et sprengstoff med høyt gassvolum.

Patron d/ometer d

Figur 4.4 Forholdet mellom hulldiameteren og patrondiameteren er viktig for hvordan virkningen av sprengstoffet blir

Vi har nå sett at sprengningsforløpet består av disse fasene: • • • •

Fjellet knuses nærmest ladningen. Det dannes radiale riss. Det skjer en avskalling mot fri flate. Sprenggassene bryter løs fjell.

Hvordan resultatet av sprengningen blir, er avhengig av

• • • • • •

bergartens karakter sprengstofftypen sprengstoffkonsentrasjonen initieringstypen og initieringssystemet boremønsteret og hullhellingen hulldimensjonen

Grunnleggende sprengningsteknikk

87

Definisjoner I fjellsprengningsteknikken er det mange faguttrykk. Det er viktig å kjenne til en del av de vanligste uttrykkene som brukes ved sprengning i åpne skjæringer.

Figurene 4.5 og 4.6 viser noen vanlige uttrykk som brukes for å beskrive en pallsalve.

Figur 4.5 Faguttrykk ved pallsprengning

Boring på kast (hullhelling) - boring av stendere satt skrått i forhold til vertikalretningen for å lette og retningsbestemme utkastet.

Bunnladning - ladning i bunnen av borehull, som regel ster­ kere enn i hullet for øvrig.

Fordemming eller forladning - materiale (som regel sand eller borkaks/boremel) som brukes for å tette borehullet etter at det er ladet. Forsetning - korteste avstand mellom borehull målt i utslagsretningen (avstanden til fri fjellflate). Hullavstand - innbyrdes avstand mellom hullene i en rad (vin­ kelrett på utslagsretningen).

88

Kapittel 4

Figur 4.6 Faguttrykk ved pallsprengning

Lading - lademåter ladetetthet i borehull Pallsprengning er den vanligste sprengningsoppgaven. Pallsprengning er sprengning av en hylle, som vi stadig gjør større med nye salver.

Salven på pallen deles opp i skiver ved hjelp av hullrader. Dette kan sammenliknes med å spa opp en jordflate. Hvert spade­ stikk svarer til en skive fjell. Når vi spar ut en tynn skive, er det lett å bikke på spadeskaftet. Hvis vi prøver å spa ut en meget tykk skive, blir kanskje spadetaket for tungt. Skivens tykkelse svarer til det vi kaller borehullenes forsetning. Skiven er så sterkt bundet (innspent) til det underliggende laget at det kreves en svært stor kraft for å få løsnet skiven. Vi må bore flere hull ved siden av hverandre, for å dekke en «spadebredde». Ladningene i bunnen på hullene (bunnladningene) må rive løs skiven fra laget under. Ladningene høyere oppe i hullene (pipeladningene) må bare bryte i stykker skiven. Som bunnladning bruker vi derfor sprengstoffer med høy tetthet og med en konsistens som gjør det mulig å fylle hullet godt. I pipen kan vi bruke sprengstoffer som har mindre tetthet. Se figur 4.9.

Figur 4.7 Neste salve på pallen

Figur 4.8 Hullradene deler opp salven i skiver

Sand

_ Forlødmny _

Patroner løst fylt eller

P/pe ladning

rørladning_

Parene mo ha

En del sprengstoffer har lav tetthet og er slik konstruert at de ikke lar seg pakke i hullet (rørladninger). De brukes som pipeladning. Patronert pulversprengstoff lar seg dårlig pakke og har lavere tetthet enn dynamitt og slurry.

Borehull kan lades på forskjellige måter, avhengig av om sprengstoffet er patronert eller i bulk (løs vekt).

god dontaht t skjøtene Pohhede patrone»

5 unnladn/ng

. Penner__

Figur 4.9 Lading av et borehull

Lading med ladestokk er den eldste metoden. For litt grovere og dype hull fins det trykkluftdrevne ladeapparater for dynamittpatroner. Slike apparater er lite brukt i Norge. Pulversprengstoff (ANFO) i løs vekt lades enten ved at spreng­ stoffet helles i hullene, eller ved hjelp av trykkluftdrevne lade­ apparater som blåser pulveret inn i hullet. For slurrysprengstoffer i grove hull fins blande- og ladeinnretninger med meget høy kapasitet.

Grunnleggende sprengningsteknikk

89

Når borearbeidet er ferdig, er salven vanligvis klar for lading. Ladningsberegninger eller ladetabeller viser hvor mye spreng­ stoff og hvor mange patroner som skal plasseres i hullene, og hvilke typer sprengstoff som skal brukes.

Vi må kontrollere at hullene er rene og åpne helt til bunnen før ladingen starter. Til å åpne gjengrodde borehull før lading bru­ ker vi blåserør eller ladestokk, og eventuelt vann. På grunn av risikoen for steinsprut lader vi hullene helst ikke høyere opp enn at det gjenstår en uladet del som er lik eller helst større enn forsetningen. Ladehøyden må for øvrig alltid vurderes i hvert enkelt tilfelle. Den uladede delen skal helst fyl­ les opp med sand som tetning på toppen av ladningen. En god forladning av sand hindrer blant annet eksplosjonsgassene i å blåse ut av toppen av hullet. Dermed virker gassene i stedet med til å knuse fjellet. Det er derfor god økonomi å fordemme hullene godt. En god fordemming reduserer dessuten pipesprut og er derfor et viktig ledd i dekkingsarbeidet. Se figur 4.10.

Figur 4.10 Fordemmingsmaterialene kan være borkaks, sand eller velgradert grus. Leire eller vann kan også brukes

Når vi lader dype og grove hull, er det viktig at vi først fjerner vann som kan ligge i hullene, så langt det er mulig. Pallhøyden er ofte så stor at ladestokken ikke er brukbar til annet enn å måle ladehøyden i hullet til slutt. Det blir derfor det fallet patronene får fra toppen av borehullet, og ladningsvekten, som trykker bunnladningen sammen. Det er viktig at vi bruker en patrondiameter som er liten nok til at patronen glir lett ned, og samtidig er så nær borehulldiameteren som mulig. Dette er spesielt viktig når det gjelder bunn­ ladningen. Når vi har kontrollert at hullet er åpent, sender vi ned minst én patron, som trykkes godt ned med ladestokken hvis hullet ikke er for dypt. Deretter firer vi ned en patron med tenner. I grunne hull følger vi denne patronen ned med lade­ stokken. Hull som er dypere enn 8-10 m, bør også ha en topptenner. Topptenner og bunntenner skal ha samme nummer. Vi setter elektriske tennere inn i patronen slik at tennerbunnen peker oppover i borehullet. Ved at vi slår et par halvstikk rundt tennpatronen, blir ikke tenneren dratt ut av patronen under nedfiringen. Se figur 4.11. Ved bruk av Nonel kan slangen tapes fast til patronen.

90

Kapittel 4

Figur 4.11 1 dype hull bruker vi to tennere med samme intervallnummer

Patronert sprengstoff Ladestokken eller ladekjeppen skal være av tre eller plast som er ledende (antistatbehandlet) og godkjent som ladestokk. Dersom ladestokken må utstyres med en spiss, må den ikke være av et hardere materiale enn kobber. Jern eller stål må ikke brukes på grunn av faren for gnister. (Det kan være nød­ vendig at ladestokken har spiss i vanskelige hull i dårlig fjell.)

I nedadrettede hull skal vi ikke slippe tennpatronen, men alltid føre den forsiktig ned.

For å pakke godt ved hjelp av ladestokk fører vi 1-2 patroner om gangen inn i borehullet og pakker med et langsomt trykk med ladestokken. Vi må ikke støte kraftig med ladestokken mot patronen. Ladetettheten blir størst når patrondiameteren er så nær borehulldiameteren som mulig.

Ladningen per meter borehull øker kvadratisk med borehullets diameter. Ved omsorgsfull lading med ladestokk kan vi oppnå tilnærmet optimal ladetetthet. Eksempel 1 Hulldiameteren i bunnen av hullet er 30 mm, og spreng­ stoffet er dynamitt med tetthet 1,45.

Ladning per meter hull =

D2 • n , 4000 ’te

_ 30 • 30 • n 1,45 = 1,02, dvs. ca, 1 kg/m hull _ 4000

Teoretisk sett skulle vi kunne nå denne pakningsgraden, men i praksis må vi presse meget omhyggelig for å komme opp i 0,95 kg/m i et hull med 30 mm diameter. Dersom patronene lades løst, vil vi i dette eksempelet få denne ladningen i kilo per bormeter:

Dynamit 22 • 200, ca. 0,5 kg/bm Dynamit 25 • 400, ca. 0,65 kg/bm

Ved normal bruk av ladestokk og korte patroner kan vi regne med at ladetettheten øker med 10-15 % i forhold til løs pakning. Kald Dynamit og Glynit er vanskelig å kompri­ mere. Grunnleggende sprengningsteknikk

91

0 > 2"

I lange nedadrettede hull uten vann blir patronene noe kom­ primert på grunn av fallhastigheten. Graden av stukning er sterkt avhengig av hvor mykt sprengstoffet er. Størst ladetetthet kan vi oppnå hvis patronen splittes i lengderetningen før den slippes i borehullet. Det er en risiko for at patronen kan kile seg fast i borehullet. Patronerte pulversprengstoffer lar seg i praksis ikke komprimere med ladestokk. Pipeladningen skal hovedsakelig slite løs fjellet langs borpipen og knuse det slik at vi får den fragmenteringen (stykkefall) vi ønsker. Fragmenteringen skal være jevnt fordelt i borehullet. Pakningsgraden behøver vanligvis ikke å være større enn ca. 40-80 % av pakningsgraden i bunnladningen.

Som pipeladning er det vanlig å bruke en lettere sprengstofftype, og det er som regel nok å fylle sprengstoffpatronene løst på hverandre, men på en slik måte at de blir liggende butt i butt. Ved spesielt forsiktig sprengning bruker vi rørladning eller pinneladning. Rørladning lages som plastrør fylt med et særlig lett sprengstoff. Pinneladning er en ladning som reduseres i tetthet med avstandsstykker av trepinner eller papprør. Avstandsstykkene må ikke være lengre enn at sprengstoffets overføringsevne er stor nok til å opprettholde detonasjonen. Vi må også sørge for at patronene butter i avstandsstykkene.

Figur 4.12 Eksempel på hull ladet med dynamitt og ANFO

ANFO Vi lader ANFO i vertikale hull ved å helle sprengstoffet ned i bo­ rehullet eller bruke ladeapparater. Ved å helle ned i borehullet oppnår vi en ladetetthet mellom 0,95-1,0 kg/1. Se figur 4.13. Ladeapparat er nødvendig når ANFO skal brukes i oppadrettede hull, i horisontale hull og i hull med svak helling nedover.

Figur 4.13 ANFO kan helles fra sekk. Vi bør bruke en stor trakt for å unngå mye søl

Selv om det er mulig å helle ANFO i borehull med en diameter på 2", er det best å bruke ladeapparat. Fordelen ligger i første rekke i at ladestrengen er garantert sammenhengende. Helling fra sekk eller annen hensiktsmessig emballasje er enk­ lere i borehull over 2". Det vil ofte være noe vann i hullene. Det er derfor alltid nødvendig å undersøke hullene før lading. Vanligvis er det tilstrekkelig å tømme hullet ved å blåse vannet ut med trykkluft. Til dette bør vi bruke et vannlenserør. Se figur 4.14. Figur 4.14 Bruk av vannlenserør i borehull

92

Kapittel 4

Dersom det etter blåsing fremdeles fins vann i hullene, må vi bruke vannfast sprengstoff, for eksempel dynamitt, i den ne­ derste delen av hullet. Når dynamitt-pølser slippes ned i hullet, vil vi lett høre om det plasker i vann i borehullet. Når så mange pølser vannfast sprengstoff er sluppet ned at «hullet høres tørt ut», plasserer vi ANFO videre oppover i hullet til den høyden vi ønsker. Det er vanlig å bruke ca. 20 % vannfast sprengstoff for å lade pallsalver boret med borkroner på 2" til 3". Under spe­ sielt tørre forhold kan mengden av vannfast sprengstoff redu­ seres til én pølse per hull. Under spesielt fuktige forhold kan vi bli nødt til å bruke mye mer vannfast sprengstoff, kanskje 50 % eller mer. Som blåseslange kan vi bruke vanlige PVC-trykkvannsslanger (9 kg/cm2). For blåsing av borgangene 11 og 12 bør diamete­ ren være ca. U2", mens slangen bør være ca. 1" ved hull på 2-3". Slangen bør være noe lengre enn de dypeste hullene, og lufttilførselen må kunne reguleres med en god kran.

Hver blåseslange må betjenes av to personer, og hvert «blåselag» bør ha en bøyd blikkplate som vist på figur 4.15 for å av­ lede vann og returluft fra borehullet og dermed beskytte seg og andre som arbeider på pallen, mot å bli gjennomvåte.

Figur 4.15 Beskyttelsesblikk kan gjøre nytte som beskyttelse hvis vi ikke har et spesielt vannlenserør

Som regel er palloverflaten skrå og ujevn. Start derfor på den høyeste delen av pallen, slik at vannet ikke renner tilbake til hull som allerede er blåst.

Generelt er det bare overtrykksladeapparatene for ANFO som har tilstrekkelig ladekapasitet til å konkurrere med lading av patronert sprengstoff. ------------------------------------------------------------------------ ----- —-----------------------------------------

Grunnleggendesprengningsteknikk

93

Figur 4.16 viser en prinsippskisse av et overtrykksladeapparat. Fra be­ holderen, som fylles med Anolit og settes under trykk, presses sprengstoff og luft gjennom ladeslangen til borehullet. For å oke ytel­ sen kan vi blåse luft inn tangentialt i den nedre kjegleformede delen av beholderen, slik at sprengstoffet roterer i utgangen. Dermed blir det mindre friksjon mellom sprengstoff og beholder. Apparatet kan fjernstyres fra stuff.

Både i tunneler og dagbrudd kan vi bruke ANFO-ladetruck. Det er en bil som er utstyrt med skruemater og blander, og den lader kontinuerlig. Se figurene 4.17 og 4.18.

Figur 4.16 Prinsippskisse av ladeapparat for ANFO

Figur 4.17 Prinsippskisse av bil med utstyr for kontinuerlig blanding og lading med ANFO

Figur 4.18 Bil med ladeutstyr for ANFO. Kilde: Dyno Industrier AS

94

Kapittel 4

Figur 4.19 Plate med rør til å stikke i hullet under lading. Kilde: Dyno Industrier AS

For alle pulverapparater er det viktig at ladeslangen er av god­ kjent type. Når sprengstoffet blir transportert gjennom slan­ gen, oppstår det statisk elektrisitet. Ladeslangen må derfor være elektrisk ledende og jordet, slik at det ikke kan bygge seg opp spenning.

Det er viktig at ladeslangen tilpasses hulldiameteren. Se tabell 4.1.

Tabell 4.1 Hensiktsmessig slange diameter

Slangediameter

Borehullsdiameter

16/22 mm

Borgang 11

19/25 mm

Borgang 12

22/29 mm

43-48 mm

26,5/31,5 mm

50-76 mm

3642,5 mm

76-102 mm

ANFO er et forholdsvis ufølsomt sprengstoff, og tennerne må derfor plasseres i en primer lagd av et mer følsomt og kraftige­ re sprengstoff. Vi kan bruke spesialprimer, men det har i prak­ sis vist seg at dynamitt er en god primer.

Pumping av slurry Slurrit-systemet inneholder en slurry som kan pumpes og le­ veres ferdig ladet i borehullet. Bruksområdet er borehull fra 3" opptil 15". Ved store sprengningsarbeider oppretter sprengstoffleverandøren en egen avdeling, som sørger for å blande slurryen, transportere til stuffen og pumpe direkte i hullene i samarbeid med oppdragsgiverens mannskap. Se figur 4.20.

Figur 4.20 Prinsippskisse av blande- og ladetruck for slurry

Slurry brukes i hovedsak ved store, stasjonære dagbrudd.

Oppgaver 1 Tegn en skisse av en pall med snitt og grunnriss og skriv på vanlige faguttrykk. 2 Forklar hvordan et borehull blir klargjort før lading, og hvordan ladingen foregår.

Grunnleggende sprengningsteknikk

95

Pallsprengning Mål: Når du har gjennomgått dette kapitlet, skal du kunne • • • •

velge hensiktsmessig hulldiameter for en gitt pallhøyde beregne borehullmønster og ladningsmengder bruke et ladeskjema bestemme tidsintervallene ved pallsprengning

Generelt Hensikten med fjellsprengning er som regel å fjerne en bestemt del av fjellet ved å bryte det løs fra resten av fjellet og å laste og transportere det løsbrutte fjellet bort. For å kunne gjøre dette med lave kostnader er det nødvendig å sprenge så mye at det kan lastes og transporteres effektivt med den redskapen vi har. Samtidig er vi interessert i at vi ikke får brutt ut eller skadet mer fjell enn det som skal vekk, delvis for å unngå å måtte transportere bort overflødig masse, og delvis fordi det fjellet som skal stå igjen, ofte er vesentlig i det ferdige anlegget. Noe overfjell kan vi ofte ikke unngå, men målet er å få overfjellet re­ dusert til rimelige mengder. Overfjell er uttatt fjell utenfor den prosjekterte profilen. Vi kan si at det er fjellmasse som har fulgt med i utbrytingen uten at det var planlagt. I en del tilfeller skal de utsprengte steinmassene brukes til spe­ sielle formål. Det stilles da visse krav til fragmenteringen for at steinmassen skal kunne passere en knuser.

På grunn av nye tekniske hjelpemidler er sprengningsarbeidet etter hvert blitt rasjonalisert, først og fremst ved større arbei­ der, men også mer og mer ved mindre arbeider. Det er derfor viktig å få samordnet alle ledd i arbeidet, slik at boring, lading, sprengning, lasting og transport skjer med minst mulig heft. For å få et rasjonelt opplegg er det derfor nødvendig med en bore- og sprengningsplan. Den bør følges så lenge ikke uforut­ sette variasjoner i fjellet eller andre forhold gjør det nødvendig å revurdere planen.

96

Kapittel 5

Valg av borehulldiameter Valg av for stor borehulldiameter på lav pall vil føre til at vi ikke får utnyttet borehullvolumet. Forsetningen bør ikke være over halve pallhøyden. Ved grunne hull, mellom 0,7-1,5 m, bør forsetningen ikke overskride V2-V4 av borehulldybden.

En økning av hulldiameteren krever et noe større utboret hullvolum. Figur 5.1 viser nødvendig borehullvolum som en funk­ sjon av hulldiameteren.

Borehulldiameter

Figur 5.1 Nødvendig boring i liter utboret volum per fast kubikkmeter fjell. Pallhøyde 12 m. Kilde: Institutt for anleggsdrift, NTH

Grensen mellom det vi betegner som småhull og grovhull, går tradisjonelt ved 2" (50-51 mm). Fordi ladningskonsentrasjonen alltid må være størst i bunnen av hullet, er det bunndiameteren som først og fremst er av in­ teresse. Med skjøtebor blir hulldiameteren den samme uansett hulldybde. I standardborseriene (for eksempel borseriene 11 og 12) blir skjærdiameteren mindre når hulldybden øker. Hulldiameteren avtar 1 mm for hver borstållengde, det vil si at hulldiameteren minsker med 1 mm per 80 cm hull. Pallsprengning

97

Ved pallsprengning er det billigst å ta i bruk utrustning for grovhullboring med skjøtestenger og løse kroner. Faren for kast og sprut øker med diameteren, og det gjør også rystelsene. Problemer med sprutfare og rystelser kan føre til at vi velger mindre diameter enn det som sprengningsteknisk er billigst. For eksempel kan vi være nødt til å redusere fra 3" eller 2,5" til 2". Tradisjonelt har en sagt at forsetningen kan være 40 ganger borehullets diameter. Med dagens teknologi er det blitt ganske billig å bore. Vi velger gjerne forsetningen mindre enn eller lik 35 ganger borehullets diameter. Når vi bruker grovhull, vil både forsetningen og borehullavstanden øke, og det blir færre borehull og tennere. Ladearbeidet går dermed raskere. På den andre siden øker underboringen, og hvert borehull blir dypere. Fragmenteringen blir vanligvis grovere jo grovere borehullene er. Det fins naturligvis en praktisk og økonomisk begrensning for borehulldybden. Vi borer sjelden dypere enn 25-30 m. På grunn av borehullavvik gjør lange hull det vanskelig å opp­ rettholde det boremønsteret vi har valgt å bruke.

Bestemmelse av boremønster Ved pallsprengning bruker vi hovedsakelig stendere, som er vertikale eller tilnærmet vertikale hull. Liggere (horisontale hull) brukes sjelden i dag. Vi kan bruke en kombinasjon av stendere og liggere hvis det stilles spesielle krav til bunnkonturen (sålen).

Figur 5.2 Salver i side skjæringer. Utslagsretning og tenningsrekkefølge

Ved pallsprengning er det vanligst å plassere hullene i rader....................................................... med utslag vinkelrett mot en fri pallkant. Hullene settes rett....................................................... bak hverandre slik at de danner rektangulære mønstre, se { lornotu tit raden loran. JJa blir nulipiassermgen paraneiiogramformet. Se figur 5.3b. .......................................................

Figur 5.3 Rektangulært og diagonalt boremønster

98

Kapittel 5

b

Utslag

Vurdering av nødvendig ladning Innspenningsforholdene for det fjellet som skal løsgjøres, er av avgjørende betydning for sprengstofforbruket. Hvis en stein skal deles (sprettes), har vi ensidig innspenning. Tosidig innspenning kan vi tenke oss som den øvre delen av et utstikkende hjørne. Se figur 5.4.

Figur 5.4 Teoretisk framstilling av innspenningsforhold. Innspenningsflatene er skravert

En terning har seks sideflater. Hvis terningen er limt fast på tre av disse flatene, har vi tresidig innspenning. Grovt sagt kan vi si at vi trenger 100 g sprengstoff per kubikkmeter ved ensidig innspenning (spretting), 220 g/m3 ved tosidig innspenning og 340 g/m3 ved tresidig innspenning. En pall som ikke er høy og bred, gir stort sett tresidig innspenning for fjellet. Dette gir oss et utgangspunkt for å forstå utslag og sprengstofforbruk. De spesifikke ladningsmengdene kan gjelde for homogent sprøtt fjell, men de vil gi svært grov stein. Vi ønsker ofte god nedknusing i salven og et framkast av massen, og det fører til at vi må øke sprengstoffmengden ganske mye.

Figur 5.5 Sprengning med varierende innspenning i bunnen Pallsprengning

99

Ved vanlig pallsprengning plasseres borehullene i rader. Den raden som blir sprengt først, ligger nær en fri fjellflate. Når vi sprenger, beveger fjellmassen foran hullet eller hullraden seg framover ved at fjellet slites løs langs sidene og langs bunnen, som danner en rett vinkel eller noe mer i forhold til hullet.

Fjellet kan være innspent i bunnen, se figur 5.5a. Det kan også stå fritt, som tilfellet er om pallhøyden er betydelig større enn hulldybden, se figur 5.5b. På figur 5.5b vil underkanten av utskutt masse løsne langs fjellets naturlige brytningsplan, som er 45°. Innspenningen i bunnen er så liten som mulig. Hvis vi nå legger den frie flaten i 45° vinkel med horisontalpla­ net. se figur 5.5c, og borer parallelt med den frie flaten, blir innspenningen i bunnen lik den vi hadde nederst i skiven i den loddrette veggen på figur 5.5b. Det er altså slik at boring av hull 45° på kast gir det minste sprengstofforbruket. Loddrette hull gir kraftig innspenning i bunnen, mens skråstilte hull gir mindre innspenning i bunnen. Jo mer hullet står på kast i utslagsretningen, desto mer øker utslagsvinkelen, og innspenningen i bunnen blir mindre, se figurene 5.5c og 5.5d.

Ved pallsprengning burde vi alltid bore hullene i 45° på kast, men det er lite hensiktsmessig for boreprosessen. Det er lettest å måle ut plasseringen av loddrette hull. De er også lettest å bore parallelle og lettest å bore med hensyn til stanghåndtering. Som et kompromiss er det vanlig at vi borer på kast 3 : 1 eller 4 : 1. Se figur 5.6.

Grovt sett er de fleste typer sprengninger en form for pall­ sprengning eller strossing, som er sprengning mot fri flate. Ved grøftesprengning er fjellet sterkere innspent i bunnen og sidene. Vi kan si at vi har firesidig innspenning, og det kreves derfor større spesifikk ladning og dermed også tettere boring.

Ved tunnelsprengning har vi i begynnelsen av hver salve bare én fri flate: tunnelstuffen. Framdriftsretningen vil til enhver tid stå loddrett på angrepsflaten. Det gjelder å skaffe seg en åpning ved hjelp av en kutt, slik at de resterende hullene i tverrsnittet får utslag mot kuttåpningen i en bestemt rekke­ følge. Sprengning av kutt i tunnel kommer vi tilbake til i kapit­ tel 7.

100

Kapittel 5

Ladningsmengden er i stor grad basert på erfaring. Det er mange faktorer som spiller inn: Fjell er ikke homogent. Berg­ arten, sleppesystemet, lagdelingen og forvitringsgraden er helt avgjørende for sprengbarheten. På bakgrunn av dette er det innlysende at vi ikke bare kan basere oss på teoretiske formler ved sprengningsarbeider.

Før et sprengningsarbeid settes i gang, vil en erfaren fjellsprenger vurdere fjellet som skal sprenges. Fjellsprengeren ka­ rakteriserer fjellet som tungsprengt, lettsprengt eller vanlig godt fjell. Formen, sleppene og lagdelingene studeres også, og fjell­ sprengeren vurderer hva som er det gunstigste angrepspunk­ tet med hensyn til omgivelsene og forholdene omkring spredningsstedet. Ut fra en samlet vurdering og erfaring vurderer fjellsprengeren borehulldiameter og hullmønster, ladningsmengde og tennintervaller. Hvis bergarten og forholdene på stedet er ukjente, er det viktig først å foreta en mindre prøvesalve, vurdere resul­ tatet av den og planlegge den videre sprengningen. På denne måten kommer vi fram til en ladningsmengde per kubikk­ meter fast fjell som passer i hvert enkelt tilfelle.

Det er fem forhold som først og fremst bestemmer ladningen:

• • • • •

Fjellets karakter - om det er lett eller tungt å sprenge, hvordan sleppe- og lagdelingssystemet er Avstanden fra ladningen til de nærmeste frie flatene og innspenningsgraden Forholdet mellom forsetning og borehulldybde Tenningsmåte og fordemming Sprengstofftype og borehulldiameter

Ladningsberegning Når vi har vurdert situasjonen og valgt borehulldiameter, har vi et grunnlag for ladningsberegningen.

Ved ladningsberegningen bestemmes ladningen for hvert bo­ rehull eller også for hver hullrad i salven. Vi beregner sprengstofforbruket per kubikkmeter og sammenlikner det med tall fra tidligere sprengningen Dersom vi ønsker å øke pipePallsprengning

101

ladningen for å få bedre fragmentering, må vi vurdere det mot risikoen for økt sprut. En prøvesalve er en god rettledning for den endelige bore- og sprengningsplanen. I planen blir plasseringen av borehullene og hullradene angitt. Det tas hensyn til skjæringsvegger, der innspenningen kan være større enn normalt. Her setter vi ofte hullene tettere. I planene bestemmer vi også tenningsrekkefølgen for hullene. Vi tar spesielt hensyn til vegghullene. Størrelsen på salven skal være angitt. På boreplanen skal det også være angitt hulldybder, hullhelling og ladning.

Ansetningsfeil

For at hullene skal få riktig dybde og helling, er det nødvendig å sette ut korrekte høyder over sprengningsplanen ved hjelp av salinger som det kan siktes over fra borestedet. Salinger er bord eller lekter som er montert i angitt høyde over planlagt sprengningsplan. Erfaring tilsier at utsettings- og ansetningsfeilen i gjennom­ snitt er 0,1 m. Kontroll og nøyaktighet hindrer at det blir større feil. I tillegg til ansetningsfeilen kommer feil retning på hullet. Avviket øker med dybden på hullet og skyldes dels unøyaktig innretning, dels variasjoner i bergarten og steile og åpne slepper som borskjæret kan følge. Vi regner med at avvik i retning ligger i området 0-8 cm per bormeter for håndholdte maskiner og noe mindre for større rigger. Se figur 5.7.

Boremønster og ladningsmengder Figur 5.8 viser at avstanden fra borehullet til fri flate angis som forsetning, V. Vanligvis sprenges flere hullrekker, og avstanden mellom hullrekkene blir forsetningen. Forsetningen er egent­ lig avstanden mellom hullradene målt vinkelrett på hullene. Selv om hullene står på kast inntil 3 : 1, er den horisontale av­ standen mellom radene nesten den samme, slik at vi i praksis pleier å måle forsetningen horisontalt på pallen. Se figur 5,8 på neste side.

Avstanden mellom hullene i samme rad blir betegnet som hullavstanden, E. Det er vanlig å gjøre hullavstanden noe stør­ re enn forsetningen: E= 1,25 -V

For å få sprengt fjellet til planlagt dybde må vi bore noe dypere enn den teoretiske sprengningsplanen viser. Vi bruker minst en underboring på

U = 0,3 • V

102

Kapittel 5

Figur 5.7 Borehullavvikene ligger i området 0-8 cm/m boret hull. Ansetningsfeilen ligger i området 5-15 cm

Figur 5.8 Vanlige størrelser ved pallsalver

I praksis blir underboringen som regel gjort vesentlig større enn den teoretiske underboringen tilsier. Det har i første rekke sammenheng med unøyaktig og tilfeldig boring og mangelfull utsetting av høyder og salinger.

Lengden på bunnladningen er vanligvis lik 1,3 V. Resten av hullet - pipeladningen - krever erfaringsmessig mind­ re ladningskonsentrasjon per meter for å bryte løs fjellet, det vil si 40-80 % av ladningskonsentrasjonen i bunnen per meter. Fordemmingen, som er den uladede delen av hullet, består van­

ligvis av sand. Lengden av forladningen bør ikke være kortere enn forsetningen.

En salve består som regel av flere borehull som skytes samtidig, initiert med millisekundtennere. Fjellvolumet som et hull skal bryte ut, finner vi slik: Masse = V • E • H

H er pallhøyden. Underboringen regnes altså ikke med. Avhengig av bergarten og innspenningen vil mengden spreng­ stoff variere for å bryte ut et bestemt fjellvolum. Vi snakker der­ for om et spesifikt sprengstofforbruk, S. Det spesifikke sprengstofforbruket regnes i kg/m3 fast fjell. Innenfor det vi vanligvis kal­ ler pallsprengning. varierer den spesifikke ladningen fra 0,3 kg/m3 til 0,7 kg/m3. Pallsprengning

103

Under normale forhold, det vil si uten spesielle vanskeligheter, vil den spesifikke ladningen vanligvis ligge på 0,4-0,5 kg/m3, men variasjonene er betydelige. Hvis vi tar normal sprengbarhet som utgangspunkt, kan lettsprengt fjell kreve 20 % mindre sprengstoff og tungtsprengt fjell 20 % mer. I tillegg kan det komme en reduksjon av sprengstofforbruket hvis vi ønsker grov stein, eller en økning av sprengstofforbruket når vi øker hulldiameteren.

Det fins flere teoretiske formler for ladningsberegningen De er bygd på erfaringstall, som er kommet fram ved gjentatte prøve­ sprengninger og praksis fra forskjellige bergarter. For å kunne bruke erfaringstallene på en fornuftig måte må vi ha kjenn­ skap til fjellets karakter og innspenningsforhold. Vi må også ta hensyn til sprutfare og rystelsesfare for omgivelsene og ønsket om fragmentering i salven. Under nye forhold bør de første salvene alltid ses på som prøvesalver, og vi justerer resultatet av beregningen før sprengnin­ gen fortsetter.

Hulldiameter og forsetning En gammel regel sier at det kan passe å velge forsetningen, V, målt i meter lik hulldiameteren, d, målt i tommer.

Altså: d = 2" => V = 2 m d = 3’’=> v = 3m Regelen er vel oppstått fordi den er lett å huske og under forut­ setning av at hullavstanden er lik forsetningen: E = V. Regelen kan være grei som en innføring, men i dag vil vi nesten alltid velge en mindre forsetning, hovedsakelig for å få mindre stykkfall i røysa. Når vi vil at hullavstanden skal være større enn forsetningen, må forsetningen reduseres ytterligere. I dag velger vi helst en forsetning mellom 30 og 40 ganger hulldiameteren. Dette er retningsgivende: V - 30 • d ved tungsprengt fjell V - 35 • d ved normalt sprengbart fjell V = 40 • d ved lett sprengbart fjell

For eksempel kan et hull på 2" gi oss 51 mm • 35 = 1.79 m. Vi runder av og får at d = 2" => V = 1,8 m.

104

Kapittel 5

Planlegging av salver Vi skal nå foreta en beregning. Pallhøyden er på 2,5 m, og vi borer med helstangsbor i serie 11. Hullene skal bores på kast 3 : 1. Da blir hullengden ned til sprengningsplanet 2,65 m. Se figur 5.9.1 tillegg får vi underboringen. Vi må bruke borseriens stang nr. 4, som er 3,2 m lang og har en skjærdiameter på 31 mm. Ut fra en erfaringsregel om at for­ setningen kan være ca. 35 ganger diameteren, får vi 35 • 0,031 = 1,08 m.

Vi runder av til V - 1,1 m. Da blir etter vanlig regel E = 1,25 • 1,1 - 1,375, som rundes av til 1,4 m.

Figur 5.9 Beregning av tillegg i hullengden som følge av kastvinkel

Underboringen settes til 0,4 • V, som gir 0,4 • 1,1 = 0,44 m. Vi runder av oppover til 0,45 m.

Hullengden blir 2,65 + 0,45 = 3,1 m. Se figur 5.10.

Figur 5.10 Beregnede lengder for salven

Et hull i raden må sprenge ut massen: M = V • E • H = 1,1 • 1,4 • 2,5 = 3,85 m3

Lengden på bunnladningen blir ca. l,3-V=l,3-l,l = l,43m. Når 25 mm patroner av dynamitt stables løst, gir det en ladetetthet på 0,65 kg/m. Ved relativt lett sammenpressing med ladestokken kommer vi opp i 0,8 kg/m. Pallsprengning

105

9 patroner å 130 g gir 1,17 kg dynamitt og bygger 1,17 : 0,8 = 1,45 m i hullet.

Vi vil at fordemmingen skal være lik forsetningen: V = 1,1 m. Dette gir plass til pipeladning L - 3,1 - 1,45 - 1,1 = 0,55 m. Vi tar tre patroner Glynit 25 • 200, som bygger 0,6 m og veier 3 • 125 g = 0,375 kg. Samlet ladning i hullet blir L = 1,17 dyn + 0,375 Glynit = 1,545 kg per hull.

Vi får spesifikk ladning, q = 1,545 : 3,85 - 0,40 kg/m3. Dette er trolig litt lite. Hvis vi reduserer forsetningen med 10 %, øker den spesifikke ladningen ca. 10 %. Hvis vi også reduserer avstanden, E, med 10 %, vil det spesifikke sprengstofforbruket, S, øke med 10 % to ganger. Matematisk uttrykt øker da S om lag til verdien S = 0,4 • 1,1 • 1,1 - 0,48 kg/m3.

Vi kan også øke hulladningen ved å presse ned en halv patron til i pipeladningen, som gir L = 1,61 kg.

Vi setter opp flere alternativer med tettere hullmønster:

Alternativ Alternativ Alternativ Alternativ

1 2 3 4

V■ m 1,1 1,1 1,0 1,0

E ■ • ■ ■

1,4 1,25 1,25 1,25

L kg/hull 1,55 1,55 1,55 1,61

S kg/m3 0,40 0,45 0,50 0,52

En anbefalt tabell viser disse verdiene: V-E L S

=1,1-1,3 =1,52 = 0,41

Det virker fornuftig å ta en prøvesalve i henhold til alternativ 2 og justere på grunnlag av resultatet her.

Ladetabeller Det er selvfølgelig upraktisk å foreta beregninger hver gang vi går løs på en ny pallhøyde. Det er bare aktuelt å beregne hull­ mønster og ladning når forholdene endres drastisk, for eksem­

106

Kapittel 5

pel når vi skifter til nye sprengstofftyper eller en annen bore­ hulldiameter enn det som er vanlig. Allerede i 1950-årene kom en tabell for pallsprengning basert på boring med borserie 11. Med visse endringer brukes denne tabellen ennå. Tabellverket er også utvidet for bruk ved boring med grovere hulldiametere. Vi kommer tilbake til tabellbruk på side 110.

«Gleshålsprengning» «Gleshålsprengning» ble utviklet i Sverige. Metoden går ut på at

det er svært stor avstand mellom hullene i den enkelte raden. Vi velger da E = 5 • V eller helt opp til E = 6 • V. Det gir en noe bedre fragmentering i røysa.

Vi går tilbake til regelen om forholdet mellom hulldiameteren og forsetningen.

Eksempel 1 Vi vil bore 2" hull. dvs. 51 mm i diameter. For et middels sprengbart fjell kan vi da velge forsetning, V, = 35 • 0,051 m - 1,758 m. Et kvadratisk hullmønster, E = V, viser hvor mye fjell som skal sprenges ut foran et hull. Etterpå vil vi behol­ de dette arealet samtidig som både V og E endres, se figur 5.11.

Figur 5.11 Alle de fire rektanglene er like store. Det smale og lange rektangelet viser hva som skal sprenges ut foran et hull i en gleshålsalve

V-E 1,76 m • 1,76 m = 3,10 m2 per hull 1,6 m • 1,95 m - 3,12 m2 per hull 1,5 m ■ 2,05 m = 3,07 m2 per hull

For overgang til et gleshålmønster utvider vi med en linje: V • E = 0,75 ■ 4,15 = 3,11 m2 per hull (E = 5,5 ■ V)

Gleshålmønsteret er aktuelt i steinbrudd og store skjæringer, der det bores hull med stor diameter. Imidlertid er det altfor stor fare for sprut fra fremste rad hvis vi borer med så lite hold i stuffen. Den fremste raden må derfor bores med vanlig forset­ ning og hullavstand. Se figur 5.12.

Figur 5.12 Vi kan ikke tillate at forsetningen foran første rad blir så liten som forsetningen er bakover i salven. Steinspruten kan da stå mange hundre meter framover ved store ladningskonsentrasjoner og tynt hold. De to skraverte feltene viser overflaten på fjell som blir sprengt ut for et hull i fremste rad og et hull i bakerste rad

Pallsprengning

107

Flåsprengning og lave paller Flåsprengning er den betegnelsen vi bruker når høyden på pal­

len nærmer seg null. Da bare håndholdte boremaskiner ble brukt, ble flåsprengning definert som sprengning av fjell med høyder under 0,5 m. I dag brukes mest borerigger og noe stør­ re hulldiameter. Teknisk sett ville det være hensiktsmessig å kalle sprengning av fjell med høyder under 1,5 m eller 2 m flåsprengning. Imidlertid inneholder nå NS 3420 om prisgrunnlag og måleregler en bestemmelse om at en høyde på 1,0 m er grensen for flåsprengning. Standarden sier at for lavere fjell skal det betales både for fjellets volum og for arealet. Fjellmassens volum blir regnet ned til teoretisk sprengningsplan, slik at entreprenøren ikke får betalt for underboring og overflødig utsprengt masse. Se figur 5.13.

Figur G1 Beregning av volum ved sprengning i byggegrop eller skjæring

Figur 5.13 NS 3420 gir konkrete retningslinjer for hvordan sprengningsarbeidet skal betales

Ved flåsprengning må vi gjøre underboringen betydelig dypere enn regelen U = 0,3 -V tilsier. Det bør under ingen omstendig­ het bores grunnere hull enn 0,6 m. Det betyr at hvis vi bare skal sprenge 0,1 m, blir underboringen 0,5 m. Erfaringer viser at ved hulldybder på 0,6 m er 30-35 g en passe stor ladning, og boremønsteret bør være 0,4 • 0,5 m = 0,2 m2 per hull. Fem hull per kvadratmeter betyr at det blir mange hull.

Flåsprengning og lave paller fører til meget store kostnader for både boring og forbruk av tennere. Hvis vi øker underboringen betydelig, kan vi øke forsetningen og hullavstanden. Det gir færre tennere per kubikkmeter fjell over sprengningsplanet.

108

Kapittel 5

Noe overraskende er det kanskje at vi også får et lavere spesi­ fikt bormetertall. Legg merke til at når vi definerer det spesifikke tennerforbruket og det spesifikke bormetertallet, regner vi bare med den fjell­ massen som er over teoretisk sprengningsplan, altså den mas­ sen entreprenøren får betalt for å fjerne. Det kan være en ulempe at vi sprenger unødig dypt. Det betyr som regel at noe fjell skal ligge igjen etter opplasting. Det spesifikke sprengstofforbruket øker noe, men kostnaden er liten. Mindre entrepre­ nører som lever av fjellsprengning, har for lengst funnet ut at større underboring og færre hull er lønnsomt.

Vi skal ta for oss noen eksempler. Tabell 5.1 Utdrag av tradisjonell tabell

H m

Hulldybde m

0,4

0,7

0,4 • 0,6

0,05

0,52

10,4

7,29

1,2

1,6

0,8 • 1,1

0,46

0,43

0,95

1,52

V■E m

L S Tennere kg/hull kg/m3 stk/m3

Bormeter m/m3

Tabell 5.2 Utdrag av tabell basert på dyp underboring

H m

Hulldybde m

V E m

0,4

1,3

0,75 ■ 0,9

0,33

1,20

3,7

4,8

1,2

1,7

0,9 • 1,15

0,59

0,47

0,8

1,4

L S Tennere kg/hull kg/m3 stk/m3

Bormeter m/m3

Spaltene for antall tennere og bormeter lengst til høyre viser tydelig at det lønner seg å øke underboringen.

Ladetabeller for flåsprengning og lave paller På de neste sidene finner du to tabeller som kan brukes ved flåsprengning og pallsprengning. Tabellene er veiledende og gjelder middels sprengbart fjell. Tabell 5.3 på side 110 kan bru­ kes for boring med serie 11, enten det gjøres med håndholdt maskin eller med borerigg. Tabell 5.4 på side 111 er spesielt beregnet for bruk av rigg med skjøteborstenger og grovere hulldiameter. Begge tabeller forutsetter at patronert spreng­ stoff blir brukt.

Pallsprengning

109

Tabell 5.3 Ladetabell for bruk ved flåsprengning og pallsprengning. Tabellen er tilrettelagt for boring med serie 11. Utarbeidet av Lars Steensgaard Hullhelning 3 : 1 Diagonalt boremønster. (Ved bruk av rektangulært boremønster bør E reduseres 5-10 cm.) Dynamitt 25 mm x 200 mm 130 g Dynamitt 25 mm x 400 mm 260g Glynit 25 mm x 400 mm —» 240 g

Ladetabell Pallhøyde

Hulldybde m

0,2

1,2

0,4

1,3

0,6

V•E m

0,7 ■ 0,85 0,75 • 0,9

kg

0,260

Ladning Antall patroner 25 x 200

Teoretisk spesifikk kg/m3

Boremeter m/m3

Tennere per m2 stk/m3

2 dyn

2,18

10,1

8,4

0,325

2,5 dyn

1,20

4,8

3,7

1,4

0,8 ■ 1,00

0,390

3 dyn

0,81

2,9

2,1

0,8

1,5

0,85 • 1,05

0,455

3,5 dyn

0,64

2,1

1,4

1,0

1,6

0,90 ■ 1,10

0,520

4 dyn

0,53

1,6

1,0

1,2

1,7

0,90 ■ 1,15

0,585

4,5 dyn

0,47

1,4

0,8

1,4

1,9

0,95 • 1,20

0,650

5 dyn

0,41

1,2

0,63

1,6

2,0

0,95 • 1,20

0,715

5,5 dyn

0,39

0,55

1,8

2,2

1,0 ■ 1,25

0,845

6,5 dyn

0,38

1,1 1,0

0,44

Ved pallhøy'der under 2 rr er det praktis < å bruke peitroner som er 200 m lange. \/ed høyere pa I brukes

patroner p å 400 mm. kg

25 x 400 dynamitt og Glynit

2,0

2,4

1,0 ■ 1,25

1,02

3 dyn + 1 Glyn

0,41

0,96

0,40

2,5

3,0

1,0 • 1,25

1,39

3 dyn + 2,5 Glyn 0,44

0,96

0,32

3,0

3,5

1,0 ■ 1,25

1,62

3 dyn + 3,5 Glyn 0,43

0,93

0,27

3,5

4,0

1,0 ■ 1,25

1,86

3 dyn + 4,5 Glyn 0,42

0,92

0,23

4,0

4,6

1,0 ■ 1,25

2,11

3 dyn + 5,5 Glyn 0,42

0,92

0,20

Ved flåsprengning er det viktig at hullene bores med stor kastvinkel, gjerne opp mot 45°, i fremste rad. Vi kan gjerne ha for­ skjellig kast på radene, men vi tilstreber da at tabellverdien for forsetningen blir gjeldende i den dybden ladningen ligger, og ikke på overflaten av fjellet.

Figur 5.14 på side 112 viser at ved flåsprengning bør de frem­ ste hullene legges kraftig på kast, gjerne 3:2, når fjellet er svært. Holdet for ladningene i neste rad må ikke bli for stort.

110

Kapittel 5

Tabell 5.4 Tabell for bruk ved flåsprengning og pallsprengning. Tabellen er spesielt utarbeidet for boring med rigg. Vanlig skjøtestållengde tilsier at når hulldybden overskrider ca. 2,8 m, må vi øke til minst 38 mm i hulldiameter for å få plass til skjøtehylsen. Utarbeidet av Lars Steensgaard Pallsprengning med borehulldiameter 35-41 mm. Hullhellning 4: 1 Diagonalt boremønster Patrondiameter: 30-35 mm Dynamitt 30 mm x 400 mm —> 380 g Dynamitt 35 mm x 400 mm -y 510 g Glynit 35 mm x 400 mm —> 470 g

Ladning Antall patroner 30 x 400

Teoretisk spesifikk kg/m3

Boremeter per m3

Tennere per m2

1,5 dyn

2,78

6,02

4,63

0,6

1,5 dyn

1,39

3,01

2,31

0,8

2 dyn

1,07

1,87

1,33

1,0 • 1,25

0,9

2,25 dyn

0,90

1,50

1,00

1,75

1,0 • 1,25

1,0

2,5 dyn

0,80

1,40

0,80

1,25

2,00

1,0 • 1,35

3 dyn

0,70

1,18

0,592

1,5

2,25

1,1 ■ 1,35

1,1 1,3

3,5 dyn

0,59

1,01

0,449

1,75

2,50

1,1 • 1,35

1,5

4 dyn

0,58

0,962

0,385

2,0

2,75

1,1 ■ 1,35

1,7

4,5 dyn

0,57

0,926

0,337

V•E m

Pallhøyde m

Hulldybde m

0,2

1,30

0,9 ■ 1,2

0,6

0,4

1,30

0,9 ■ 1,2

0,6

1,40

1,0 • 1,25

0,8

1,50

1,0

kg

Ved pallhøyder på 2 m eller lavere kan det bores med 35 mm krone. Ved pallhøyder over 2 m bores det med 38 mm eller 41 mm krone. 2,25

3,00

1,25 ■ 1,6

2,5

4 dyn + 1 Glyn

0,56

0,667

0,222

2,5

3,25

1,25 • 1,6

2,7

4 dyn + 1,5 Glyn

0,54

0,650

0,200

1,25 ■ 1,6

3,0

4 dyn + 2 Glyn

0,55

0,636

0,182

2,75

3,50

3,0

3,80

1,25 • 1,6

3,2

4 dyn + 2,5 Glyn

0,53

0,633

0,167

3,5

4,30

1,25 • 1,6

3,7

4 dyn + 3,5 Glyn

0,53

0,614

0,143

4,0

4,85

1,25 • 1,6

4,2

4 dyn + 4,5 Glyn

0,53

0,606

0,125

Når hull ligger mye på kast, må forsetningen måles vinkelrett på hullet. Ved forskjellige kastretninger kan ikke forsetningen måles over fjelloverflaten. Vi må beregne avstanden i bunnen. I nest bakerste rad er det vist at teoretisk pallhøyde er fjellets høyde over sprengningsplanet ved raden foran, og tabellens hulldybde gjelder målt fra denne høyden. For å unngå kraftig sprut må høyden på ladningen også tilpasses fjelloverflaten ved raden foran.

Pallsprengning

111

Figur 5.14 Ved flåsprengning bør de fremste hullene legges kraftig på kast

En god kastvinkel letter utslaget og reduserer sprutfaren. Salven må også dekkes godt. Jo grunnere hullene er, desto vik­ tigere er det at de står mye på kast. 3 : 2 er en god kastvinkel for hull som er grunnere enn 1 m.

Tennernummerering Under oppbyggingen av tenningsplaner må vi alltid følge det prinsippet at et hull skal åpne utslag for hull bak, slik at forset­ ningen hele tiden blir uforandret. En enkel og mye brukt tenningsplan for en pall med flere hullrekker er at alle hull i en rekke, unntatt kanthullene, får samme intervallnummer. Kanthullene forsinkes ett intervall for å redusere knusingen av fjellet som står igjen. Rekken bak forsinkes med ett intervall i forhold til rekken foran. Slik fortsetter det bakover rekke for rekke.

112

Kapittel 5

Hvis vi ønsker å samle massen i midten og bedre fragmente­ ringen, kan tenningsplanen gjøres slik at tennere med samme intervall danner en plogform. En slik tenningsplan gir også let­ tere utslag for kanthullene.

Vi ønsker ofte spesielt jevne fjellvegger. Det kan vi oppnå ved hjelp av å slettsprenge eller presplitte. Ved slettsprengning bry­ ter vi ut en tynn skive til slutt. Ved presplitting sprenger vi riss og sprekker før fjellmassen blir brutt.

Figur 5.15 Tenningsplaner for pallsalver. På figur a ser vi en normal tenningsplan. På figur b ser vi hvordan salven kan gi litt bedre samling i midten. På figur c oppnår vi litt forskyvning mot venstre. På figurene dog e ser vi slettsprengning og presplitting som utføres for å få så pene skjceringsvegger som mulig c

Pallsprengning

113

Når vi tenner salver med millisekundtennere, bør vi spesielt passe på at intervalltiden mellom hull ved siden av hverandre ikke er mer enn 100 ms. Dersom tidsforskjellen er for stor mellom slike hull, får fjellet omkring det hullet som detonerer først, anledning til å flytte seg så mye at det senere hullet ikke har dekning i det hele tatt. Resultatet kan bli kraftig kast og sprut.

Tenningsmåten og tenningsrekkefølgen er viktig ved flåspreng­ ning. Jo lavere pallene er, desto raskere beveger fjellet seg fram­ over. Dette krever korte intervaller mellom hullene. Blir inter­ valltiden for lang, uteblir kortintervalleffekten, og kast- og spruffaren øker. Spesielt ved flåsprengning bør vi bruke ten­ nere med kortere intervalltid og plassere intervallnumrene rådvis, slik at tidsintervallet blir minst mulig. VA-millisekundtennere med halvnummer er en gunstig tennertype.

Utsprengning av veiskjæringer Når vi sprenger veiskjæringer, ønsker vi som regel at skjæringsveggene skal ha en helling på 10 : 1. Hvis vi borer alle hullene, unntatt hullene i veggene, parallelle, får vi vanskelig­ heter på begge sider. Se figur 5.16a.

I begge ytterkanter blir det nødvendig med et hjelpehull, som bores med redusert dybde. Hullavstanden blir litt for stor i én høyde og for liten i en annen høyde. Begge deler er uheldig.

Det har vært vanlig å bore vegghullene i lodd med hensyn til veiens lengderetning, slik at vi bare har skjæringsskråningens hellingsvinkel å passe på. En mer elegant måte å løse problemet på er å bore alle hull, in­ kludert vegghullene, i vifteform sett i tverrsnittet og med samme helling i veiens lengderetning, som vist på figur 5.16b. Denne måten å lage boremønster på er kalt BM-metoden. Den krever litt mer planlegging av ansettpunkter og oppmerking i lendet.

114

Kapittel 5

b

Figur 5.16 Utsprengning av veiskjæringer På figur a er alle hullene innenfor skjæringsveggen parallelle, og de har kast i skjæringens lengderetning. Vegghullene er også parallelle og har kast mot senterlinjen. På figur b står også vegghullene på kast i skjæringens lengderetning. Hullene står i vifteform med et skjæringspunkt dypt under sålen Figur c viser et grunnriss

Oppgaver 1 Ved blokksprengning (spretting) kan vi si at den utsprengte massen har en innspenningsflate. Hvor mange innspenningsflater har vi når vi sprenger en grøft?

2 Du skal sprenge en pall som er 4 m høy. Tegn opp et vertikalsnitt med hull i salvens fremste rad. Vis hvor langt inn fra kanten du vil bore fremste rad, beregn ladningsmengden i hullet og tegn inn ladningshøyden for disse tre forskjellige hulldiameterene: a) 65 mm b) 3 tommer c) 4 tommer Vi bruker NG-sprengstoffer.

3 Ta utgangspunkt i oppgave 2, men pallhøyden er nå 16 m. Vi bruker ANFO.

4 Du skal flåsprenge et areal der overflaten på fjellet er helt plan og horisontal. Høyden over det teoretiske sprengningsplanet er 30 cm. Du skal bore med serie 11. Anta at skjærdiameteren er 33 mm. a) Bestem borehullmønster og hulldybde. b) Bestem ladningsmengden i hvert hull og tegn opp ladningshøyden i et vertikalsnitt. c) Regn ut den spesifikke sprengstoffmengden. d) Regn ut antall tennere per kvadratmeter og per kubikkmeter. e) Regn ut antall bormeter per kvadratmeter og per kubikkmeter.

5 Ta utgangspunkt i oppgave 4, men nå skal du bore med en borkrone på 2".

Pallsprengning

115

6 a)Ta utgangspunkt i oppgave 4, men nå skal du bore med en borkrone på 65 mm. b)Hvilken hulldiameter virker mest fornuftig spreng n i ngsteknisk? 7 Det skal sprenges ut som vist på tegningen på figur 5.17. Vis i vertikalsnittet hvordan du vil bore og lade. Hullavstanden, E, for alle radene skal føres på tegningen. Velg hulldiameter.

8 Det skal sprenges ut som vist på tegningen på figur 5.18. Regn ut antall bormeter per kvadratmeter og per kubikkmeter.

Figur 5.18

116

Kapittel 5

9 Det skal sprenges ut som vist på tegningen på figur 5.19. Planlegg første salve og sett opp en bestillingsliste for sprengstoff.

Kontursprengning Mål: Når du har gjennomgått dette kapitlet, skal du • forstå prinsippene for presplitting, slettsprengning og sømboring • kunne sette opp boreplaner for kontursprengning • kunne velge sprengstofftype og ladningsstyrke og kunne sette opp en bestillingsliste for nødvendig materiell

Generelt Kontursprengning er et samlebegrep for sprengningsmetoder

der vi under boring og lading tar spesielt hensyn til fjellflatene som skal stå igjen. En sprengt fjelloverflate som ikke etterpå er dekket av betong, sprøytebetong eller annet materiale, kaller vi råsprengt. I gru­ vedrift, dagbruddsdrift, i skjæringer og i hulrom som skal stå råsprengte, er det i første rekke hensynet til sikkerhet som er årsaken til at vi vil behandle de frisprengte flatene skånsomt. I vanntunneler er det spesielt viktig at fjellflatene er jevne for å minske strømningsmotstanden. Det kan også spille en rolle ved ventilasjon av lange veitunneler.

Dersom fjellflaten skal støpes ut, vil nøyaktig sprengning til den planlagte profilen minske betongforbruket, samtidig som vi kan spare inn på transport av unødig utsprengte masser. Typisk for all kontursprengning er at ladningen per meter borehull er mindre, og at hullene plasseres tet­ tere enn ellers i salven. De ulike metodene for kontur­ sprengning skiller seg hovedsakelig fra hverandre ved at enkelthull, hullgrupper eller hele konturhullrekken initieres på forskjellige tidspunkt i forhold til brytningshullene.

Kontursprengning

117

Det fins flere metoder for å sprenge jevne fjellflater som skal beholde så mye som mulig av fjellets opprinnelige fasthet og styrke:

Ved tunnelsprengning kalles metoden generelt for kontursprengning, mens vi i dagen snakker om presplitting, slett­ sprengning og forsiktig sprengning. Disse begrepene tok vi for oss i kapittel 5.

Figur 6.1 a) Ren presplitting (brytningshullene er ennå ikke boret), b) Modifisert presplitting

Presplitting og modifisert presplitting skiller seg fra hverandre ved at presplitthullrekken lades og sprenges før brytningshul­ lene i salven. Ved modifisert presplitting lades og sprenges pre­ splitthullrekken på første tennernummer, men sammen med salven.

Ved slettsprengning lades oftest vegghullrekken sammen med brytningshullene i salven, mens initieringen skjer på siste ten­ nernummer i salven. Vegghullrekken blir i enkelte tilfeller sprengt etter, men uavhengig av brytningssalven.

Figur 6.2 a) Slettsprenging med utslagsretning parallelt med hullrekken, b) Slettsprengning med utslagsretning vinkelrett på hullrekken

Med forsiktig sprengning forstår vi vanligvis sprengning i områ­ der der vi i tillegg til kravet om å sprenge ut jevne flater også må ta hensyn til rystelsene fra sprengningen.

118

Kapittel 6

Som den mest forsiktige kontursprengningsmetoden bruker vi sømboring med og uten ladning i konturhullene. Sømboring er meget tett boring, så tett at den kan minne om perforeringen i et frimerkeark.

Spaltemekanisme og ladningskonstruksjon Når en ladning detonerer i et brytningshull, skal sprengstoffmengden være slik at fjellet foran knuses og kastes fram. Sprenggassene kan trenge inn i slepper og riss og kile fjellet fra hverandre.

Ved kontursprengning kan vi ikke bruke så store ladningsmengder at gassen kan utføre noe knusingsarbeid rundt bore­ hullet. 0

Figur 6.3 viser hvilke spenninger som oppstår i fjellet i en be­ stemt avstand fra en detonerende, konsentrert sprengladning.

2

4

6

8

10 millisek

Figur 6. 3 Oscillogram som viser trykk- og strekkspenningene like etter en detonasjon

En omsluttet sprengstoffladning fører til spenninger i fjellet i to faser: først et kortvarig, men kraftig detonasjonsstøt, og der­ etter et lengre og stadig voksende, nærmest statisk trykk fra ekspansjonen i gassene.

Vi ser også at trykkbølgene er blitt reflektert fra frie fjellflater eller fra slepper. Ser vi på et borehull som har vært fylt med sprengstoff og brakt til detonasjon, for eksempel en del av et borehull som står igjen i en tunnelstuff, ser vi at hullet er utvidet, og at fjel­ let i borehullveggen er knust. Diameteren til knusingssonen er avhengig av sprengstoffmengden per bormeter, av sprengstoffets sprengkraft (brisans) og av trykkfastheten i fjellet. Trykkspenningene rundt en de­ tonerende ladning avtar raskt når avstanden øker. Derfor vil det utenfor knusingssonen oppstå en sone der trykket ikke lenger er stort nok til at trykkfastheten i fjellet kan overskrides. Men et stykke utover fra borehullet er trykket fremdeles stort nok til at det kan dannes riss.

Figur 6.4 Knusingssonen og riss-sonen rundt et hull

Kontursprengning

119

Dersom vi plasserer en svak ladning sentrert i hullet slik at det er et luftlag mellom sprengstoffet og borehullveggen, kan tryk­ ket bli så lite at trykkfastheten i fjellet ikke overskrides. Vi har trukket sonen der fjellet blir elastisk deformert, inntil borehull­ veggen, og knusingssonen mangler. Av oscillogrammet på figur 6.3 ser vi at detonasjonen fra denne konsentrerte ladningen har sendt trykkbølger inn i fjel­ let i en periode på 8-10 ms.

Tenker vi oss en ladet splitthullrekke som på figur 6.5, der alle ladningene avsettes nesten samtidig, vil det oppstå strekkrefter på begge sider av hullrekken. Jo mer samtidig avsetningstidspunktet for de enkelte ladnin­ gene blir, og jo flere ladninger som avsettes samtidig, desto større blir strekkreftene.

Presplittmetoden Til sprengning av større plane flater både over og under jord i relativt godt fjell er presplittmetoden den beste kontursprengningsmetoden. Denne metoden krever nøyaktig boring og gir vanligvis større rystelser som følge av at de samtidige ladnin­ gene er store, og innspenningen er total. Dersom forsetningen ikke er stor nok til at fjellet foran splittrekken blir liggende i ro etter splittskytingen, for eksempel i skrått utløpende halvskjæringer, kan ladningen i foranliggende brytningshull bli øde­ lagt, eller den senere boringen og ladingen blir vanskelig.

Det normale burde være at konturhullraden bores, lades og skytes før vi borer brytningshullene i salven. Se figur 6.1 på side 118. Vi kan da kontrollere at vi har fått god sprekkdannel­ se, og vi har mulighet til å lade og skyte presplittrekken om igjen. I noenlunde godt fjell lar det seg gjøre uten store ladetekniske vanskeligheter fordi borehullene som regel er nær­ mest uskadde. For å oppnå rasjonell drift må vi likevel ofte skyte splittrekken sammen med resten av salven. Det må da være en tidsfor­ sinkelse mellom presplitthullene og de brytningshullene som detonerer først. Denne metoden kalles modifisert presplitting.

120

Kapittel 6

Figur 6.5 Overflaten på kjeglene viser hvor langt støtbølgene er kommet etter en viss tid (for eksempel 2 ms) når tenningen ikke har vært helt samtidig i alle hull

Mislykkede presplittsprengninger skyldes vanligvis at vi for å spare bormeter har trukket ut hullavstanden slik at vi ikke har oppnådd noe riss mellom borehullene.

v.Framrykket presplitt- j r lenade 1-3m -

Detonerende lunte

nr. o

Momenttenner

For at skjæringsveggen i overgangen mellom salvene skal bli av samme kvalitet som veggen for øvrig, bør vi bore presplittrekken noe lengre enn resten av salven. Se figur 6.6. Som nevnt blir strekkreftene ut fra konturhullrekken under detonasjonen større jo mer samtidig vi kan sette av ladningene i en splittrekke. Det vil i praksis si at jo mer nøyaktige tennmidlene er, desto større blir hullavstanden i konturhullrekken.

Allerede presplittet sammen med foregående salve

retning

Figur 6.6 Framrykket presplitting

Det mest nøyaktige tennmidlet vi kan bruke, er en detonerende lunte. Med en detonasjonshastighet på ca. 7000 m/s er samtidigheten så god at forsøk har vist at hullavstanden kan økes inntil 25 % sammenliknet med hullavstanden i en presplittrekke avsatt med momenttennere. Momenttennere har en tidsspredning på 1-2 ms. Dersom vi bruker høyere nummer i millisekundserien, det vil si at spredningen ofte blir på mer enn ett intervallnummer, må hullavstanden ofte reduseres inntil 40 % dersom vi skal kunne vente det samme sprengningsresultatet som med momenttennere.

I dag bruker vi i stor utstrekning borerigger med skjøtbare borstenger for å bore alle hull i en salve. Den minste borkronen vi da kan bruke, er 38 mm. 41 mm gir et noe sterkere skjøtestangsutstyr og passer godt for boring av konturhull.

Salven bores ofte med kroner på 2-2 V2", og da er det en fordel å bore vegghullene med samme utstyr.

Tabell 6.1 viser at vi bør velge hullavstanden i centimeter lik hulldiameteren i millimeter. Imidlertid må det understrekes at det er snakk om store variasjoner, avhengig av bergart og struktur. Vi kan regne med 30 % nedover og 40 % oppover. Tabell 6.1 Veiledende verdier for hullavstand vedpresplitting

Borutstyr

Serie 11

Serie 12

ca. mm

30

35

Hullavstand cm

30

35

2"

21/2"

3"

41

51

64

76

40

50

65

75

Diameter

Kontursprengning

121

I tett og godt splittbart fjell (f.eks. granitt) har vi med kroner på 2V2" oppnådd gode resultater med hullavstander opp til 1,2 m. mens oppsprukne fjellsorter har gjort hullavstander ned til 50 cm nødvendig.

Vi kan redusere faren for bakbryting ved å bore hull på 2-3 m med borgang 11 mellom de ordinære vegghullene. Disse hul­ lene initieres på samme intervall som de ordinære vegghul­ lene. Belastningen på fjellet blir lettere på denne måten, fordi de ordinære vegghullene virker som ledehull. Se figur 6.7. Fordemming med sand, borkaks eller leire bør ikke brukes i konturhull, fordi det fører til bakbryting. Som fordemming kan vi bruke en papirdott, en isoporpropp eller liknende som bare har til hensikt å hindre at de lette konturladningene blåses ut av hullet. Ofte blir hullene ladet helt opp til ca. V2 m fra top­ pen, og også den lette fordemmingen blir utelatt. Avstanden fra presplitten til nærmeste brytningshull kan settes til mellom 50-70 % av hullavstanden som brukes i resten av sal­ ven. Dette er en enkel regel som passer for flere hulldimensjoner,

Ladningsmengden ved presplitting må ikke være for stor. For kraftig ladning kan føre til sintring i hullet. Sintring betyr at et pulverisert stoff blir til fast masse under oppheting. Tabell 6.2 Veiledende verdierfor ladningsmengden i en presplitt

Hulldiameter Ladning i gram per meter

30 mm 35 mm 41 mm 2" 80

90

100

150

21/2"

3"

350 475

Avvik fra de veiledende ladningsmengdene i tabellen kan vise seg å gi best resultat.

Slettsprengningsmetoden I godt fjell skiller slettsprengningsmetoden seg verken ladningsteknisk eller borteknisk noe særlig fra presplittmetoden. Disse to metodene brukes også om hverandre, ofte bare av-

122

Kapittel 6

10-20 m

I sterkt benket eller horisontalt sleppet fjell kan bakbryting opp­ stå i øverste del av vegghullene. Bakbryting betyr at store fjell­ masser blir brutt løs utenfor det planlagte sprengningsområdet.

Figur 6.7 Småhull bores mellom grovhullene for å få en vellykket presplitt helt til topps i skjceringsveggen

hengig av skytebasens eller formannens erfaring med meto­ dene.

Ved slettsprengning kan vi sprenge vegghullene i grupper på fra tre til fem intervaller etter de nærmeste brytningshullene, som vist på figur 6.8. Alle vegghullene kan også sprenges samtidig på et nummer etter alle de andre hullene i salven. Se figur 6.9. Hullavstanden vil ligge i samme område som for presplitt­ metoden, men særlig ved større hullavstander vil fjellet mel­ lom vegghullene som regel ikke bli klippet så plant av som ved presplittmetoden. Det oppstår såkalte mager, som strengt tatt ikke behøver å bety noe for fastheten og styrken i fjellflaten.

Figur 6.8 Slettsprengning med utslag parallelt med hull rekken

Særlig i finoppsprukket, løst og dårlig fjell kan slettsprengningsmetoden med fordel brukes framfor presplittmetoden. Med slettsprengningsmetoden vil vi ha lette tak slik at gassene ikke skal trenge for langt inn i fjellet og blåse opp sleppene.

For at framkastet av konturrasten skal bli godt, kan vi med for­ del lade noe sterkere i bunnen enn det som er vanlig og nød­ vendig ved presplittmetoden. For å oppnå en pen vegg er det en fordel å detonere mange lad­ ninger med stor tidsnøyaktighet, men det er en ulempe når det gjelder rystelser i nabolaget.

Figur 6.9 Slettsprengning med utslag vinkelrett på hullrekken. Alle vegghullene detoneres samtidig som siste intervall i salven

Vi kan derfor bli nødt til å bruke flere nummer i millisekundserien i samme konturrast for å redusere rystelsene, og å gå ned med hullavstanden (dyrere boring) og ladningsmengden for å få tilsvarende sprengningsresultat som ved fri spreng­ ning. Også konturhullene kan deles om nødvendig. Som figur 6.10 viser, kan vi med en sandpropp dele ladningene i to eller flere deler og gi hver delladning et intervallnummer. Sandproppen bør være 0,5-1,0 m lang og hullavstanden 30-50 cm. Tabell 6.3 på neste side gir en veiledning for valg av hullavstand og forsetning, men det er klart at både bergarten, fjel­ lets struktur, ønske om en jevn vegg og krav om å skåne fjellet utenfor profilet fører til variasjoner. Som fast regel kan vi imid­ lertid sette at hullavstanden, E, bør være ca. 0,8 • V, der V er holdet fram til brytningshullene i salven.

Figur 6.10 Oppdeling av hulladninger i to intervaller Kontursprengning

123

Ladningsmengdene som er vist i tabell 6.3, virker godt oppover i skjæringsveggen, men vi pleier å supplere med en kraftigere bunnladning som står i forhold til forsetningen i konturhullene. Tabell 6.3 Veiledende maksimale verdierfor forsetning og hullavstand ved slettsprengning

Borserie

Skjøteborkrone

11

12

41 mm

2"

21/2"

Hullavstand, E

47

55

65

80

105

125

Forsetning (hold) cm

60

70

80

100

130

155

Ladning min. gram per meter

85

115

155

240

410

580

Ladning maks gram per meter

200

280

370

600

1000

1500

3"

Figur 6.11 Boremønster for slettsprengning. Her er konturhullene boret med 41 mm krone, mens brytningshullene er boret med 21/2” krone

124

Kapittel 6

Slettsprengning med sømboring Sømboringsmetoden er en kontursprengningsmetode som passer for vanskelige sprengninger inntil grunnmurer, trans­ formatorhus, broer eller andre ømfintlige byggverk og installa­ sjoner.

Det karakteristiske ved metoden er at vi borer en veggrast med hullavstander fra 8 til 20 cm, og med brytningshull i en av­ stand av 20 til 35 cm fra veggrasten. Den tettborede veggrasten fungerer som en begrensningslinje for sprengvirkningen fra brytningshullene. Ved meget tett boring fungerer den som refleksflate for rystelsene.

Figur 6.12 Sømboring. Hullene er ikke ladet, men de tjener som refleksflate for rystelsene fra brytningshullene

Ved spesielt forsiktig sprengning lader vi ikke sømhullene. Men når avstanden til det ømtålige objektet blir større, kan vi lade hvert andre eller tredje sømhull med meget lette ladninger i bunnen for å lette renskingen av veggflaten. Denne metoden er tidkrevende, særlig fordi boringen må utføres meget nøyaktig om sømmen skal virke slik den skal.

Kontursprengning

125

Kontursprengstoff Som sprengstoff i konturhull kan vi bruke • • •

detonerende lunte rørladninger patronert sprengstoff

Også ved valg av sprengstoff til konturhullene forsøker vi å ut­ nytte borehullet maksimalt. Det avgjørende er hvor stor sprengstoffmengden som borehullveggen kan belastes med, er. Sprengstoffmengden oppgis i g/cm2. Dette står i kontrast til salven, der det er det spesifikke sprengstofforbruket som er av­ gjørende. Sprengstoffmengden ligger mellom 0,1 og 0,4 g/cm2 veggflate i borehullet, avhengig av sprengbarheten og kravet til den endelige veggen. Vanligvis ligger sprengstoffmengden mellom 0,15 og 0,3 g/mc2.

Ved borgang 11, der borehulldiameteren i gjennomsnitt ligger på ca. 30 mm, ville det være en dårlig løsning å bruke 25 mm rørladninger, som gir 470 g sprengstoff per bormeter. Det til­ svarer 0,5 g sprengstoff per kvadratcentimeter veggflate i bo­ rehullet. I borehull på 3", derimot, er 25 mm rør en passende ladning. Det tilsvarer 0,2 g sprengstoff per kvadratcentimeter veggflate.

Vi ser at når borehulldiameter øker, kan vi bruke kraftigere ladninger. Til kontursprengning kan vi bruke nesten alle sivile sprengstof­ fer, men spesielle ladninger gir jevn fordeling og god kontroll.

Bruk av detonerende lunter er rasjonelt og lettvint. Nederst i lunta henger vi en passe stor dynamittpatron, som gir ekstra bunnladning og god strekk på lunta. Ved sømboring med en avstand på 20 cm kan det være hensiktsmessig å plassere en lunte med vekt på 40 g/m i hvert andre eller hvert tredje hull. Ved presplitt eller slettsprengning kan en detonerende lunte på 80 g eller 150 g gi en passelig ladning.

Figur 6.13 viser en rørladning. Styrkegraden på rørladningene som er i handelen i Norge i dag, varierer fra ca. 100 g til ca. 800 g sprengstoff per meter ladning. Rørene er lette a sam-

126

Kapittel 6

r Rørladning 17 mm x 500 mm

Sperrehylse

Figur 6.13 Rørladning med skjøtehylse som sentrerer rørene i hullet

menføye ved hjelp av skjøte- og sentreringshylser, og detonasjonsoverføringen er god dersom de er godt sammensatt og blir holdt i ro under detonasjonen.

Det viser seg imidlertid at de svakeste rørladningstypene (17 mm) har lett for å bli forskjøvet eller slynget ut av borehul­ let under detonasjonen. Dette er et problem spesielt i tunnel­ drift og fører til ujevn sprengeffekt og udetonert sprengstoff i røysa. Det er derfor nødvendig å bruke en isoporpropp eller lik­ nende for å holde ladningen i ro under detonasjonen. I vertikale hull letter vi ladearbeidet og sikrer stabil detonasjon også i de tynneste rørladningene når vi bruker detonerende lunte.

Lunta festes med tape til hver eller annenhver rørladning og brukes som snor når ladningen fires ned. Den forsterkede, de­ tonerende lunta tåler et strekk på inntil 75 kg og blir derfor av ladetekniske grunner også ofte brukt ved større rørdimensjoner. Hvis vi synes det blir for dyrt å bruke detonerende lunte, må vi føre ladningene ned ved hjelp av en snor. I hulldybder over 7-8 m bør vi bruke bunn- og topptenner for å hindre detonasjonsbrudd i ladestrengen. Hvis vi bruker detonerende lunte, kan vi sløyfe topptenneren. I borgangene 11 og 12 bør vi bruke 17 mm rørladningen Hvis hullene er over 5 m dype, bør vi bruke en detonerende lunte sammen med rørene. I hull på 2" og 21/2" bør vi bruke 17 mm røde rørladninger eller 22 mm Glynit-rørladninger, eller en kombinasjon av dem, avhengig av hvordan fjellet er.

I dimensjoner over 22" kan vi bruke 25 og 32 mm Glynit-rør­ ladninger. Så store dimensjoner brukes blant annet for å sikre vegger i dagbrudd. Patronert sprengstoff i form av «watergel» innpakket i plaststrømpe er en glimrende løsning. Pølsene kan leveres i 5 m sammenhengende streng. For å få en forsterket bunnladning kan vi tape sammen to pølser i den nedre enden. Når initie­ ringen blir utført med detonerende lunte, kan lunta bindes på de to øverste patronene, som vist på figur 6.14. Vi bruker en «watergel» som kan brukes helt ned i 22 mm patroner. 22 mm i diameter gir en vekt på 480 g/m.

Figur 6.14 Patronert slurry (Detagel) brukt til kontursprengning. «Pølsestrengen» henger i en detonerende lunte som er festet til de to øverste patronene. I bunnen er ladningen forsterket ved at to patroner er tapet sammen Kontursprengning

127

Alternativt kontursprengstoff ANFO er billig og er et alternativ til kontursprengning. For å tilpasse sprengvirkningen til sprengningsoppgaven tilsetter vi isoporkuler som uttynning. Forsøk har vist at ANFO kan tyn­ nes ut med opptil 90 volumprosent polystyrenkuler og likevel gi sikker detonasjon. Denne sprengstoffblandingen har fått betegnelsen Isanol. Polystyrenkulene kan uten spesiell tillatelse tilsettes det ferdigblandete ANFO-sprengstoffet. Det betyr at brukeren kan be­ stemme innblandingen på stedet. Sprengstoffet kan kjøpes fer­ dig uttynnet til ca. 1/3 av full ANFO-styrke. Denne blandingen kalles ANOLIT Lett 30. Ladingen bør foretas med ladeapparat, men i hulldimensjoner fra 2" og oppover kan blandingen også helles i hullene.

Alle typer ANFO er svært ømfintlige for vann. For at sprengningsresultatet skal bli tilfredstillende, må borehullene være tørre.

Bruk av ANFO gir lavere kostnader enn rørladningen

Oppgaver 1 Hva mener vi med framrykket presplitt?

2 Hva er en modifisert presplitt?

3 I en byggetomt skal det bores hull på 2" både for brytning og i kontur. Det er ingen restrik­ sjoner på grunn av rystelseskrav. Tomtens langside er 28 m lang, og pallhøyden er 7,5 m. a) Vi skal bore og sprenge presplitt før vi borer brytningshullene. Sett opp en boreplan. b) Bestem sprengstofftype og ladningsmengde i hullene. Vis på en tegning av et enkelt hull hvor dyp fordemmingen er, hvordan hullet lades, og hvordan ladningen initieres. c) Sett opp en bestillingsliste for nødvendig materiell for å sprenge presplitten.

128

Kapittel 6

4 En veiskjæring har en bunnbredde på 12 m. Høyden er 10 m. Det skal bores gleshålmønster med 2,5" krone. Konturhullene skal bores med 41 mm krone. Sett opp en boreplan for konturhullene og de nærmeste brytningshullene i en lengde på 3 m i veiens akseretning. Bestem sprengstofftype og ladningsmengde for et hull utført både som presplitting og slettsprengning. 5 Langs en sprengningsgrense skal det bores søm for å skåne en bevaringsverdig bygning som ligger 30 cm utenfor byggegropen. Byggegropen blir 28 m lang. Det skal bores 41 mm hull i 4 m dybde. Sett opp forslag til hullavstand og plassering av de nærmeste brytningshullene. Hvor mange hull blir det i langsiden på byggegropen, og hvor mange bormeter blir det?

Tunnelsprengning Mål: Når du har gjennomgått dette kapitlet, skal du

• • • • • •

kjenne til faguttrykk i tunneldrift kjenne til tradisjonelle og nye kuttformer kunne tegne inn et parallellhullskutt i et tunnelprofil kunne bygge opp et boreskjema i et tunnelprofil kunne sette opp et ladeskjema og en tennplan for en tunnelsalve kunne sette opp en bestillingsliste for materiell til en tunnelsalve

Generelt Når vi sprenger ut tunneler, må vi skaffe utslag mot nødvendig fri flate. I en tunnel er det bare stuffen som er fri flate. En tun­ nelsalve er derfor mye kraftigere innspent enn en salve i dagen, og innspenningen er sterkere jo mindre tverrsnittet er. Den nødvendige sprengstoffmengden per kubikkmeter øker når tverrsnittet blir mindre. I motsetning til sprengning i dagen står framdriftsretningen i en tunnel alltid loddrett på flaten hvor vi setter an hullet. Vi må lage et innhugg i fjellveg­ gen - en kutt - slik at resten av hullene i salven får fritt utslag mot kutten i en bestemt rekkefølge. Opplegget av kutten er av­ gjørende for hvor vellykket en tunnelsalve skal bli.

Figur 7.1a viser en 40 m2 tunnel, som er boret med serie 11. Det er sprengt ut en kutt som passer for en salvelengde på 2 m. Kutten er ganske stor, fordi det sprenges en plogkutt. Strossen følger etter på senere intervallnumre i samme salve. Deretter sprenges kransen, og til slutt kommer liggerne. Se figur 7.1b. Liggerne vil vi vanligvis lade så kraftig at steinen kastes godt framover.

I et salveopplegg for tunnel skiller vi mellom kutthull, hjelpere, strossehull, konturhull og liggere. I parallellhullskutt har vi også lettere, som er plassert i overgangen mellom kutthullene og strossehullene. Det er en flytende overgang mellom disse tre hulltypene. Konturhull kalles også for kranshull. Se figur 7.1b. Tunnelsprengning

129

Forskjæring og påhugg Første tunnelsalve er påhuggssalven. Vi bor ikke bore og sprenge noen tunnelsalve før vi har sprengt vekk dagfjellet med en åpen skjæring (forskjæring). På grunn av forvitring har dagfjellet som regel dårligere stabilitet enn fjellmassivet under. Fjelloverflaten over påhugget må avdekkes og renskes omhyggelig. Hvis det er mulig, bør vi føre forskjæringen så langt fram at vi oppnår god fjelloverdekning ved tunnelpåhugget. Overdekningen bør være på minst halve spennvidden. Ved forsiktig sprengning av forskjæringen nær påhugget kan vi redusere sikringsarbeidene ved inngangen til tunnelen. Vi må legge spesiell vekt på nøyaktig slettsprengning, tett boring og svake ladninger i konturen mot påhugget, slik at påhuggsflaten blir minst mulig opprevet. I spesielt dårlig fjell kan det være aktuelt å bruke borserie 11 med 30 cm hullavstand og lade hvert annet hull i konturen.

I vanskelig fjell der tidlig påhugg er viktig, må vi vanligvis for­ sterke fjellet med bolting eller injisering, eller med sprøytebetong, før vi skyter påhuggssalven. I godt fjell sprenger vi tunnelen med fullt tverrsnitt alt fra på­ hugget. Ved større tverrsnitt i dårlig fjell kan det være aktuelt å drive en mindre pilotstoll først. En pilotstoll (eller en pilottunnel) er en tunnel, som drives langt foran med sterkt redusert tverrsnitt. Deretter strosser vi forsiktig ut til full profil. Se figur 7.2.

Utstrossing

Oppriss

Figur 7.2 Påhugg med redusert tverrsnitt

Det kan ofte være hensiktsmessig å utføre denne utstrossingen i tilknytning til portalstøping og andre etterarbeider. En tunnelportal bygges i tunnelenden, for å sikre mot at stein faller ned i påhuggpartiet og samtidig gjøre tunnelinngangen penere.

130

Kapittel 7

Kutt-typer Ved valg av kutt-type må vi ta hensyn til størrelsen på tunneltverrsnittet, hvilket boreutstyr vi har, salvelengden og berg­ artens egenskaper. De vanlige kutt-typene er • • •

viftekutt plogkutt (kilkutt) parallellhullkutt (grovhullkutt)

Viftekutten ligger nærmest opp mot prinsippet for pallspreng­

ning. Prinsippet går ut på å strosse mot den frie flaten, som er påboringsflaten. Viftekutt er lønnsomt med hensyn til antall bormeter og sprengstofforbruk, men den er plasskrevende. Se figur 7.3. Tallene angir tellernr.

5

0 2 3 4 5 6

•

4

•

5

0 1 2 3 4 5

•2 -•---- O-°i-O------ •

7

9e L Figur 7.7 Parallellhullkutt for grovhull. Vi borer to hull med 76 mm eller 100 mm som skal stå uladet. Vi borer med 45 mm eller 48 mm krone. De arabiske tallene angir intervallnummer i millisekundserie. Romertallene angir intervallnummer i halvsekundserie

.n • -4H*-

3* O *2

50

«6 r|

8

10«

Figur 7.8 Parallellhullkutt for grovhull. Kutten har fire uladede hull. Tallene angir intervall­ nummer med ikke-elektriske tennere. Målene er tilpasset boring med 45 mm hull i hull som lades, og 76 mm grovhull (utslagshull)

Tunnelsprengning

133

Uansett antall og mønster bestemmer diameteren på utslagshullet eller utslagshullene avstanden til nærmeste ladede hull, ladningsstørrelsen og inndriftsmuligheten. Tabell 7.1 viser veiledende verdier for disse størrelsene, men særlig ladnings­ mengden kan variere mye fra bergart til bergart. Tabell 7.1 Orienterende verdier for avstand mellom grovhull og uladet hull, ladningsmengde og inndrift

Diameter på uladet hull, mm Diameter på ladede hull, mm

32

45

Avstand mellom uladet og ladet hull, mm c/c

90

130

Lading i hull, kg/m

0,55

Antatt mulig inndrift, m

2,9

64 165

32

45

64

45

64

45

64

64

115

175

225

110

140

220

280

330

0,55

*) 3,6

*) I 45 mm hull og større bruker vi ANFO eller slurry. Disse sprengstoffene har så lav eksplosjons var me at tverrsnittet kan fylles uten at detonasjonen gir sintring. Hullene fylles til O2 m fra ytre ende.

Hvordan kutten er plassert i tverrsnittet, påvirker vanligvis ikke resultatet av sprengningen. Som en hovedregel kan vi si at vi bør bore kutten så sentrisk i tverrsnittet som mulig, og i god arbeidshøyde. I vanskelig fjell med dårlig brytning kan parallellhullkutten med fordel bores vekselvis til høyre og til venstre for senterlinjen. Da slipper vi å starte boringen av kutthullene i oppsprukket fjell. Det gir mer nøyaktig boransett og færre problemer under ladingen. Men samtidig blir bore- og tennerplanen mindre oversiktlig på grunn av asymmetrien. For at basen skal kunne ha god kontroll med ansett og parallellitet under boring med rigg, bør kutten ikke plasseres høyere enn at vi kan utføre kontroll fra sålen.

134

Kapittel 7

150

125

2 ■ 64

100

75

3,6

4,3

4,8

Kontursprengning Det er særlig to viktige hensyn ved tunnelsprengning: 1 Kutten skal bryte ut en fri flate slik at inndriften blir best mulig. 2 Vi må sprenge skånsomt i konturen, slik at fjellets stabilitet blir bevart, og den ferdige konturen blir liggende så nær opptil den teoretiske som mulig. Neppe ved noen annen sprengning får en dårlig kontur så store konsekvenser for omfanget av senere rensk, sikring og vedlikehold som i tunneldrift. Til og med det beste fjellet kan ødelegges fullstendig, noe som vil føre til omfattende, kostbare og tidkrevende sikringsarbeider. Men ved skånsom sprengning i konturen kan det være nok med lett sikring, også i dårlig fjell.

Sjokket fra detonasjonen i de ytterste hullene kan føre til at fjellet sprekker opp utenfor konturen. Særlig i tunneler, som er beregnet på persontransport, er det viktig at vi sprenger for­ siktig i konturen. Da kan vi redusere utgiftene til rensk og sik­ ring, og mengden av overfjell blir redusert.

Hvis konturhullene ble boret helt parallelle med tunnelaksen, ville tverrsnittet bli mindre og mindre. Boremaskinens mater trenger litt plass, og derfor må konturhullene sprike litt utover og oppover. Det er gunstig å drive salvelengder som kan gjøre denne stikningsvinkelen (også kalt konturvinkelen) så liten som mulig. Da blir det minst mulig hakk i vegger og tak. Figur 7.9 viser prinsippet for boring av konturhull.

; Sprengt tunnelkontur

V = Konturvinkel

Figur 7.9 Konturhullene må bores litt utover for at maskinutstyret skal få plass i neste salve til å sette an nøyaktig i konturen

Disse tiltakene skal til for å oppnå god kontur:

• • •

•

• •

Pålitelig utsetting av retning, eventuelt bruk av laser Nøyaktig oppmerking på stuff av alle konturhullene Nøyaktig ansett (kalles også brøsting) og så små stikningsvinkler som mulig Reduserte hullavstander og forsetninger mot kon­ turen, spesielt i taket {hengen), og gjerne etterslep av kranshullene. Se figur 7.10 Lette ladninger i konturen Mest mulig samtidig tenning

Krenshull

Strossehull Brytningshnje ved ny selve Ligg ere

Figur 7.10 Stuff med etterslep i kransen Tunnelsprengning

135

I NS 3420 om fjellarbeider er det fastsatt krav til borenoyaktighet. Utførelsesklasse 2 skal brukes der konturen skal være nøyaktig uten at det kreves spesialutstyr. Det vil som regel være aktuelt i en veitunnel. Her vil en ansettnøyaktighet på 0.10 m og en største avviksvinkel for takhullene på 6 % og for vegghullene på 8 % være et normalt krav. For salvelengder på 4,0 m tilsvarer dette en maksimal avstand utenfor prosjektert profil på henholdsvis 34 cm og 42 cm i tak og veg­ ger. Dette tilsvarer ca. 14 % overfjell i hele profilet i en 50 m2 tunnel. Når vi sprenger krumme flater, som er det normale i tunnel­ sprengning, kan vi sjelden bruke presplitt eller modifisert presplitt. Blokker som med slettsprengning vanligvis blir revet ned sammen med konturrasten, kan med presplittmetoden bli klip­ pet over og bli hengende. Blokkene kan på grunn av takets jevne utseende være vanskelige å oppdage under rensk. Rystelsene fra de neste salvene kan få blokkene til å løsne og falle ned.

Stuffrensk utføres vanligvis ved at renskerne står på røysa under første del av utlastingen, men renskingen blir ofte gjen­ nomført for fort til at vi kan oppdage og fjerne alle farlige blok­ ker. Det er derfor viktig at vi bruker den mest skånsomme kontursprengningsmetoden for å fjerne fjellet som står igjen. Det vil si at vi skyter kranshullene med lette forsetninger på siste nummer i salven. Hullavstanden i konturen bør ligge mellom 50 og 100 cm, og forholdet mellom hullavstand og forsetning, E : V, bør være 0,8 : 1,0. Hvis vi borer kranshullene unøyaktig, peker enkelte hull uten­ for den oppmerkede konturlinjen. Det gjør at forsetningen blir for stor til at den lette konturladningen kan bryte ut fjellet.

Bore- og sprengningsplan Før vi starter et sprengningsarbeid, må vi utarbeide en boreog sprengningsplan. Planen må bygge på teoretisk profil med krav til fri bredde, høyde osv. der vi har tatt hensyn til de unøyaktighetene som alltid vil forekomme i konturen.

136

Kapittel 7

En sprengningsplan skal inneholde disse opplysningene:

• •

Tegning av tverrsnitt og lengdesnitt med hull­ plassering og hulldiameter Antall hull per salve

Antall bormeter per salve Antall faste kubikkmeter per salve Antall bormeter per kubikkmeter Sprengstofftyper og fordeling Sprengstofforbruk per kubikkmeter Tennertyper og rekkefølge

Når boremønsteret i kutt og kontur er fastsatt, bestemmer vi resten av hullene. Det gjelder å strosse ut til full profil uten å tape noe av inndriften fra kutten, altså slik at strossehullene bryter like dypt som kutthullene. Maksimal forsetning og hullavstand avhenger av fjellets sprengbarhet i forhold til ladningskonsentrasjonene i bunnen av borehullene. Vi må også ta hensyn til feilboring slik at vi har noe å gå på. Vi bestemmer pipeladningene ut fra hensynet til fragmentering og framkast. I små tverrsnitt står vi gjerne på røysa for å utføre sikringsrensk («pirke» ned løs stein) etter salven. Røysa bør være så høy at den gir god atkomst til hengen slik at sikringsrensken (salverensken) kan utføres forsvarlig.

Figur 7.11 viser hvordan vi tegner opp boremønsteret utenom kutten. Boreplanen legges opp slik at mest mulig av strossen blir sprengt ut med brytningsvinkler på 90°, eller helst enda større. I kapittel 5 lærte vi at forsetningen ved pallsprengning kan være ca. 35 • hulldiameteren. For strossehull i tunnel vil vi redusere forsetningen med verdien F = 0,1 + 0,1 L, hvor L er hulldybden. For strossehullene som ligger nærmest kutten, må forsetningen reduseres enda mer på grunn av den harde innspenningen.

Figur 7.11 Eksempel på boreplan og tennerplan

Strossehull nr. 3 på figur 7.11 er eksempel på dette. Etter hvert som basisbredden for utslaget øker, kan vi øke forsetningen opp mot det maksimale.

Selv i tunneler med stort tverrsnitt får vi vanligvis bare utnyt­ tet maksimal forsetning for noen få av hullene. Vi må også være oppmerksomme på at fjellet, sprengstofftypen og pak­ ningsgraden spiller en viktig rolle for hvor mange hull det skal være i salven. For å komme fram til en gunstig boreplan må vi ofte lage flere utkast. Tunnelsprengning

137

Fjellboring er blitt rimeligere enn tidligere. I dag har vi en netto borsynk på 2,5 m/min med 2" borkrone, mens vi i 1960-årene ikke greide mer enn 40 cm/min med serie 11. Det er derfor blitt god økonomi å bore tettere enn for, særlig i kransen. Tabell 7.2 viser det spesifikke bormetertallet for tunneler. Tabell 7.2 Det spesifikke bormetallet og sprengstofforbruket som funksjon av tunneltverrsnittet ved boring med ca. 2" borkrone

Tverrsnitt m2

Bormeter per m3

Sprengstoff kg/m3

5 10 15

5,2 3,7 3,2

4,2 3,0 2,5

20 30 40

2,2 1,8 1,5

50 60 75

2,8 2,2 1,9 1,8 1,7 1,45

100

1,2

1,1

1,4 1,3 1,2

Figur 7.12 viser et eksempel fra drift av en 59 m2 veitunnel. Det ble boret 67 hull med 64 mm krone og fire grovhull med 127 mm krone. Spesielt i den horisontale raden over sålen er det boret tett for å gi god løft på røysa etter at strossehullene er skutt. Kransen er boret svært tett til å ha hull på 64 mm for å kunne sprenge skånsomt i konturen.

Figur 7.12 Boreplan for en 59 m2 veitunnel

138

Kapittel 7

Boring Boringen må baseres på nøyaktig utsetting av retning og opp­ merking av salven. På anlegg med lange tunneler brukes det laser.

Vi kan øke nøyaktigheten under boringen ved å innstallere ut­ styr på riggene som gjør det mulig å parallellføre bommen horisontalt og vertikalt og dreie materne omkring bommen. Vinkelmålere gjør det mulig for operatøren å lese av bommens stikningsvinkel med tunnelaksen.

Laserstyring og datastyrte rigger brukes i stor utstrekning. Det gir stor nøyaktighet, mindre overmasse og bedre konturer.

Lading Lading med konvensjonelle sprengstoffer NG-sprengstoffer er bare aktuelt å bruke i svært korte tunneler og i startfasen for lengre tunneler (påhuggsalven og kanskje et par salver til).

Ved parallellhullskutt lader vi som vist på side 134. Ved boring med serie 11 bruker vi Koronit. Koronit er et NG-sprengstoff og derfor fenghettefølsomt, men konsistensen i patronen gjør at det er vanskelig å sette inn en tenner. Det er derfor greiest å bruke en halv dynamittpatron til initieringen.

I viftekutt og plogkutt lader vi med dynamitt for å få maksimal ladetetthet. I strossen trenger vi en eller to patroner dynamitt i bunnen av hvert hull. Utover i pipen egner Glynit eller et liknende svakt sprengstoff seg. Sålehullene lades kraftig med dynamitt, slik at røysa blir så lett å laste som mulig.

Kranshullene bør lades med spesielt svake ladninger, altså med rørladningen Litt dynamitt brukes som tennpatron. 17 mm rør, som gir ca. 260 g/m passer for småhull. For grovere ull brukes 22 mm eller 25 mm rørladningen Rørladningen er ut­ Tunnelsprengning

139

styrt med sperrehylser som sørger for å sentrere ladningen midt i borehullet. Dermed blir det luft mellom ladningen og hullveggen. Det reduserer knusingen av fjellet i konturen. Rørladningen må skjøtes omhyggelig for å unngå brudd i detonasjonsoverføringen. Det er også nødvendig å fordemme rø­ rene, for eksempel med isoporpropper, for å unngå at de blir blåst ut av hullene før de blir detonert. Isoporproppene bør være så store at vi må presse dem inn med ladestokken. Se figur 7.13.

Lading med ANFO og slurry Som ANFO-sprengstoff kan vi bruke både fabrikkblandet type (for eksempel Anolit, Ammonol, Sollamon) eller selvblandet ANFO.

I borehull som blir ladet med ANFO, bruker vi vanligvis en halv eller hel dynamittpatron som bunnladning og primer.

Hovedkomponenten i ladeopplegget er et ladeapparat. Det bru­ kes overtrykksladeapparater med to eller tre slangeuttak. Trykktanken rommer 275-500 kg sprengstoff. Apparatet monteres på boreriggen og koples til riggens trykkluftopplegg. To ladeslanger fører fra ladeapparatet og fram til stuffen, én til ladekurven og én til sålen. En dynamittpatron med tenner sky­ ves først inn i borehullet med ladeslangen. Deretter åpner vi ANFO-tilførselen ved hjelp av en fjernstyringsventil, og etter hvert som borehullet fylles, blir slangen trukket ut. På slangen tapes det et merke som viser når hullet er ferdig ladet. Ladearbeidet er langt mindre anstrengende ved bruk av ANFO enn med konvensjonelt sprengstoff og ladestokk. Hvis det renner vann ut av borehullene, blir ANFO vasket ut. Dersom det dreier seg om enkelte hull i salven, kan de lades om igjen til slutt, eventuelt med patronert sprengstoff. Hvis det er store lekkasjer, bør hele salven lades med patronert sprengstoff eller slurry. Dersom et borehull står på stup, blir det ofte fylt med spylevann. Under ladingen blir det meste av vannet blåst ut, og selv om en del av sprengstoffet blir fuktig, får ikke det vesentlige konsekvenser for brytningen.

Dersom tunnelen drives på synk slik at de fleste eller alle bore­ hullene er fylt med vann, blir ladearbeidet ubehagelig. Vi må også regne med spill av sprengstoff og dårligere omsetning av

140

Kapittel 7

Figur 7.13 Isoporpropper til fordemming i konturhull

sprengstoffet i borehullene. I tillegg til redusert sprengvirk­ ning vil det også gi økt gass- og røykutvikling. Det er derfor ut­ viklet ladeutstyr der vi enkelt kan tømme (blåse) vannet ut med ladeslangen i samme operasjon som selve ladingen. Både i kranshull og i kutten kan vi bruke ANFO som fortynnet ladning. Vi kan regulere det mekaniske uttrekket av lade­ slangen slik at vi får akkurat den fortynningen i ladestrengen som vi ønsker i hvert enkelt hull. Mekaniseringen av ladearbeidet kan gjøre både rørladninger i kransen og Koronitpatroner i kutten overflødige.

Plasthette Patronen leveres i 4,4 m og 5,0 m lengde, diameter er 22 mm

Liggerhullene lades sjelden med ANFO. delvis på grunn av at de ofte er vannfylte, og delvis fordi vi her trenger kraftigere sprengstoff, som dynamitt. I de siste årene er det utviklet slurrysprengstoffer til bruk i hull på 2" og mindre. Slurry gir mye mindre luftforurensning enn ANFO. Selv om slurry er dyrere, er det trolig ANFO-sprengstoffene som etter hvert blir fortrengt i tunneldrift. Ladearbeidet utføres med pumpe på samme måte som med ANFO.

Slurry (Slurrit, Tovex m.fl.) leveres i dag ikke bare i bulk basert på pumping, men også i plastpatroner som er spesielt tilpasset tunneldrift. Til bruk i konturhull kan vi for eksempel bruke 22 mm plast­ patroner med lengder på 4,4 m eller 5 m, beregnet for boring med stenger på henholdsvis 16" og 18" og 45 mm krone. Slike plastpatroner har innlagt en lett, gjennomgående detonerende lunte på ca. 5 g/m. Den detonerende lunta stikker da ut av pa­ tronen og koples til tennsystemet. Se figur 7.14.

Gjennomgående detonerende lunte (5,3 g/m)

Sperrehylse (45 mm)

1 m frilagt detonerende lunte for kopling eller festing av tenner

Figur 7.14 Spesialpatron fra Nord Explosives, for kontursprengning i tunnel. Når vi borer med stenger på 16" (16 • 0,3048 = 4,88 m), kan vi regne med at hulldybden blir mellom 4,6 og 4,7 m. Det gir plass til en patron som er 4,4 m lang. Kilde: Nord Explosives

Tenning Under tunneldriften i gamle dager ble kruttlunter tent ved at skytebasen tente på en dynamittgubbe med fyrstikk. Dynamitten brant med en sterk flamme, som passer godt til å tenne kruttlunter med. Det var et trolsk syn å se to arbeidere svinge hver sin fresende dynamittpatron fra lunte til lunte.

Elektrisk tenning Elektriske tennere bør ikke brukes i tunneldrift, særlig i lange tunneler. Gruppe 1-tennere skal slett ikke brukes av sikkerhetsmessige grunner.

Tunnelsprengning

141

Hvis vi bruker parallellhullkutt, bor vi hoppe i intervallnumrene for å gi massen tid til å bli blåst ut. Vi har gjerne brukt annethvert nummer. For å få tilstrekkelig antall intervaller har vi kombinert millisekundtennere og halvsekundtennere, som da kan starte på intervall nr. 2.

Ikke-elektriske tennere I dag bruker vi mest ikke-elektriske tennere (Nonel, Primadet, Shock-Star). Fordelene med disse tennsystemene er åpenbare: • • • •

Det er ingen restriksjoner i lading/kopling ut fra risiko for utidig tenning. Ferdigkoplingen av salven kan gjøres raskere enn ved elek­ trisk tenning. Det er ingen driftsforstyrrelser som følge av atmosfæriske forhold. Det er ingen problemer med jordfeil og liknende under fuk­ tige forhold eller i elektrisk ledende bergarter.

De amerikanskproduserte Primadet-tennerne og de østerrikskproduserte Shock-Star-tennerne er omtrent det samme som Nonel-tennere. De leveres med spesielle koplinger for forbin­ delse til en detonerende lunte på 3 g. Se figur 7.16. som viser kopling i en 20 m2 tunnel.

Sikkerhet og arbeidsmiljø Forskrifter som omhandler sikkerhet og arbeidsmiljø, gjelder i utgangspunktet for alt fjellarbeid. Dette går vi nærmere inn på i kapittel 18, men enkelte ting som angår sprengning i tunnel, vil vi ta for oss her. For lagring, transport og bruk av eksplosiver i tunneldrift gjel­ der i utgangspunktet de samme reglene som for dagsprengning, men de spesielle forholdene i en tunnel gjør at enkelte be­ stemmelser er mer aktuelle enn andre. Blant annet er reglene for lagring av sprengstoff i tunneler der det foregår drift, av spesiell interesse. Vi må også kjenne til reglene for transport av sprengstoff fra lager til stuff. Vi bør unngå å bore og lade samtidig. Lov om eksplosive varer stiller strenge krav til boring nær ladede hull. Avstanden mel­

142

Kapittel 7

Figur 7.15 Ikke-elektriske tennere av type Shock-Star er koplet til en detonerende lunte på 3 g med spesielle koplingsklemmer

lom hull som lades eller er ladet, og hull som skal bores, skal aldri være mindre enn 2 m. og ikke mindre enn halve hulldybden. I hull som er ladet, skal frie ledningsender fra elektriske tennere vikles opp og stikkes inn i borehullet inntil salven kan koples. Dersom lading/kopling utføres fra riggen, må vi i tillegg følge de anvisningene som er gitt i forskriftene for bergborerigger.

Framgangsmåte ved elektrisk tenning av tunnelsalver: •

• • • • •

Godkjent og riktig dimensjonert hovedkabel monte­ res på treverk i den ene tunnelveggen. Alle andre ledninger for lys, luft eller vann monteres på mot­ satt side og jordes best mulig. Fra hovedkabel til salve bruker vi bare godkjent mel­ lomledning. Mellomledningen koples til salven minst 1 m over sålen for å unngå kopling i vann. Alle skjøter i salven må være forskriftsmessig utført. Hele opplegget kontrolleres og måles med godkjent ohmmeter før avfyring. Tennapparatet må være av godkjent type og ha rik­ tig kapasitet i forhold til salvens størrelse og antall tennere. Apparatet må oppbevares tørt og kontrol­ leres med jevne mellomrom.

I forbindelse med tordenvær må det være faste rutiner for hvordan stuffolkene skal varsles om statisk elektrisitet og faren for at de elektriske tennerne kan gå av. Det fins lynvarslere som kan koples til varsellamper ved stuffen. Bruk av elektriske ap­ parater på stuff innebærer også spesielle faremomenter som vi må ta hensyn til. Slike apparater bør regelmessig kontrolleres med tanke på overledning.

Eksempel på planlegging av tunnelsprengning Vi skal sprenge en tunnel med tverrsnitt 50 m2, som vist på figur 7.16. Vi ser at tak og vegger danner et sirkulært tverrprofil. Vi forutsetter at det skal brukes en firebomsrigg med hulldiameter 45 mm og stanglengde 16 fot som tilsvarer en hulldybde på 4,6 m.

Tunnelsprengning

143

Reduksjonen av forsetningen på grunn av innspenning, feil ansett og hullavvik er F = 0,1 + 0,1 • L • L = hulldybden i meter.

Reduksjonen av forsetningen blir F = 0,1 + 0,1 • 4,6 = 0,55 m.

Fjellet har normal bor- og sprengbarhet. Det er ingen pro­ blemer med rystelser eller sprut. Taket skal slettsprenges. Vi skal lage bore- og sprengningsplan. a) Fra tabell 7.2 finner vi at spesifikt bormetertall for dette tverrsnittet ligger på ca. 1,8 bm/m3. Vi antar at inndriftsprosenten ligger på 90 %, eller 0,9. b) Antall borehull regner vi ut slik: Tunneltverrsnittet • spesifikt bormetertall • inndriftsprosent = 50 • 1,8 • 0,9 = 81 hull. c) Ettersom vi skal slettsprenge i konturen, kan vi bruke 19 mm rørladninger eller en annen type spesialpatroner. Vi vil prøve Detagel CTP slurrypatroner med en lengde på 4,4 m. I tabell 6.3 på side 124 om kontursprengning finner vi at for hull på 2" er veiledende maksimal forset­ ning (V) 1,0 m og hullavstand (E) 0,8 m. Vi borer med 45 mm krone og velger å gå ned til V - E - 0,75 m på grunn av innspenningen i tunnelprofilet og strenge krav til konturen. Dette gir i alt 24 kranshull.

d) Vi velger en parallellhullkutt som vist på figur 7.8.1 kutten er det 13 ladede 45 mm hull og fire uladede 76 mm hull. e) Resten av boreplanen bygges opp. Vi finner den praktiske forsetningen:

vmaks = 35-45 mm = 1575 mm. Reduksjonen (F) = 0,55 m, er allerede beregnet til å gi denne forsetningen:

V - 1,58 - 0,55 = 1,03 ~ 1 m. I praksis legger vi oss under dette for hull som står tungt. I liggen sørger vi for rikelig sprengkraft for å gi røysa et løft slik at den blir lett å laste. Det gjør vi ved å velge en hullavstand, E, på 1,0 m og lade med et kraftig spreng­ stoff.

144

Kapittel 7

Figur 7.16 Planlegging av tunnelsalve i en tunnel på 50 m2

Vi tegner boreplanen opp på samme måte som vist på figur 7.11 på side 137, og med de begrensningene som den beregnede forsetningen i strosshull og kontur setter. Den endelige boreplanen med hullfordeling er vist på figur 7.17. Vi har nå tegnet inn disse hullene:

i kutten stross krans ligg sum

13 stk. 45 mm hull + 4 grovhull 31 hull 24 hull 9 hull 77 stk. 45 mm hull + 4 grovhull

Dette stemmer med det vi antok da vi startet. Ved starten av planleggingen fant vi under punkt b at det burde være 81 hull i salven. Når vi nå er kommet fram til 77 + 4 hull, stemmer dette helt. Vi måtte vært fornøyd med 81 +/- 4 hull.

Figur 7.17 Boreplan for en 50 m2 tunnel. Når kravene til kontur er strenge, må kranshullene stå tett

f) Neste skritt er å bestemme tennertype og tenningsrekkefølge. Vi velger Nonel-LP, som har 25 intervallnummer, fra nr. 0 til nr. 60. Nr. 0 har 25 ms forsinkelse. De andre har forsinkertider som er lik tennernummeret • 100 ms. Tunnelsprengning

145

De disponible tennernumrene er 0. 1. 2, 3, 4, 5, 6. 7, 8. 9, 10, 11. 12, 14, 16. 18, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 og 60. Vi starter med nr. 0 i kuttens senterhull. Figur 7.18 viser en detalj av kutten.

Det store antallet intervaller som er til disposisjon, gir oss anledning til å gi hver enkelt ladning god utslagmulighet.

9«

10«

8

Figur 7.18 Intervallnumre i kutten følger vanlig oppsett

Figur 7.19 Strossingen starter på intervall nr. 11. Når alle disponible intervallnummer blir utnyttet, får vi lettest mulige utslag for alle ladningene

g) Tenning av salven utføres greit med buntopptenning. Hvis vi bruker Nonel-buntopptenner, kan vi ha opptil 20 slanger i hver bunt. Her blir det fire bunter.

Figur 7.20 Nonel-buntopptenner kan tenne 20 slanger. I den bunten hvor vi starter, tennes tre slanger, som går til andre bunter og 17 intervalltennere

146

Kapittel 7

Vi kan bruke slangen til den midterste bunten som star­ ter, og gjerne tenne den med fenghette og lunte. Lunta må da være så lang at vi har god tid til å gå langt nok ut i tunnelen. Vi må gå minst 200 m vekk fra salven. Lufttrykket blir ubehagelig hvis vi ikke går helt ut av tunnelen før det smeller. Liggere lades vanligvis med dynamitt. Slurry gir gunstige ladninger i kransen.

Oppgaver 1 Konstruer en kutt med bare ett uladet grovhull på 102 mm når vi ellers borer med 45 mm krone. 2 Konstruer en kutt med ett grovhull på 127 mm og de andre hullene på 64 mm. 3 Lag en fullstendig sprengningsplan for tunnelen som er vist på figur 7.6, forutsatt at vi bruker 45 mm krone.

4 Sett opp en bestillingsliste for alt sprengningsmateriell som er nødvendig for en salve som i oppgave 4.

Tunnelsprengning

147

Grøftesprengning Mål: Når du har gjennomgått dette kapitlet, skal du • kunne sette opp en boreplan for grøfter • kunne bestemme ladningsmengden for grøfter • vite hvordan vi sprenger mastegrop og synk

Metoder for grøftesprengning Grensen mellom pallsprengning og grøftesprengning kan være vanskelig å definere. Vanligvis er grøftene smale og grunne, og sprengning av paller (helskjæringer) med bredder mindre enn 3,0 m regnes som grøftesprengning. Ved grøftesprengning er innspenningen stor, og den øker når bredden blir mindre. Det kreves derfor tett boring og høy spesi­ fikk ladning. (Ladningen oppgis i kg/m3.) Ved å sette hullene godt på kast med helling fra 4 : 1 til 3 : 1 i grøftas lengderetning reduserer vi innspenningen i bunnen.

Til grøftesprengning bruker vi småhull (borgang 11 og 12) eller grovhull (2" og 21/2").

Hullene kan settes parallelle i grøftas lengderetning eller på skrå innover langs veggflatene. Grøftebredden angis alltid som bredden i bunnen av grøfta. Se figurene 8.1 og 8.2.

Oppriss

Grunnriss

Grøftebredde Ingen hullhelning langs veggflatene

Snitt

Figur 8.1 Kastretningen for hullene går her parallelt med grøftas lengderetning

148

Kapittel 8

Figur 8.2 Hullene er boret skrått innover for å få en penere vegg. Da blir også innspenningen i fjellet noe mindre

Av og til blir det stilt spesielle krav til veggene i grøfta. Da må vi sette hullene på skrå både i utslagsretningen og innover.

Alle hull må bores parallelle i kastretningen og til samme dybde under prosjektert grøftebunn. Ved vanlige grøftesprengninger bruker vi fra to til fire hull i bredden og en forsetning på 0,4-0,8 m, avhengig av grøftas dybde og bunnbredde. Den minste forsetningen brukes ved smale grøfter og ved store grøftedybder. Hullene bores minst 0,25 m under prosjektert bunn. Ved grøftesprengning bruker vi millisekundtennere. Figur 8.3 viser bore- og tenningsplaner. Når vi har to hull i bredden, bør vi sette hullene i sikksakkmønster. Når vi har tre eller fire hull i bredden, bør vi trekke de midterste hullene i hver rad litt fram.

Ladningsberegning Hva som er nødvendig ladning i borehullene, varierer blant annet med fjellets karakter og slepperetninger, grøftebredder og hullhelling, og med forsetningen. Grøftesprengning krever derfor erfaring, og på nye steder bør vi alltid prøvesprenge og deretter justere ladningen, eventuelt forsetningen. Det fins flere måter å bestemme ladningsmengden på. Vi skal ta for oss to brukbare metoder:

•

•

Figur 8.3 Bore- og tenningsplaner for grøfter med forskjellige bredder

Metode 1 tar utgangspunkt i et diagram som gir erfarings­ data for spesifikk ladning. (Diagrammet viser hvor mange kilo sprengstoff vi trenger per kubikkmeter fast fjell.) Metode 2 benytter tabeller som viser vanlig brukte boremønstre, ladninger og tennerfordeling. Grøftesprengning

149

Metode 1 Erfaringsdata fra en rekke sprengninger utført i ulike bergarter finner du i diagrammet på figur 8.4.

På figuren finner vi gjennomsnittlig spesifikk ladning for grøf­ ter med bredder opptil 2,0 m og dybder inntil 3,0 m. For grøftedybder mellom 4 og 6 m må verdiene økes med 20-40 %. De oppgitte verdiene gjelder for borserie 11. Ved bruk av grovhull (2" og 21/2") må sprengstoffmengden økes med 10-20 %.

Ved hjelp av dette diagrammet kan vi anslå sprengstoffmeng­ den per kubikkmeter fjell når grøftebredden og grøftedybden er gitt. For å bestemme ladningen per hull regner vi ut hvor mye fjell hvert enkelt hull skal bryte ut, og multipliserer dette tallet med den spesifikke ladningen (oppgitt i kg/m3). Vi finner kubikkmeter fjell for hvert hull:

B er grøftebredde, D er grøftedybde, V er forsetning, og K er an­ tall hull i bredden.

Vi finner ladningen per borehull: Q = M-q

q er spesifikk ladning. Omtrent halvparten av den beregnede ladningsmengden plas­ seres som bunnladning, resten som godt fordelt pipeladning.

Ved særlig grunne grøfter (under 1 m dype) bruker vi bare bunnladning og ingen pipeladning. Ved særlig dype grøfter (dypere enn ca. 4 m) er gjerne vekten og lengden av pipeladningen større enn bunnladningen. Vanlig forladning (fordemming) er mellom 0,5 og 0,7 m i småhull og ca. 0,7-1,3 m i grovhull.

Kanthullene lades ofte noe høyere enn midthullene i grøfta.

150

Kapittel 8

Figur 8.4 Diagram for spesifikt sprengstofforbruk ved grøftesprengning Kurve I: Tungsprengt fjell Kurve 11: Lettsprengt fjell Kurve III: Normalt fjell

Som forladning bruker vi sand, velgradert grus eller borkaks. Til bunnladning bruker vi dynamitt som presses godt sammen med ladestokken.

Pipeladningen kan være Glynit eller dynamitt og avstandsstykker av papprør eller trepinner. Tenneren plasseres i bunnladningen. I dype og trange grøfter med stor innspenning er faren for bakbrytning til stede. I slike tilfeller er det hensikts­ messig å bruke to tennere av samme nummer i hvert hull.

Metode 2 Disse tabellene viser vanlige boremønstre, ladninger og tennerfordelinger ved grøftesprengning. Det kan ofte være nød­ vendig å justere salveplanene av hensyn til fjellet og omgivel­ sene (rystelser, sprut osv.).

HULLDYBDE VED HELNING 3 :1

0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,8 2,3 2,8 3,4 4,0 4,6

M

KG PER HULL

KG PER HULL

KG PER HULL

BUNNL.

BUNNLADNING

BUNNLADNING

7,1

'

6

1

1.4

51

•

, 8 ’

:

8 i

I 4

*

4

7 •

7

8 i -i

r‘ 1—i V *

I:

|8 '

PER HULL

/

;

-1

I4

3

3

4 1

i

*

—*

*'

'2 • i

1 12, •-------• •!

*1

PIPELADNING

M

FORSETNING, V

M

GRØFTEDYBDE

Tabell 8.1 Bore- og ladetabell ved borserie IL Merk at tabellen er utregnet for maksimal forsetning og med en helling på hullene lik 3:1. Vi bør også ta hensyn til mulig feilboring. Kilde: Dyno Industrier AS

WtouAiUUwJ 1

0,4 0,6 0,6 0,8 » » » » » » »

0,71

0,05 0,10 0,15 0,15 0,15 0,20 0,25 0,30 0,40 0,50 0,60

•

0,7 - l,5m*

0,05 0,10 0,15 0,15 0,15 0,20 0,25 0,30 0,40 0,50 0,60

0,05 0,10 0,20 0,20 0,25 0,30 0,35 0,45 0,55 0,65 0,80

0 0 0 0,10 0,20 0,25 0,35 0,45 0,60 0,70 0,80

Grøftesprengning

151

Tabell 8.2 Bore- og ladetabell for grøfter ved boring med 2" krone. Med grøftebredder på 2,0 m øker vi pipeladningene med 25 %

Grøftedybde (D)

Hulldybde

Forsetning (V)

m

m

m

Grøftebredde i bunnen(B) 1,0 m, tre hull i bredden

Grøftebredde i bunnen(B) 1,5-2 m, tre hull i bredden

i kg/hull forutsatt 0,4 kg/m

1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

1,4 2,0 2,5 3,1 3,6 4,1 4,6

0,8 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1

0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,75 0,90

0,25 0,40 0,55 0,65 0,75 0,95 1,15

0,20 0,35 0,50 0,75 0,90 1,10 1,30

Bunnladning i kg/hull

Praktiske eksempler på planlegging av grøftesprengning Eksempel på bruk av diagram En grøft skal sprenges i en bredde, B, på 1,0 m og en dybde, D, på 1,5 m. Fjellet er middels sprengbart. Borserie 11 skal brukes.

Figur 8.4 viser at spesifikk ladning for en 1,0 m bred grøft i middels sprengbart fjell er ca. 1,1 kg/m3. Vi velger V = 0,7 m. Antall hull i bredden, K, er 3.

Kubikkmeter fjell per hull: M =

= 0,35 m3

Eadning per hull: 0 - 0,35 ■ 1,1 - 0,385 kg

Som bunnladning bruker vi 200 g, som tilsvarer 2 stk. 22 mm x 200 mm Dynamit. Resten, som er på 185 g, forde­ les som pipeladning. Eksempel på bruk av bore- og ladetabell I bore- og ladetabellen for borserie 11 finner vi at for en grøft der bredden, B, er 1,0 m, og dybden, D, er 1,5 m, er • forsetningen, V - 0,8 m • bunnladningen, Qb = 0,20 kg • pipeladningen, Qp - 0,25 kg • samlet ladning, 0 - 0,45 kg per hull

Det skal være tre hull i bredden.

Vi finner kubikkmeter fjell per hull: M = 1,0 • K? • 0,8 = Q 4Q m3/hull Vi finner den spesifikke ladningen:

q“

152

0 0,45 , . , i M" 0,40 ~1113 k§/m Kapittel 8

Pipeladning

Mastegrop og synk for kum

/ z

'

Sprengning av grop for mast

o^=> '

x u

4

x

Tallene angir millisekundtennernummer

/

Målet for en mastegropsprengning er å få en grop som er til­ strekkelig dyp og har et tverrsnitt som ikke er større enn at den mastetypen den er beregnet for, kan fastkiles forsvarlig.

G r y t ebrenning Ved mastegropsprengninger bruker vi ofte den gamle metoden med grytebrenning. Ved fri skyting borer vi som regel til full dybde, brenner og skyter opp hele gropen i én sprengning med en ladning som er avhengig av fjellet, men som oftest er på 1,5 kg ved groper på 1,5 m. Det er veldig viktig å avkjøle godt etter brenningen før vi fører nytt sprengstoff i hullet. Hvis vi trenger å være enda mer forsiktige, skyter vi ut gropen i flere etapper ved å sette hullene på skrå mot eventuelle slepper som hullet kan ha utslag mot. Denne framgangsmåten gjør at fjel­ let blir sterkt opprevet, gropen blir kraterformet, og det blir ofte vanskelig å få låst masten ordentlig fast.

4 - S stk 22 * 200 Dynamit

Figur 8.5 Sprengning av mastegrop

For å få en grop med rette vegger og gjøre minst mulig skade på fjellet er det nødvendig å bore tett etter bestemte mønstre. En god metode er å bore et senterhull til full dybde og foreta en enkel brenning. I de fire hjørnene av gropen borer vi hull svakt på kast innover mot sentrum. Hjørnehullene bores gjerne til noe over halv dybde. Vi bruker millisekundtennere. Figur 8.5 viser et eksempel på tenningsplan og lading.

En ulempe med denne sprengningsmåten er brennin­ gen og boringen i de hullene som allerede er skutt. Derfor gjelder viktige sikkerhetsregler. Når gryta bren­ nes, blir varmen magasinert i fjellet. Når vi avkjøler gryta, må vi være oppmerksomme på at det ikke er nok at fjellet blir avkjølt bare i umiddelbar nærhet. På grunn av oppvarmingen av sprengstoffet i gryta er det stor fare for at sprengstoffet kan gå av. Fjellet må bli avkjølt over et så stort område at varmen ikke strøm­ mer tilbake til gryteveggene og fører til eksplosjon i utide. Dette har ført til mange sprengningsulykker. Gryta må være tilstrekkelig avkjølt før vi kan gjenta ladingen.

Figur 8.6 Grgtesprengning kan være farlig. Vi brenner gjentatte ganger med små ladninger, og fjellet blir varmet opp. Ventetiden må forlenges etter hver brenning. Vannkjøling er effektivt

Grøftesprengning

153

Vi kan også sprenge ut groper ved å bruke parallellhullkutter etter det samme prinsippet som for tunnelsprengning. Se figur 8.7.

• Ladet

° Uladet

Figur 8.7 Sprengning av mastegrop med parallellhullkutt

Slike framgangsmåter krever betydelig borearbeid. Ved mastegropsprengninger blir det en del steinsprut på grunn av sterk innspenning og konsentrerte ladninger.

Sprenging av synk Synksprengninger, brønnsprengninger og kumsprengninger utfø­ res vanligvis etter de samme prinsippene som for tunnel­ sprengninger eller mastegroper. Det er bare én fri fjellflate, og det fører til at fjellet er svært innspent. Prinsippet er først å sprenge en åpning i fjellet ved hjelp av en eller annen kutt.

154

Kapittel 8

Deretter strosser vi mot denne åpningen. Strossingen kan sammenliknes med pallsprengning, men krever noe større lad­ ning.

Synker med små tverrsnitt kan også sprenges med parallellhullkutt som vist på figur 8.7. Med ekstra strosserader kan vi få det tverrsnittet vi ønsker.

Større synker kan bores med plogkutt (kilkutt) eller viftekutt. Figur 8.8 viser et eksempel på en boreplan for synk med et viftekutt eller solfjærkutt. Solfjærkutten kalles også sidekutt eller strossekutt, fordi prinsippet er å strosse mot den frie over­ flaten. Solfjærkutten har relativt liten innspenning og er derfor mer lettskutt enn de fleste andre kutt.

I bebygde strøk der det er nødvendig å gå forsiktig fram på grunn av faren for rystelser og sprut, er det best å bruke sol­ fjærkutt. På grunn av innspenningen og store, konsentrerte ladninger ved sprengning av synk må dekningen være god og tung. Se kapittel 12 om dekking av salver.

8

6 4 2

9^

7 5_3________

■z —

10

8 6 4

--

------- *------- •— a----------------------- —

=—

5

7

9

10

11

J__ ——

7

w--------w--------- -a

Figur 8.8 Bore- og tenningsplan for synk

Når vi sprenger synk, er det fare for å bore på gammelt spreng­ stoff. Vi må alltid sørge for å renske godt opp i hull som er sprengt, og forvisse oss om at ansetten kommer utenom de gamle hullene.

Oppgaver 1 Gjør rede for hvilke boremønstre som er aktuelle ved grøftesprengning. 2 Vi skal sprenge en grøft som er 1,2 m dyp, 60 cm bred og 35 m lang. Det skal bores med serie 11. Sett opp boreplan, ladeplan og tenningsplan. Hvor mange salver vil du ha? Sett opp en bestillingsliste for alt materiell som trengs.

3 Vi skal sprenge en grøft som er 3,3 m dyp, 1,7 m bred og 18 m lang. Sett opp boreplan, ladeplan og tenningsplan. Bestem antall salver og sett opp en bestillingsliste for alt materiell.

4 Hvor mye tror du det koster å kjøpe tenn­ midler og sprengstoff til grøfta i oppgave 3? Regn ut beløpet for hele grøfta og per løpemeter grøft.

Grøftesprengning

155

Blokksprengning Mål: Når du har gjennomgått dette kapitlet, skal du

• kjenne til hvilke metoder vi kan bruke for å sprenge steinblokker • kunne beregne nødvendig ladningsmengde for spretting og bjønning

Generelt Vi kan knuse blokker eller stor stein ved å sprenge på flere måter. På steder der et større antall blokker til stadighet skal knuses, for eksempel på et pukkverk, har det blitt vanlig å bruke hydraulisk utstyr på traktor eller gravemaskin isteden­ for å sprenge. Både av sikkerhetsmessige og økonomiske årsa­ ker bør du alltid vurdere bruk av hydraulisk pigg ved mer om­ fattende blokknusingsarbeider.

Spretting Spretting av blokk utføres enklest ved at vi plasserer et vanlig sprengstoff, for eksempel dynamitt, i borehull som er plassert slik at ladningen eller ladningene kommer under steinens tyngdepunkt. Det betyr at vi vanligvis må bore 2/s av tykkel­ sen på steinen. Svartkruttlunte

Forladning (sand) Fenghette

Sprengstoff, ca. 60-100 g/m3 stein Spretting med lunte og fenghette Elektrisk tenning (helst moment)

Ladning

Sprengstoff

Spretting med elektrisk tenning

156

Kapittel 9

Figur 9.1 Spretting av stein. Hull bør bores til 2I3 av steinens tykkelse for å unngå mye sprut

Vi kan regne med at det trengs 60-100 g sprengstoff per kubikkmeter blokk. Vi bør prøve oss fram, fordi det spesifikke sprengstofforbruket varierer fra bergart til bergart. Forbruket av sprengstoff kan også være avhengig av småslepper og sprekker i blokkene som ikke er synlige. Metoden gir en del sprut, men sjelden store luftsjokk. Der det er praktisk, bør borehullene etter ladingen fordemmes med sand eller borkaks. Fordemming ved å helle vann i hullene og slå i en trepropp er meget effektivt og kan redusere spreng­ stoffmengden opptil 50 %.

Det kan være vanskelig å dekke ved sprettskyting, men vi kan redusere faren for småsprut ved å bruke fiberduk eller liknende som dekningsmateriale. Når det er mye spretting i et steinbrudd, vil vi helst unngå å dekke. Det har lett for å bli slik at enkelte steiner lades for kraf­ tig. Det fører til sjenerende eller farlig sprut.

Vi reduserer steinsprut på to måter: • •

Ladningen plasseres dypt i steinen. Vi unngår overladning.

Når ladningen plasseres dypt nok, dvs. under steinens tyngde­ punkt, slår den verste småspruten ned i bakken.

Det tar for mye tid å beregne volumet av alle steinene og å til­ passe ladningsstørrelsene etter dette. Vi bruker isteden en ladestokk der ladningsmengden er påført for forskjellige hulldybder. Dermed er det ingen risiko for overlading. Ladestokken fungerer dermed som et ladeskjema. Se figur 9.2.

Figur 9.2 Ladestokk med angitte sprengstoffmengden for spretting. Når stokken stikkes i hullet og vi leser av angitt dynamittmengde, unngår vi overladning

I steiner der lengden er vesentlig større enn tykkelsen, må vi bore flere hull.

Påleggsskyting Påleggsskyting (bjønning) er en brukbar løsning der vi ikke har boreutstyr for hånden. Sprengstoffet plasseres oppå blokken som skal knuses, og i så nær kontakt med den som mulig. Det er derfor mest praktisk å bruke et plastisk sprengstoff, for ek­ sempel dynamitt eller spesialsprengstoffet Bjønnit. Bjønnit er patroner med særlig høy detonasjonshastighet. Blokksprengning

157

Sprengstoffet plasseres mest mulig rett over steinens tyngde­ punkt. Vi må fordemme skikkelig med leire eller blot, steinfri jord for at mest mulig av effekten ved detonasjonen skal gå til å knuse steinen. Jo bedre vi utforer fordemmingen, desto bedre blir sprengvirkningen. Se figur 9.3.

Figur 9. 3 Sprengning med påleggsladning

Ved bjønning vil den nødvendige sprengstoffmengden per kubikkmeter variere ganske mye, avhengig av bergarten og blokkstørrelsen. Det betyr at du ofte må prøve deg fram. Som en tommelfingerregel kan du normalt regne med et sprengstofforbruk på ca. 500 g/m3 stein, altså omlag åtte ganger så stort spesifikt forbruk av sprengstoff som ved spretting.

Bjønning har flere ulemper:

•

•

Detonasjonen av ladningen vil føre til et svært kraftig smell. Bruk av så store ladninger uten dekning gir et kraftig lufttrykk og kan knuse vinduer på stor avstand fra sprengningsstedet.

Bjønning gir normalt liten fare for sprut. Selv om du skulle ønske å dekke, er det lite praktisk, fordi påleggsladningen vil gi store skader på dekningsmaterialene.

Sprengstoff anbrakt i jordhull under steinen Ved sprengning av blokk eller stein som ligger mer eller mindre nedgravd i løsmasser, kan det ofte være en god løsning å grave eller spette et hull ved siden av steinen. En passende ladning må plasseres mest mulig samlet og tett inntil steinflaten. Du må ikke grave hullet større enn at sprengstoffet så vidt får plass mellom steinflaten og den urorte løsmassen. Se figur 9.4.

158

Kapittel 9

,------ Lunte/tennerledning .... r, .

.1 .

/

.

pj/ ------------ Fordemming/gjenfylling ---------------- — Sprengstoff

Figur 9.4 Blokksprengning med ladning nedgravd under steinen

Etter at ladningen er plassert, må du omhyggelig fylle igjen hullet (fordemme), helst med leire eller våt jord. Da vil sprengstoffeffekten i størst mulig grad brukes der den er til nytte altså på steinen. Sprengstofforbruket kan også her variere noe, men som et ut­ gangspunkt må du regne med samme sprengstofforbruk som ved bjønning, det vil si 500 g/m3. Fordi ladningen plasseres mer eller mindre under steinen, må du være oppmerksom på at det er stor fare for sprut og fram­ kast av store deler av steinen. I verste fall kan du risikere at steinen er nesten like hel, men at den kastes flere meter opp av hullet. Dekningen blir best hvis vi bruker tunge gummimatter. På den måten dekker vi for sprut, og vi kan til en viss grad holde større deler av steinen tilbake. Hvis det er vann i grunnen, må vi bare bruke tennere og tennmetoder som tåler fuktighet og vann.

Oppgaver 1 Tegn en tilnærmet kulerund stein med diameter ca. 63 cm. Vis hvordan du borer hull i steinen, og angi ladningsmengden.

2 Tegn en avlang stein. Den er kantet, med en største lengde på 1,6 m og største bredde 0,9 m. Tykkelsen i den ene enden er 0,7 m og i den andre enden 0,55 m. Vis hvordan vi setter hull og lader.

3 Steinen på figur 9.3 har en største lengde på 1,1 m. Finn ladningsmengden.

Blokksprengning

159

Undervannssprengning

10

Mål: Når du har gjennomgått dette kapitlet, skal du

• vite hvordan sprengningsarbeider foregår under vann • kunne beregne boreplan og ladningsmengde for enkle sprengningsarbeider under vann • vite hvordan trykkbølger i vann kan dempes

Generelt Med undervannssprengning mener vi sprengninger der salven helt eller for en stor del er dekket av vann. Komplikasjonene på grunn av dette gjør at undervannssprengning er dyrere og mer tidkrevende enn vanlig pallsprengning.

Sprengningsteknisk skiller undervannssprengningen seg ut ved at tyngden av vannet utgjør en ekstra motstand som må overvinnes. Denne motstanden øker med vanndybden. Faren for tenningsfeil og overslag øker også. Det kan lett gi grove blokker som skaper problemer for utlastingen. Spretting under vann er dessuten komplisert og kostbart. Boring under vann blir ofte mindre nøyaktig enn ellers, fordi ansett, retning og lengde av borehullene kan være vanskelig å kontrollere. Dessuten er det fare for at hullene dekkes av slam, noe som gjør det umulig å lade.

For å kompensere for disse vanskelighetene er det nødvendig å bore og lade mye mer enn ved vanlig pallsprengning. Behovet for boring og lading øker jo større vanndybden er.

Som ved alle sprengningsarbeider må vi utarbeide sprengningsplaner på grunnlag av nødvendige forundersøkelser. Vi bør legge stor vekt på nøyaktige planer nettopp ved slike sprengningsarbeider, fordi konsekvensene av feilvurderinger kan bli store, både økonomisk og på andre måter.

160

Kapittel 10

Ladningsberegning Ved undervannssprengning blir den spesifikke ladningen ofte dobbelt så stor som med tilsvarende sprengning på land. Det er vanlig å bruke vertikale hull av hensyn til boring, lading og kontroll. For å oppnå så enkelt boremønster som mulig er forsetningen som regel lik hullavstanden. Dette gjør at utslaget i bunnen blir noe tyngre, og vi øker derfor ladningsmengden med 10 %. Vanntrykket kompenseres ved at vi øker den spesifikke lad­ ningen med 0,01 ganger vanndybden i meter.

Ligger det leire over fjellet, øker vi den spesifikke ladningen med 0,02 ganger leiredybden. For å oppveie feilboring og dess­ uten sikre tilstrekkelig framkast øker vi den spesifikke ladning­ en med 0,03 ganger pallhøyden. Boreplanene beregnes på grunnlag av nødvendig spesifikk lad­ ning og ladningskonsentrasjonen per meter borehull. For å sikre god bunnkontur og lett utkast setter vi underbo­ ringen lik forsetningen, men aldri under 0,8 m. Den uladede delen av hullet settes lik forsetningen og minst til 0,5 m. Hulldiameteren velger vi i første rekke på grunnlag av pall­ høyden og vanndybden. Borserie 11-12 blir vanligvis brukt ved pallhøyder under 5 m og vanndybder under 10 m. 2-21/2" hull brukes ved pallhøyder opptil 15 m og vanndybder opptil 20 m.

Eksempel Vi skal utføre undervannssprengning basert på disse forut­ setningene:

Borehulldiameter: 64 mm Vanndybde: 15 m Pallhøyde: 6 m (bart fjell) Vi bruker vertikale borehull, og ladningen utføres med ladeapparat. Spesifikk ladning ved tilsvarende sprengning på Undervannssprengning

161

land settes til 0.5 kg/m3. Vi forutsetter fri sprengning. Nødvendig spesifikk ladning blir slik:

^våt = qtørr ’ 1'1 + 0’01 ’ Hvann + 0.03 • Hfjell qvåt = 2 ■ 0.5 • 1,1 + 0.01 • 15 + 0,03 -6 = 1.1 + 0.15 + 0,18 = 1,43 kg/m3 Ladningskonsentrasjonen blir: 1=

d2 1000 =

642 1000 =4’1kg/m

ai . i n Ladningskonsentrasjon 4,1 _ o„ Areal per borehull: spesfflk£ ladning = 1 43 =2, 87 n?

Vi forutsetter at V = E = ^2,87' = 1,7 m Underboring, U = V = 1,7 m

Hulldybde, H = 6,0 + 1,7 = 7,7 m

Sprengningsmetoder Undervannssprengning kan utføres enten av dykkere på bun­ nen eller fra overflaten ved hjelp av flåter eller plattformer. Dette gjelder både boring og lading. Utstyret må kunne plasse­ res i en slik stilling at boringen blir presis nok. Dessuten må vi lett kunne flytte på utstyret under sprengning. Ved mindre sprengningsoppgaver er det mest aktuelt å bruke dykkere, særlig der det blir stilt store krav til nøyaktig kontur. Det vanlige er at selve boringen blir utført fra flåte, mens dyk­ keren hjelper til med ansett og lading. Hvis det er løsmasser over fjellet, kan det være nødvendig først å bore et foringsrør gjennom løsmassene og et lite stykke ned i fast fjell. Deretter blir hullet boret ferdig gjennom røret med mindre hulldimensjon og skjøteborutrustning. Ladingen kan skje via en plastslange fra overflaten som føres ned gjennom et eventuelt foringsrør til fast fjell. Passende hulldimensjon er i slike tilfeller 50-70 mm. Se figur 10.1.

Under boringen må vi føre nøyaktig protokoll med opplysnin­ ger om rekkenummer. hullnummer, vanndybde, tykkelse på eventuelle løsmasser og fast fjell. Disse opplysningene danner

162

Kapittel 10

Figur 10.1 1 fjellet er det boret gjennom et foringsrør

grunnlaget for planleggingen av sprengningen. Vi må også ta hensyn til eventuelle skader som flodbølgene kan føre til. Før ladingen starter, rengjører vi hullene og kontrollerer dem på nytt.

Sprengstoff og tennmidler Ved valg av sprengstoff må vi legge spesiell vekt på vannbestandigheten i forhold til den tiden vi maksimalt kan risikere at sprengstoffet blir liggende i borehullene. Det er vanskelig å oppgi eksakte tider for vannbestandigheten hos de enkelte sprengstoffene. Det avhenger blant annet av om borehullet er gjennomskåret av vannførende sprekker, hvor sterk strømning det er i vannet, og hvor godt sprengstoffet er pakket. Normalt skulle vi være på den sikre siden om vi regner med at dynamitt kan brukes når ladningene blir stående opptil to døgn og vanndybden er under 6 m. Hvis vanndybden er over 6 m, eller ladningen blir stående opptil tre uker, bruker vi ekstra dyna­ mitt. På store dybder, på steder med sterk strømning i vannet, og der ladningene kan bli stående over tre uker, brukes sprenggelatin.

Undervannssalver lades helst med trykkluftdrevet ladeapparat. Det er meget viktig at ladeapparatet er driftssikkert. For å kompensere mottrykk i vannet kan det ved lading på større dyp være nødvendig å senke ladeapparatets reduksjons ventil ned i vannet. I fjell med store, åpne sprekker kan det være van­ skelig å bruke ladeapparat. Her kan det være nødvendig å føre plastrør ned i borehullet før lading eller bruke ferdige rørlad­ ninger som er tilpasset de enkelte borehullene. Under ladingen fører vi protokoll over ladningsmengden og tennernummeret for hvert borehull.

Vi må bruke millisekundtenning for at sprengningsforløpet skal fungere riktig. Elektrisk tenning eller bruk av Nonel er derfor en forutsetning. Vi bruker minst to tennere med forster­ ket isolasjon i hvert hull som koples til hver sine serier for å øke sikkerheten for fullstendig detonasjon. Ved elektrisk tenning må vi dessuten kontrollere motstanden i hver tenner nøye. I tillegg kontrollerer vi jordfeil. Eventuelle skadede tennere blir byttet ut. Skjøting og kopling av tennerledninger bør helst ikke gjøres under vann. I stedet kan vi føre ledningene fra hver ten­ ner opp til en koplingsflåte, en line eller liknende. Se figur 10.2. Undervannssprengning

163

Tennapparet

Koplingsflåte

Figur 10.2 Bruk av koplingsflåte

Å få en vanntett kopling, spesielt ute på anlegg, er ikke helt enkelt. Forsøk har vist at denne metoden gir et bra resultat, samtidig som den er ganske enkel: De avisolerte og sammenviklede ledningsendene stik­ kes inn i en koplingshylse nr. 2, som er spesielt bereg­ net på våte arbeider. Deretter bøyer vi hylseendene mot hverandre om midten. Vi dypper til slutt skjøten to-tre ganger i en spesiell flytende masse som er var­ met opp, slik at den blir forseglet. Se figur 10.3.

Figur 10.3 Vi stikker skjøtene først inn i en koplingshylse som er fylt med fett. Deretter dypper vi hylsen og litt av ledningen ned i smeltet isolasjonsmasse

164

Kapittel 10

Det er meget viktig å bruke et tennapparat med tilstrekkelig kapasitet. Det bør ikke koples flere tennere i serie enn 2/s av det antallet som tilsvarer apparatets kapasitet. Dessuten må appa­ ratet behandles forskriftsmessig og kontrolleres med visse mel­ lomrom.

Demping av trykkbølger i vann Ved sprengning under vann oppstår det trykkbølger som kan føre til skader på konstruksjoner eller fartøy selv i stor avstand fra sprengningsstedet. For å holde dette trykket så lavt som mulig må vi først og fremst passe på at sprengstoffet ikke kom­ mer for høyt opp i hullene eller i direkte kontakt med vannet. Hvis fjellet er dekket med løsavleiringer, bidrar det til å dempe trykkbølgene. Borehullene bør ikke i noe tilfelle lades høyere enn 15 • hulldiameteren på toppen. Hullene bør fylles igjen med et stoff som ikke tar opp vann, for eksempel hurtigbindende betong. For ytterligere å redusere trykkbølgene i vannet kan vi lage en gardin av luftbobler mellom sprengningsstedet og de følsomme konstruksjonene. Slik kan vi redusere trykk­ bølgene betydelig.

. Oppgave. Et lite undervannsskjær skal sprenges vekk. Det samlede arealet som skal sprenges, er ca. 35 m2. Toppen av skjæret er 2,5 m under vannspeilet. Sprengningsplanet ligger 5,5 m under vannspeilet. Det midterste partiet av båen, ca. 10 m2, har nesten jevn høyde. Høyden av det som ellers skal sprenges, avtar mot null på alle kanter. Vi skal bore med 48 mm krone. (Situasjonen likner altså på båen på figur 10.2.) Sett opp boreplan, tennerplan og ladningsplan.

Undervannssprengning

165

11

Ristingar Mål Når du har gått gjennom dette kapitlet, skal du • kjenne til korleis ristingar spreier seg ut frå detonasjonsstaden • kjenne prinsippa for korleis vi vurderer tillaten svingefart for sprengingsinduserte vibrasjonar • kunne rekne ut tillatne ladningar for tillatne ristingar

Generelt I samband med ei sprenging går noko av energien i spreng­ stoffet med til å skape ristingar som kan sjenere eller skade om­ givnadene.

For å sprengje fjell må det frigjerast forholdsvis store mengder energi på kort tid. Mesteparten av denne energien blir brukt til å knuse fjellet og kaste det fram. Noko av energien går over til varme.

Ein del av energien (om lag 10 %) går med til å setje omgivna­ dene (fjell, luft eller vatn) i rørsle. Det kan skade bygningar, in­ stallasjonar eller andre konstruksjonar, og menneske opplever det ofte som ubehageleg. Det kan igjen føre til klager eller til krav om erstatning på grunn av skadar. Energi som blir overført gjennom grunnen - i lausmassar eller fjell - kallar vi vibrasjonar eller ristingar (grunnristingar). Energi overført gjennom luft blir kalla lufttrykkbølgjer eller luftstøytbølgjer, og energi overført gjennom vatn bør kallast vassstøytbølgjer. Litt feilaktig bruker vi ofte uttrykket sjokk (vasssjokk, luftsjokk, sjokktrykk) om desse fenomena. Eigentleg er sjokk noko som skjer nær ladningen og der forplantingsfarten blir større enn lydfarten i mediet.

166

Kapittel 11

Nynorsk

Bokmål

Risting

Rystelse

Bølgjerørsle Energioverføringar som kjem av sprengingar, skjer som bølgjerørsler. Vi skil mellom ulike typar bølgjer, avhengig av korleis rørslene går.

Nynorsk

Bokmål

Bølgjerørsle

Bølgebevegelse

Dersom ei kraft verkar på eit punkt, blir punktet skyvd ut av stilling. Storleiken på forskyvinga er avhengig av storleiken på krafta og av det mothaldet punktet har. Forskyving av eit punkt verkar på nabopunktet, som igjen verkar på neste punkt, osv. Dersom vi tek krafta bort, fell punkta raskt til ro. Dersom krafta som fører til ei rørsle, varierer, får punkta ei rørsle omkring si eiga nullstilling. Det utviklar seg ei bølgje­ rørsle. Ei slik bølgjerørsle overfører energi frå ein stad til ein annan utan å flytte masse.

Det beste biletet på ei kortvarig bølgjerørsle får vi dersom vi slepper ein stein ned i eit stille vatn. Det breier seg da bølgjer ut over vassflata som ringar. Om vi til dømes legg ein kork på vassflata eit stykke frå staden der steinen blir sleppt, viser kor­ ken korleis eit punkt blir sett i rørsle. Korken kjem i rørsle når bølgja passerer, men legg seg til ro på den opphavlege plassen etterpå dersom ikkje andre krefter har påverka han i mellom­ tida.

Vi kan skilje ulike bølgjer eller bølgjerørsler frå kvarandre der­ som vi studerer overføringa frå punkt til punkt, den farten bølgja forplantar seg med, og kvar i mediet bølgja eksisterer. Dei bølgjene som blir overførte inne i eit medium med same materiale, kallar vi mediebølgjer. Bølgjer som forplantar seg langs overflata av eit materiale, kallar vi overflatebølgjer. Vi skil mellom longitudinale bølgjer og transversale bølgjer. Longitudinale bølgjer er svingingar som skjer i rørsleretninga. Vi kan tenkje oss eit langt jernbanetog der ein støyt i enden av toget får den første vogna til å klemme saman bufferane mot neste vogn, slik at rørsla blir overført til denne vogna. Slik kan støyten forplante seg gjennom heile toget. Transversale bølgjer er svingingar vinkelrett på rørsleretninga til bølgja. Partiklane svingar opp og ned, eller mot høgre og venstre, i forhold til den rørsleretninga bølgja har.

Overflatebølgjer får størst verknad når dei verkar saman med sprengingsinduserte vibrasjonar. Ristingar

167

Figur 11.1 viser sterkt forenkla korleis dei ulike bølgjene for­ plantar seg fra sprengingsstaden.

Figur 11.1 Bølgjerørslene breier seg sirkelforma ut frå detonasjonsstaden

Forplantingsfart eller utbreiingsfart er eit karakteristisk trekk

for bølgjerørsler og skil ulike bølgjetypar frå kvarandre.

I ei bølgjerørsle på vatn er avstanden mellom to bølgjetoppar lik bølgjelengda. Bølgjelengda måler vi gjerne i meter. Toppane ligg høgare enn vatnet når det er i ro, og bølgjedalane ligg lågare. Når ei eller fleire bølgjer frå sprenginga kjem fram til eit hus og passerer det, blir huset sett i svingingar. Desse svingingane kan vi best kartleggje dersom vi studerer eitt enkelt punkt, til dømes på ein kjellarmur. Punktet går opp og ned og fram og til­ bake. Svingerørsla omfattar vanlegvis éi vertikalrørsle og to horisontalrørsler. Figur 11.2 viser ei måling av slike rørsler.

Figur 11.3 viser målestorleikar vi bruker i samband med ris­ tingar. Øvst til venstre er det teikna ei partikkelrørsle (punktrorsle) for ei overflatebølgje (rayleighbølgje). Når vi teiknar

168

Kapittel 11

Figur 11.2 Eit måleinstrument på kjellarmuren kan registrere ristingar vertikalt og i to horisontale retningar

denne partikkelrørsla langs ein tidsakse, får vi ei bølgjeforma kurve som viser korleis målepunktet forskyv seg med tida. Forskyvinga blir vanlegvis målt i tusendels millimeter (pm). Tidsaksen blir gjerne delt i millisekund (ms), som er det same som tusendels sekund. Kurve a framstiller den vertikale rørsla til punktet. Den høgaste og lågaste posisjonen til punktet går fram av det høgaste og lågaste vendepunktet til kurva. Avstanden frå vendepunkta til nullinja kallar vi amplituden eller utsvinget. Avstanden frå botnen til toppen på kurva blir altså to gonger amplituden.

Talet på svingingar per sekund blir kalla frekvens og har mål­ eininga hertz. Frekvensen er ein viktig faktor når det gjeld ris­ tingar. I uheldige tilfelle kan vibrasjonane ha den same fre­ kvensen som eigensvingingane i byggverket. Det kallar vi reso­ nans.

Figur 11.3 Partikkelrørsle for ei overflatebølgje. Kurve a viser amplituden, og kurve b viser svingefarten

Målepunktet flytter seg vertikalt. Ettersom det er litt lettare å forstå ei pendelrørsle, skal vi først sjå på ein vanleg klokkependel. Når pendelen får ein puff i utgangsposisjon (hengande rett ned), minkar farten mot ytterstillinga, der pendelen er i ro akku­ rat når han snur. Farten aukar til det maksimale idet pendelen passerer utgangsposisjonen. Deretter går farten igjen ned.

Ristingar frå sprengingar gir overflatebølgjer. Når overflatebølgjene råkar bygningar, får dei bygningsdelane til å vibrere vertikalt. Den vertikale rørsla svarer til den horisontale rørsla av pendelen. Når svinginga i ein bygningsdel flytter seg oppover, går farten ned etter kvart som svinginga nærmar seg det høgas­ te punktet i rørsla. Når det høgaste punktet er nådd, er farten lik null. Når svinginga flytter seg nedover igjen, aukar farten heilt til normalposisjonen er nådd, og vi har maksimal fart nedover. No går farten ned inntil svinginga i bygningsdelen fell til ro i den lågaste posisjonen. Deretter flytter rørsla seg igjen oppover med auke i den oppoverretta farten. Slik får vi heile tida maksimal fart når normalposisjonen blir passert, på same måten som ein klokkependel har maksimal fart i nøytralstillinga. Kurve b viser korleis farten i målepunktet varierer med tida. Farten blir målt i millimeter per sekund (mm/s) og blir kalla svingefart.

Sprengingsvibrasjonar omfattar i dei fleste tilfella fleire typar bølgjer. Biletet er derfor sjeldan så eintydig som det figur 11.3 viser. ------------------------------------------------ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ristingar

169

Figur 11.4 viser eit døme fra ei måling. Her er det målt svingefart i eitt punkt og i tre retningar.

For å få tilfredsstillande kontroll med ristingane bør vi ha fleire målepunkt. Vi plar berre registrere ristingsverdiar i det verti­ kale svingeplanet.

Tidlegare var det vanleg å berre gi opp grenseverdiane målte som amplitude. I dag er det vanleg å setje den maksimale svingefarten (mm/s) som kriterium. For låge frekvensar er amplituden viktig, men i samband med sprengingsarbeid er det mest praktisk å referere til svingefart.

Grenseverdiar for tillatne ristinger I Norsk Standard NS 8141 er det gitt rettleiande grenseverdiar for sprengingsinduserte vibrasjonar. Desse grenseverdiane er uttrykte som toppverdien av den vertikale svingefarten.

Den tillatne grenseverdien for vibrasjonar i eit byggverk er først og fremst avhengig av kva slags grunnforhold byggverket står på. Denne verdien blir kalla ukorrigert toppverdi (største amplitude). Grenseverdien varierer også med bygningstype, byg­ ningsmateriale, avstanden mellom byggverket og sprengingsstaden og kor lenge sprengingsarbeidet varer.

Vi skriv v = v0 ■ Fb ■ Fm- Fd ■ F, Her er v den vertikale svingefarten i eit målepunkt på byggver­ ket, v(J er den ukorrigerte svingefarten, og dei fire F-faktorane er korreksjonsfaktorar.

Ukorrigert vertikal svingefart Tabell 11.1 på neste side viser den tilrådde maksimalt tillatne toppverdien for ein vertikal ukorrigert svingefart. Vi ser at når eit byggverk står på solid fjell, kan svingefarten vere nesten fire gonger så stor som når byggverket står på sand, grus eller leire. For svært mjuke grunnforhold må v0 vurderast spesielt. v(J blir da svært låg.

170

Kapittel 11

Figur 11.4 Ein oscillograf kan registrere svingingar i tre plan. Her ser du ei måling etter ei sprenging

Når eit byggverk står på mjuk grunn, må vi setje ein lågare grenseverdi for svingefarten, fordi frekvensen endrar seg i overgang frå fjell til laus masse. Vi får ein lågare frekvens, og i verste fall kjem denne frekvensen i resonans med eigensvingingane til byggverket.

Tabell 11.1 Verdien for maksimalt tillaten ukorrigert toppverdi av vertikal svingefart ved ulike grunnforhold. Kjelde: NS 8141

Grunnforhold Svært mjuke grunnforhold/mjuk leire Laust lagra morene, sand, grus, leire (seismisk fart mindre enn 2000 m/s) Fast lagra morene, skifer, mjuk kalkstein og tilsvarande (seismisk fart mellom 2000-4000 m/s) Granitt, gneis, hard kalkstein, kvartsitt, diabas og tilsvarande (seismisk fart over 4000 m/s)

Ukorrigert toppverdi av vertikal svingefart, v0 mm/s Blir fastsett spesielt 18

35 70

Korreksjonsfaktorar Den første korreksjonsfaktoren gjeld byggverkstype. Ein van­ leg bustad er vald som utgangspunkt og får faktoren 1. Ei bru er eit typisk døme på eit byggverk som toler store ristingar, og som får størst byggverkskorreksjonsfaktor: Fb = 1,7.

Historiske bygningar skal skånast, og dei får ein låg Fb-faktor. Typisk for slike bygningar er at dei er bygde av teglstein. Materialfaktoren, Fm, legg inn ein korreksjon for hovudmaterialet i konstruksjonen. Denne faktoren er lik 1,0 for tegl og for uarmert betong. Armert betong, stål og trevirke er svært robuste materiale når det gjeld ristingar. Når desse materiala er brukte, kan vi utan fare auke ristinga med 20 %.

Tabellane 11.2 og 11.3 viser korleis vi korrigerer for bygnings­ konstruksjonen med byggfaktoren og materialfaktoren. Det burde kanskje også vore ein korrigerande faktor for høgda på konstruksjonane. Dei rettleiande tilvisingane for tillaten svingefart seier ikkje noko om korleis vibrasjonar forplantar seg oppover i bygget, men det kan gi uheldige konsekvensar. Ristingar

171

Tabell 11.2 Byggtypen gir oss byggfaktoren, Flr Kjelde: NS 8141

Klasse 1

2 3 4

Type byggverk Tunge konstruksjonar, til dømes bruer, kaiar og forsvarsanlegg Industri- og kontorbygg1* Vanlege bustader Spesielt utsette bygningar, til dømes museum, bygningar med høge kvelv eller konstruksjonar med store spennvidder Historiske bygningar og ruinar i utsett tilstand

5

Byggfaktor Fh 1,70

1,20 1,00 0,65

0,50

Verdien for industribygg går ut frå at det ikkje er spesielt utsette element eller maskinar i bygget. Tabell 11.3 Hovudmaterialet i byggverket gir oss materialfaktoren, F . Kjelde: NS 8184

Klasse 1 2

3

Hovudmateriale

Faktor Fm

Armert betong, stål, tre Uarmert betong, tegl, betongholstein, murverk, lettklinkarbetong o.l. Gassbetong o.l.

1,20 1,00

0,75

Når vi sprengjer svært nær ein bygning, det vil seie i ein av­ stand på under 5 m, må vi vanlegvis la den tillatne svingefarten auke noko. Vi vurderer da situasjonen.

I ein avstand på 5 m korrigerer vi ikkje for svingefarten, men når avstanden aukar opp til 200 m. reduserer vi den tillatne svingefarten lineært til halv verdi. Større avstandar frå sprengingsstaden gir ikkje ytterlegare reduksjon. Årsaka er at når avstanden aukar, blir den dominerande frekvensen lågare. Sjå figur 11.5.

Figur 11.5 Avstanden til sprengingsstaden gir ein korrigerande avstandsfaktor. F(/

172

Kapittel 11

Når eit arbeid varer lenge, tillet vi ikkje så store vibrasjonar som vi må tole i ein kortare tidsperiode. Ei tidsgrense på 12 må­ nader er tilrådd, slik at arbeid som går over fleire år, ikkje skal plage oss så mykje som eit meir tidsavgrensa arbeid. Tidsfaktoren, Ft, er vist i tabell 11.4. Tabell 11.4 Vi skal ikkje utsetjast for maksimale sprengingsinduserte vibrasjonar når arbeidet går over fleire år. Kjelde: NS 8141

Lengda på eksponering Under 12 månader Over 12 månader

Tidsfaktor Ft 1,00 0,75

Døme 1 Vi skal sprengje ei byggjegrop i eit industriområde. Den nærmaste nabobygningen ligg 8 m frå den nye bygningen, så sprenginga går fram til 7 m frå det eksisterande bygget. Bygget er i armert betong, og grunnen er solid gneis.

Tillaten svingefart i nabobygningen blir da v = V0-Fb-Fm-Fd-Ft v = 70 ■ 1,2 ■ 1,2 ■ 0,995 ■ 1.0 = 100,3 nrni/s

Døme 2 250 m frå eit pukkverk med steinbrot ligg det ei gammal kyrkje som er mura i stein og tegl. Kyrkja står på fast lagra morenemasse.

Tillaten svingefart i fundamentet til kyrkja blir v= 35 • 0,5 • 1,0 • 0,5 ■ 0.75 = 6,56 mm/s Spesielle installasjonar toler ofte mindre ristingar enn byg­ ningar. Det gjeld blant anna dataanlegg. Dei som fabrikke­ rer slikt utstyr, gir retningslinjer for kor mykje utstyret toler av vibrasjonar. Mindre datautstyr (pc-ar og liknande) blir i liten grad påverka av normale ristingar.

For bygningar fastlegg vi ristinga på fundamentet eller så nær fundamentet som råd. Når det gjeld instrument og andre vare innretningar, skal vi måle så nær inntil dei som råd.

Ristingar

173

Utrekning av ristingar og tillatne ladningar For å rekne ut svingefarten i ein konstruksjon som følgje av sprengingar kan vi bruke denne formelen: V = ik • v

"7 d

d er avstanden mellom sprengingsstaden og konstruksjonen. L er storleiken på ladningen i kilo, og kv er ein konstant kalla fjellkonstanten. L er eigentleg den ekvivalente ladningen. Det vil seie at dersom vi bruker eit sprengstoff med ein god del lågare energiinnhald per vekteining enn dynamitt, må vi kor­ rigere vekttalet L.

Når vi snur formelen, kan vi uttrykkje den tillatne ladningen som fv‘d\2i L-( k ) kg

t

Fjellkonstanten (k) kan variere innanfor svært vide grenser, og vi har derfor ei vanskeleg oppgåve framfor oss når vi skal gå ut frå ein aktuell fjellkonstant før arbeidet tek til. Verdien kan lig­ gje mellom 50 og 500, og når den pårekna tillatne ladningen er ein funksjon av k i andre potens, seier det seg sjølv at det kan bli vanskeleg å gjere gode utrekningar på førehand.

Det er også vanskeleg å gjere utrekningar på førehand fordi fjellet kan innehalde store slepper som vi ikkje er klar over. Ei sleppe kan i somme tilfelle redusere ristingane drastisk, men forsterke dei under andre forhold. Observasjonar og erfaring hos skytebasen kan derfor vere av stor verdi i samband med førehandsutrekningane.

Ristingar og avstandar mellom ladning og objekt Vi kan redusere ristingane dersom vi berre lét ein ladning detonere per intervall, og vi kan redusere dei enda meir om vi deler ladningen i dei enkelte hola på fleire intervall. Vi treng derfor svært mange intervall når vi sprengjer nær konstruk­ sjonar som skal skånast.

174

Kapittel 11

Det er viktig å vite korleis avstanden mellom objektet og lad­ ningen påverkar ristingane. I homogent fjell blir den tillatne ladningen redusert til V4 når avstanden blir halvert.

Vi kan til dømes tenkje oss at ei måling av ristingar etter prøvesprenginga indikerer at det i ein avstand på 20 m er lov å bruke ein ladning på 8 kg per intervall. I ein avstand på 10 m må vi da redusere til 8 : 4 = 2 kg per intervall. I ein avstand på 5 m må vi redusere ladningen til 2 : 4 - 0.5 kg per intervall. Vi kan teikne ei kurve som hjelper oss til å lese av verdiar for av­ standar som ligg imellom. Kurva er ein parabel av andre grad. Sjå figur 11.6.

Grunnforhold Grunnforholda er svært viktige når vi skal vurdere ristingane. Tunge og tette bergarter utan typiske sleppesystem dempar ge­ nerelt ristingane svært lite. Lause, forvitra formasjonar og tørr sand gir derimot ei kraftig demping.

Figur 11.6 Tillaten ladning i ein avstand på 20 m frå ein bygning er 8 kg. Ei parabelkurve viser da tillatne ladningar i andre tilfeldige avstandar. 1 ein avstand på 14 m blir til dømes den tillatne ladningen 3,9 kg

Vi reknar med at vi sprengjer i fjell. Grovt sett kan vi dele grunnforholda i tre fjellforhold. Grunnen mellom sprengingsstaden og konstruksjon kan vere av • fjell • fjell og tørr lausmasse (sand, morene o.l.) • fjell og våt eller mjuk lausmasse (leire)

I fjell kan k-verdien komme ned i 60 i lause og kraftig oppsprokne bergarter. I vanlege, harde bergarter ligg k-verdien rundt 150. Den høgaste k-verdien får vi i fjell når det blir sprengt i eller tett inntil «hardgangar» (diabasgangar eller lik­ nande) som ligg i laust oppsprokke fjell. Ein diabasgang kan føre ristingane langt av garde med liten reduksjon av vibrasjo­ nane. Vi kan få ein k-verdi på 450.

Eit godt døme er berggrunnen i sentrale delar av Oslo, der det finst alunskifer med diabasgangar og andre harde gangbergarter. Når bygningar er fundamenterte på mjuk leirgrunn, er forhol­ da vanskelegast. I ekstreme tilfelle kan k-verdien komme opp mot 600.

Tabell 11.5 på neste side viser vanlege verdiar for fjellkonstanten. Ristingar

175

Tabell 11.5 Sannsynlege fiellkonstantar ved ulike grunnforhold

Grunnforhold Laus, våt grunn (leire) Lause skifrige, særleg glimmerhaldige bergarter Vanlege, tette bergarter (granitt, syenitt, gneis) Tyngre bergarter (amfibolittar, gabbro osv.)

|z Kv

50-100 60-100 80-200 100-400

Døme 3 Vi skal sprengje ei skjering i ein avstand på 40 m frå eit bu­ stadhus fundamentert på fjell (det vil seie vanleg, solid bu­ setnad). Svingefarten skal ikkje vere over 50 mm/s, og kv er sett til 300. Formelen gir oss ein tillaten ladning per intervall:

L _ fY_id)2 _ f.50 • 40) _ L “ k kv J ~ k 300 / ~ Det vil seie at vi maksimalt kan bruke 44,4 kg per intervall.

Døme 4 På figur 11.7 viser vi korleis vi kan rekne ut verdiar for fjellkonstanten, k. Sprengingsstaden er ein tunnel, og vi øn­ skjer å finne ut kor stor ladning vi kan ha per intervall med omsyn til ristingar i dei fire husa.

Figur 11.7 Situasjon: Vi skal sprengje ein liten tunnel, og vi vil undersøkje ristingskriteria for fire bygningar som ligg nær ved

176

Kapittel 11

Avstanden mellom tunnelen og dei fire bygningane, merkte a, b, c og e, er d = 40 m, d = 28 m, d = 60 m og d = 95 m. Alle bygningane er vanlege bustadhus, og vi går ut frå at vi har rekna ut tillaten korrigert svingefart til 60 mm/s for alle husa.

For bygningen lengst til høgre tenkjer vi oss to situasjonar: fundamenteringa ligg på hard, god leire i det eine tilfellet, og fundamenteringa ligg på mjuk, vassmetta leire i det andre.

Vi vurderer fjellkonstanten for dei fem situasjonane: a) Her fører diabasgangen til ein høg k-verdi. Vi set k = 450. b) Skifrig fjell gir låg k-verdi. Vi set k = 100. Han kunne kanskje vore sett enda litt lågare. c) Fundamentering på tørr sand gir ein gunstig k-verdi. Vi set k - 80. e-j) Dersom bygningen lengst til høgre står på hard leire, set vi k - 200. e2) Dersom bygningen lengst til høgre står på mjuk, vass­ metta leire, blir k-verdien svært høg. Vi set k = 500.

Dei tillatne maksimale ladningane blir: aj L - I k

1 - 28 kg per intervall

= 282 kg per intervall

b) L =

c) L =

I = I~4?5o

gg

| = 2025 kg per intervall

x r _ f 60 • 95\2 ePL“ \ 200 / - 812 kg per intervall . T _ f60 • 95\2 _ 130 kg per intervall e2 L ~ \ 500 /

Vi ser at det huset som har kontakt med diabasgangen, er meir utsett enn dei andre husa. Dessutan ser vi at på dårleg byggjegrunn er det huset som ligg lengst vekke, meir utsett enn dei to husa som ligg nærmare.

Ristingar

177

Døme 5 I dette dømet skal vi sjå på korleis eit sprengingsarbeid kan gjennomførast på ein byggjeplass som har relativt utsette bygningar tett innpå seg. For å få ei så rimeleg drift som råd ønskjer vi å sprengje så store salver som mogeleg. Det vil seie at vi må finne ut kor mange hol vi kan sprengje på det same intervallnummeret. Men vi ser at noko av sprenginga skal gjerast så nær dei eksisterande bygga at det kan bli nød­ vendig å dele ladningsmengda i eit hol på fleire intervall. Fjellkonstanten er vurdert og sett til k = 180.

Først deler vi opp sprengingsområdet i felt med ulike av­ standar til dei eksisterande bygningane. Deretter reknar vi ut tillatne ladningar per intervall for kvart felt. Denne ut­ rekninga ser du nedanfor. Det er gneis på byggjetomta, og dei to bygningane er funda­ menterte på den same bergarta. Etter tabell 11.1 blir v0 = 70 mm/s. Bygningane er eldre, med høge kvelv, og etter ta­ bell 11.2 set vi Fb = 0,65. Bygningane er bygde av tegl, og tabell 11.3 gir oss Fm =1,0. Korrigerande avstandsfaktor, Fd. blir 1 for felta 1 og 2. Diagrammet på figur 11.5 på side 172 gir reduksjonsfaktorane for dei andre felta. Byggjetida er under 12 månader, det vil seie at tidsfaktoren Ft = 1.

Vi kan rekne ut korrigert svingefart etter denne formelen: v = vo' Fb ■ Fm ■ Fd • Ft = 70 • 0.65 • 1 ■ Fd ■ 1 = 45,5 Fd

Vi set opp resultatet i tabell 11.6: Tabell 11.6 Planlegging av sprenging i eit ristingsutsett område

Felt 1 2 3 4 5 6

Avstand, d m 3 5 10 15 20 25

Avstands­ faktor, Fd 1 1 0,99 0,975 0,96 0,95

Svingefart, v mm/sek 45,5 45,5 45,0 44,4 43,7 43,2

Ladning, L kg 0,58 1,6 6,25 13,7 23,6

36

Den siste spalta, verdiane for tillatne ladningar. L. reknar vi ut etter formelen

L=

178

Kapittel 11

Figur 11.8 Grunnriss av byggjeplassen

Sprenginga tek til i felt 6, der vi altså kan ha 36 kg pr intervallnummer. Ein ristingsmålar i kvar av dei to bygningane viser om svingefarten ligg så nær den tillatne, v = 43,2 mm/s, at vi slepp å korrigere dei ladningane vi har rekna ut. Fordemming

Dersom det i felt 2 krevst til dømes 2 kg sprengstoff per hol, deler vi holladningen på to intervall med ein sandpropp imellom. I felt 1 kan det bli aktuelt å dele opp holladningen på enda fleire intervall. Sjå figur 11.9.

Dersom vi reduserer forsetninga etter kvart som vi nærmar oss nabobygningane, kan vi både redusere ladningane per hol og samtidig auke det spesifikke sprengstofforbruket. Begge delar verkar gunstig på ristingane.

Øvre \ ladn. ;

/hm

Tennar nr. 1

II

Sandpropp

Botn- ; ladn ;

Tennar nr. 2

/

fl

// N

/ [

£> jf

V/

[I #

fl

fl

//

//

6.

g

7//

Figur 11.9 Holladningar kan delast på fleire intervall med ein sandpropp mellom ladningane

Det er ein fordel å leggje opp tennarfordelinga slik at det ikkje er for korte tidssprang mellom hol som ligg bak kvar­ andre. Det vil seie at massen i det holet som skal brytast laus og kastast fram, må ha så god opning som råd. Av same grunn må ikkje stein frå den førre salva liggje for tettpakka inn mot stuffen på den salva som blir sprengd.

Måling av ristingar For å halde ristingane på eit lågt nivå og for å kontrollere at føresetnadene for førehandsutrekningane held, må vi måle ris­ tingane. Målingane gir også viktige data dersom det seinare blir krav om erstatning.

På grunn av variasjonar kan vi på førehand aldri vite nøyak­ tig kor sterke ristingane blir. Det er derfor nødvendig å måle dei. Målingar er spesielt viktige i samband med langvarige og varierande arbeid. Vi sprengjer først svært forsiktig, samtidig som vi måler vibrasjonane i utsette byggverk. Med utgangs­ punkt i målingane kan vi avgjere nokså sikkert kva som er til­ latne ladningsmengder.

Måleinstrument I dag bruker måleinstrumenta elektronikk for å registrere, lagre og lese signal, og instrumenta blir stadig meir avanserte. ____________________________________________________________________________________ _ _ __ _ ___

Ristingar

179

Vi skil mellom enkle toppverdimålingar og registreringar som kombinerer toppverdi og kurveform. Instrumentet UVS 500 frå Dyno blir brukt til enkel toppverdimåling. Registreringseininga blir fest pa eit fundament eller på ein kjellarvegg der vi måler ristingane over lengre tid. Toppverdiar for svingefarten blir registrerte og lagra, og vi kan seinare skrive dei ut på ein papirstrimmel eller overføre dei til ein diskett. Apparatet blir drive av eit innebygd batteri på 1,5 V. Sja figur 11.10.

Figur 11.10 UVS 500 registrerer og lagrar toppverdiane for svingefarten i eit tidsrom på inntil 32 døgn utan tilsyn. Kjelde: Nitro Consult AB, Stockholm

Det noko meir avanserte instrumentet UVS 1500 registrerer kurveforma på vibrasjonane. I samband med store og lang­ varige anleggsarbeid i byar og tettbygde strøk ønskjer vi gjerne å få registreringane for kvar enkelt salve direkte inn på data­ skjermen på anleggskontoret. Sjå figur 11.11. Mange instrument plasserte rundt arbeidsplassen kan gjere det mogeleg for byggherren og entreprenøren straks å justere dei neste salvene. UVS 1500 blir gjerne montert nær sprengingsstaden, og UVS 500 blir montert i noko større avstand. Måleinstrumenta har innebygde rekneprogram som også kan gi kurver for utsving og akselerasjon.

Utviklinga i elektronikken går så fort at det kan vere vanskeleg å følgje med. Nye instrument med enda fleire funksjonar for effektivt å følgje med i detalj i kva som skjer på stuffen. er like om hjørnet.

180

Kapittel 11

Figur 11.11 UVS 1500. Med telefon eller trådlaust samband kan anleggskontoret følgje med korleis ristinga utviklar seg for alle salver som blir sprengde. Kjelde: ABEM Instrument AB. Bromma

Det er ofte vanskeleg å velje målepunkt. Det blir ofte eit kom­ promiss mellom det vi meiner er det beste punktet, og det som er praktisk mogeleg. Vi held oss til desse reglane: •

• •

For hus og bygningar er det dei innkommande ristingane som skal målast. Målepunktet må da liggje så nær funda­ mentet som råd og nærmast sprengingsstaden, eventuelt på stader som vi trur er utsette for ristingar. For å måle dei ristingane menneske blir utsette for, må vi gjere målingane der desse menneska er. Når det gjeld apparat (edb-utstyr og liknande), måler vi ris­ tingane på golvet der apparatet står.

I samband med målingar er det viktig å føre dagbok (ein sprengingsjournalj over sprengingane. Journalen er nødvendig for å justere ladningsmengda for sprengingane. Dersom det kjem klager og krav om erstatning, er det godt å kunne støtte seg til dagboksnotat. Ei slik dagbok bør innehalde opplysningar om dato, klokkeslett, sprengingsstad. storleiken på salva og ladning per tennarnummer.

Ristingar

181

Bygningssynfaring Det er vanleg å ta ei synfaring på hus og bygningar i nærleiken før sprengingsarbeidet blir sett i gang. Det er minst to årsaker til at dette er viktig. For det første kan det vere nødvendig å få ei så nøyaktig oversikt av tilstanden til bygningane som råd før sprenginga tek til. Dersom det blir skade på bygningar og det kjem krav om erstatning, kan vi samanlikne med korleis til­ standen var før sprenginga. For det andre kan ei synfaring vere ei støtte når vi skal fastsetje ristingsgrensene. Det lønner seg ofte å få utanforståande (upartiske) fagfolk til å ta synfaringa. Det kan også ofte vere nyttig å ha med huseiga­ ren eller ein representant for huseigaren. På synfaringa må vi gå gjennom heile huset, frå rom til rom, og notere kva for ska­ dar og defektar som finst frå før, og som det er mogeleg å sjå. Det er spesielt viktig å få med forhold som kan vere spesielt ut­ sette i samband med ristingar. Utvendig kan vi fotografere grunnmurar, utvendige trapper, støttemurar og liknande.

Det er ofte ikkje ønskjeleg med anleggsarbeid og sprenging i nærleiken av bustader. Vi bør derfor alltid ta kontakt med dei arbeidet får verknader for. Dei bør få nødvendig informasjon om arbeidet, om kor lenge det varer, og om farar knytte til det. Det lønner seg å vise forståing for dei problema naboen får i samband med sprengingsarbeidet. Vi bør prøve å få til gode naboforhold og unngå skadar.

Sprenging under bygningar Det er svært tidkrevjande og dyrt å sprengje under eksisterande bygg. Byggherren tillet naturleg nok større ristingar frå eit ar­ beid inne på sin eigen eigedom, men vi må likevel bruke svært små ladningar for at det ikkje skal bli store skadar på bygningen.

Slikt arbeid er ofte eit etterarbeid, til dømes å sprengje ut ein kjellar etter at huset har vore i bruk ei stund. Arbeidet er da gjerne av typen flåsprenging. I kapittel 5 på side 108 kan du lese meir om flåsprenging.

Når vi skal flåsprengje på pall, er det mest lønnsamt å bore eit svært ope mønster og ikkje grunnare hol enn 1,2 m. Slike hol

182

Kapittel 11

Nynorsk

Bokmål

Synfaring

Besiktigelse

krev ein ladning på 260 g dynamitt per hol, og det gir for store ristingar. Når vi skal sprengje under ein eksisterande bygning, må vi gå ned til om lag ein tidel av denne ladningsmengda per intervall. Vi må bore tett og slik at fjellet bryt lett ut. Med ei holdjupn på 40 cm og eit boremønster på 0,4 m x 0,4 m greier det seg normalt med 20 g dynamitt i kvart hol når vi har bora med god kastvinkel.

Det er viktig at kvar ladning har lett utslag, det vil seie at kastvinkelen må vere så stor som råd. Her får vi eit problem: For at ladningen skal bryte lett, skal holet helst stå 45° på kast, men for å komme lengst mogeleg ut mot eksisterande vegger er vi nøydde til å bore loddrett. Konklusjonen blir at vi borar med svært god kastvinkel der av­ standen til den eksisterande veggen tillet at boremaskinen blir stilt skrått, og etter kvart rettar vi opp hola mot veggene. Sjå figur 11.12.

Detalj i snitt A-A 0,1 m

Figur 11.12 Boreplan for utsprenging av ein kjellar under eit eksisterande bygg

1 m

Målestokk

Ristingar

183

Når vi må bore under eit eksisterande rom. bruker vi tynnast mogeleg borstål, det vil seie eit 29 millimeter påsettbor, og vi bruker ein lett handhalden borehammar der arbeidshogda er svært lita. I den situasjonen som er vist på figur 11.12, tek vi til der det er lettast utslag, og sprengjer nærmast ei grøft midt i rommet. Hola i dei to fremste radene er bora 40 cm djupe, og her greier det seg med 20 g dynamitt i kvart hol. I snitt A-A ser vi at dei bakarste hola er bora 75 cm djupt. Med ei forsetning på 35 cm greier det seg med mellom 28 g og 33 g dynamitt, avhengig av korleis fjellet er.

Det er enklast å bore og sprengje midtpartiet dersom vi har høgd nok under taket til å bore slik vi har vist det. Etter denne fasen står det att ei hylle langs tre vegger, med tilnærma dei same forholda rundt det heile. Sprengingsteknisk er det bra å bore ein loddrett saum langs alle veggene og så tett inntil dei som råd, gjerne med holavstandar mellom 10-15 cm. Sjå detalj av snittet A-A på figur d. Vi har bora standarane med reduksjon av underboringa etter kvart som vi nærmar oss veg­ gen. Det gir mindre innspenning for dei siste loddrette hola.

Dersom høgda under taket er så lita at dette ikkje lét seg gjere, må vi bore nokre horisontale hol som vist i detaljen av snittet A-A, figur e. Frå foten av murveggen kan vi trekkje ei linje i 45°. Dersom vi passerer denne linja med ein ladning, får vi eit svært uheldig lyft av veggen. Her har vi gjort framlegg om eit 50 cm langt hol med 25 cm hald. Det bryt lett ut, og det er nok med ein ladning på 15-18 g dynamitt. Hola må dekkjast med lette gummimatter (handmatter). Dei greier seg med ladningar på inntil 35 g. Større ladningar gir for store ristingar i huset, og vi kan risikere at mattene blir kasta så hardt opp mot etasjeskiljaren at golvbjelkane knekk.

Ei utrekning av ristinga av ein ladning kan sjå slik ut:

Svingefart: v = k •

= 150-

~ 40 mm/s

Dette ser akseptabelt ut, men i fall vi borar skrått inn under ein mur. får vi lett heilt andre verdiar. Dersom vi aukar forsetninga og ladningsmengda for å prøve å redusere arbeidsmengda, mister vi lett kontrollen med ristingane, og faren aukar for at dekkinga skal bli kasta til vers og gjere store skadar.

184

Kapittel 11

Nynorsk

Bokmål

Påsett

Ansett

Luft- og vasstrykkbølgjer I somme tilfelle kan luftrykkbølgjer og vasstrykkbølgjer vere utslagsgivande for korleis sprengingsopplegget blir. Når vi sprengjer under vatn og i nærleiken av konstruksjonar i vatn, kan trykkbølgja gjennom vatnet bli så stor at ho kan gjere skade. Eit døme er når vi skal sprengje ein fangdamterskel framfor inntaket til ein kraftstasjon, sjå figur 11.13. Her er det lagt eit perforert rør framfor lukene. Ved hjelp av trykkluft skaper vi ei «trykkluftgardin» som vernar kraftstasjonen og lu­ kene.

Figur 11.13 Sprenging av terskel framfor ein kraftstasjon. Luftbobler som stig opp frå eit perforert rør. lagar ei vernande luftgardin

Lufttrykkbølgjer kan i spesielle tilfelle gi skadar, til dømes framfor tunnelopningar. Vi kan redusere luftrykkbølgjene med ei gardin av tømmer eller med tunge gummimatter som vi hengjer opp framfor tunnelopninga. Vi kan også stille dumpa­ rar med oppslåtte kassar framfor opninga.

Ristingar

185

Oppgåver 1 Forklar korleis vibrasjonsbølgjer spreier seg i grunnen.

2 Forklar korleis vi måler ristingar. 3 Grøfta i oppgåve 3 i kapittel 8, side 155, skal forlengjast forbi eit hus i ein avstand på 7 m frå gavlveggen på huset. Gavlveggen er av teglsteinsmur. Korleis vil du endre boreplanen og ladeplanen?

4 Vi skal sprengje ei byggjegrop tett inntil ein fabrikkvegg av armert betong. Dei to bakarste radene er innteikna på profilet på figur 11.14, men holavstanden i den nest bakarste rada er ikkje fastlagd. Finn ut kor langt fram det skal vere til rad 3 bakfrå, og kor stor holavstand, E, det skal vere i den nest bakarste rada. Du skal også fastsetje sprengstofftype, ladningsmengd og tennplan i den nest bakarste rada. Fjellet er av gneis som er lite oppsprokken.

Figur 11.14 Tverrprofil av byggjegropa

186

Kapittel 11

Dekking av salva Mål Når du har gått gjennom dette kapitlet, skal du

• vite kva for faremoment vi har i samband med sprenging • kjenne prinsippa for korleis vi dekkjer salver • vite kva for dekkingsmiddel som er vanlege, og korleis dei blir brukte

Faren for sprut Når vi sprengjer ei vanleg salve, er det normalt at ho flytter seg ein del framover, avhengig av den spesifikke ladningen og av tenningsplanen. Dess høgare pallen og pipeladningen er, dess lenger framover blir den sprengde massen pressa. Dersom den spesifikke ladningen ligg nær grenseladningen for ei pilsalve (bomsalve), flytter fjellet seg svært lite framover. Det er viktig at salvene får rett sprengingsrekkjefølgje. Ei pilsalve eller ei salve som har delvis utslag, kan gi kraftig steinkast og sprut.

I borehol som ikkje har utslag andre vegar, verkar krafta og gasstrykket frå sprengstoffet mot overflata slik at det gir sprut frå toppen. For å få fjellet sprengt laus må fjellmassen kastast noko fram­ over, og vi bør derfor planleggje utslagsretninga slik at fram­ kastet blir i den retninga som passar best. Dersom det ikkje er praktisk mogeleg å endre eller dirigere utslaget i ei særskild retning, er det som regel ein fordel først å sprengje små salver med svak ladning nær grensa av utslaget. Det fjellet vi da sprengjer laus, fungerer som dekking for salva som kjem etter.

Steinkast og sprut kjem ofte frå den første holrada i salva. Dess grovare hola er, og dess større og konsentrerte ladningane i dei er, dess større er faren for steinkast og sprut. Det gjeld generelt, altså ikkje berre fronten, men også toppen av salva. Det er vikDekking av salva

187

tig å ta dette med i vurderinga når vi vel utstyr og metode for å sprengje i busette strøk.

Det er stor fare for sprut dersom hola på grunn av feilboring blir plasserte slik at forsetninga blir mykje mindre enn føreset­ naden for den utrekna ladningsmengda. Lokale overladningar kombinerte med slepper som gjer utslaget enda lettare, kan gi store utkast, spesielt når hola er grove. Det er viktig å bore og lade den første rada nøyaktig. Pallkanten og fronten er ofte ujamne og oppsprokne frå tid­ legare sprenging, slik at det kan vere vanskeleg å setje og å plassere borehola rett. Vi vurderer kvart hol i fronten for seg når vi skal setje dei, slik at vi får ei fornuftig forsetning i bot­ nen. Når vi skal fastsetje ladningen, vurderer og reknar vi ut kvart hol i første rad for seg. Dersom den første rada ikkje gir unormal sprut, er faren for steinkast og sprut frå borehola inne i salva mindre, dersom tenningsplanen og ladehøgdene er rette. Sjå figur 12.1. For å motverke for stort framkast frå botnladningen kan vi leggje stein frå ei tidlegare salve mot stuffen, slik at botnlad­ ningen er godt dekt. Sjå figur 12.2.

Figur 12.2 Vi kan få ei effektiv dekking med sprengstein lagd opp noko høgare enn til toppen av botnladningen

For å få ei korrekt utvikling av sprenginga er tenningsplanen viktig. Som nemnt verkar millisekundtenninga med korte in­ tervall. slik at massen framfor den holrada som har detonert, dekkjer ladningane i holrada bakom.

188

Kapittel 12

Figur 12.1 Årsak til steinkast og sprut. Hol som blir ladde for høgt opp, gir kraftig pipesprut. Svake soner i fronten kan føre til at ladningen slår igjennom, og store steinar kan bli kasta langt av garde

Dersom intervalla blir for store mellom holradene eller mellom hol i den same rada, kan vi miste den dekkjande verknaden fordi massen framom er skyvd for langt unna. Dess kortare intervalltida er, dess betre held fjellet saman. Intervalltida mel­ lom borehol ved sida av kvarandre i ei salve bør ikkje vere over 100 ms. Kort intervalltid mellom boreholradene gjer også at dekkingsmateriala ligg i ro under sprenginga. Dersom vi hoppar langt i intervallnummer i millisekundserien, eller om vi bruker halvsekundserie, kan dekkingsmateriala bli forskyvde før ein sei­ nare ladning har detonert, og steinar kan bli kasta ut gjennom sprekkar i dekkinga.

Den uladde delen av holet bør vere like stor som forsetninga, eller større. Dersom den uladde delen er mindre enn for­ setninga, aukar sprutfaren fordi pipeladningen slår opp mot overflata der motstanden er minst. Ei forladning med sand er ein viktig del av dekkingsarbeidet. Formålet er å sperre for gasstrykket som kan rive med seg stein frå boreholsopninga. Markerte slepper som fell i utslagsretninga, kan lett gi ut­ gliding og bakbryting, og ladningar bakom kan dermed komme opp i dagen før dei har detonert. Det har gitt uheldig sprut i bustadområde.

Dekkingsmateriale Dekkinga er laga av ulike typar materiale. Vi skil mellom tung og lett dekking.

Tidlegare var den tunge dekkinga tømmerstokkar, matter av wire eller stålringar, eller andre materiale som kunne sleppe småstein igjennom. Da måtte tunge materiale som skulle halde dei store steinblokkene på plass, supplerast med materi­ ale som hindra småsprut. I dag er det mest vanleg å bruke tunge gummimatter som dekkjer store areal og som er heilt tette.

Ei lett dekking kan vere små gummimatter, industrifilt, fiberduk og liknande materiale som berre kan hindre sprut av steinflis frå overflata av salva eller sprut frå svært små sprengingar.

Gummimatter laga av gamle bildekk er mest brukte i dag. Vi får kjøpt «handmatter» på rundt 50 kg. Store matter mellom

1,75 m x 0,75 m Vekt: ca. 65 kg

1,25 m x 0,60 m Vekt: ca. 50 kg

Figur 12.3 Lette skytematter laga av gamle bildekk

Dekking av salva

189

5-15 m2 er svært effektive fordi dei er så tunge (500-1000 kg) og slitesterke. Dei mindre mattene som kan berast, må bindast saman for å gi god dekking. Wirematter og matter av ringar blir sjeldan brukte i dag. I sta­ den blir det laga wirenett på opp til 5 m x 5 m. Dei kan enkelt strekkjast over småmatter der det er nødvendig. Vi bruker sjaklar for å binde mattene saman, og wirestropper og kjettingar for å forankre dei.

Korleis skal vi dekkje salva? I punkt 12.7 i forskriftene til lov om eksplosive varer er det slått fast at salvene skal dekkjast der forholda krev det. Når det står at salva skal dekkjast forsvarleg, er det opp til skytebasen å avgjere om det er nødvendig å dekkje salva, og korleis vi skal dekkje ho. Forskrifta seier at det skal leggjast ein finmaska duk over mattene for å hindre at små fragment blir kasta ut. Det heng saman med at mattene kan ha fått skadar tidlegare, slik at det er hol eller sprekkar mellom gummiremsene.

Vi kan ikkje presisere nok at skytebasen må vise stor varsemd. •

•

•

• • •

190

Når forholda er ukjende og situasjonen er ny, bør vi alltid skyte ei lita salve først. Det er betre å dekkje for mykje enn for lite. Og dersom vi tek til med ei lita salve, er det alltid rikeleg med dekkingsmateriale. Når vi ser resul­ tatet, kan vi auke storleiken på salva etter kvart. Vi må vurdere det samla sprengstofforbruket i ei salve og i den totale fjellmassen, og sjekke at det spesifikke forbruket er rimeleg før arbeidet er komme for langt. Vi må kontrollere at pipeladningane ikkje har komme for høgt før vi fordemmer ladningane. Vi må kontrollere at dekkinga er forsvarleg før vi fyrer av. Vi må klargjere varslingsrutinane før arbeidet tek til.

Kapittel 12

Figur 12.4 Tunge skytematter, opptil 3 m x 5 m og med ei vekt opptil 1000 kg, må lyftast på plass med maskin eller kran

Vi bør bruke alle førebyggjande tiltak som gjeld rett tilpassa ladning og god fordemming med sand. I tillegg kan vi redusere risikoen for sprut enda meir med ei effektiv dekking. Dei viktigaste krava til eit dekkingsmateriale er at det må • • • • • • •

vere sterkt vere mogeleg å binde saman vere tungt vere tett sleppe igjennom gass dekkje eit stort areal vere mogeleg å forankre

Det er ein fordel at dekkingsmaterialet ikkje ligg tett ned på fjel­ let, men litt lyft, til dømes med stokkar som ligg under. Det er særleg viktig når vi sprengjer grøfter der ladningane er store og konsentrerte. Men det er også ein fordel når vi elles må sprengje svært forsiktig. Den fremste holrada bør dekkjast med sprengstein frå den siste salva eit stykke over botnladningen. Sjå figur 12.2 på side 188. Før vi plasserer dekkingsmateriala på salva, må vi alltid isolere skøytane i tennarkrinsen godt for ikkje å få overleiing og ei mislukka salve.

Salva må vere ferdig kopla, og ho må vere kopla til ohmmete­ ret. Dersom ein leidning blir skadd når vi handterer mattene, kan vi med ein gong registrere det på ohmmeteret.

Framgangsmåte for å dekkje ei salve i ei heilskjering Vi lader salva etter den oppsette ladeplanen eller etter tidlegare røynsle i området. Men vi må vurdere ladningane i fronthola enkeltvis med omsyn til sprutfaren i utslagsretninga. Vi fyller alle hol med tørr sand og legg sprengstein frå tidlegare salver opp i stuffen godt over botnladningen.

Nynorsk

Bokmål

Heilskjering

Helskjæring

Frå bakkanten av salva legg vi så dekkinga på salva med godt omfar på mattene. Framme i stuffen kan det vere nødvendig å binde mattene saman. Dersom matter som heng ned, må bin­ dast fast i ankerboltar, kan det vere ein fordel å bruke ei snor som er akkurat lang nok når matta heng i ro, slik at snora ryk når salva blir sprengd. Dekking av salva

191

Dekkingsmattene bør na så langt ned at dei ligg over toppen av steinrøysa. Over det heile legg vi wirenett som vi fester med ein wire i forankringsboltar godt bak salva. Vi fester wirenetta best til forankringsboltane dersom vi bruker ein wire som er like tjukk som wiren i netta. Forankringsboltane bor borast godt på kast for at forankringa ikkje skal bli lyft av boltane når vi sprengjer. Sjå figur 12.5.

Framme i stuffen kan vi hengje lodd på netta for at dekkingsmaterialet ikkje skal bli kasta av salva. Samtidig får vi ein fjø­ rande verknad som gjer at salva kan flytte seg i utslagsretninga. Det er viktig at wiren som netta er fest med, er fest til boltar og netta på ein forsvarleg måte. Ein enkel måte er å bruke wireklemmer og å lage eit auge på wiren etter kvart som vi fester netta. Dekking av salva i ei halvskjering I prinsippet dekkjer vi salver i halvskjeringar på same måten som i heilskjeringar. Skilnaden ligg i at salva her flytter seg i to retningar, og at det her er fleire hol som vi må ta spesielt omsyn til når vi lader. I tillegg til fronthola er også alle hol i kanten av skjeringa spesielt utsette for sprut.

I tillegg til forankringsboltar bak salva må vi bore godt med forankringsboltar på sida av salva. Ofte er det nettopp sidevegs at det er små toleransegrenser i halvskjeringa, anten på grunn av direkte sprut eller fordi salva kan kaste seg. Vi kan her velje kva for veg vi vil «sleppe» salva, det vil seie at vi berre bruker ei lett dekking for å hindre sprut den vegen vi vel å la salva gå. Alt dette må vi sjølvsagt ta omsyn til når vi borar salva. Det er svært viktig å planleggje arbeidet omhyggeleg frå byr­ jinga av. Vi må setje opp ein bore- og ladeplan, vi må avgjere i kva for retning salva skal sprengjast, og vi må avgjere kva for skråning hola skal ha. For å dekkje ei salve må vi bore svært nøyaktig. Dekking av ei presplittsalve Presplittsalvene skil seg klart frå andre salver fordi kanthola (vegghola) går på første intervall i salva. Derfor må vi også dekkje på ein litt annan måte enn elles. Over salva (så nær som i vegghola) legg vi dekkinga som van­ leg. Over dekkingsmaterialet legg vi wirenetta, som vi fester i

192

Kapittel 12

må vi også dekkje fronten av salva forsvarleg

sikringsboltar og lodd som vanleg. Oppå det heile legg vi no dekkinga i eitt eller fleire lag over kanthola. Slik unngår vi at kanthola kastar dekkinga av sjølve salva. Fordi det ikkje er sand i kanthola. bør vi leggje flate steinar, gamle bildekk eller eit anna ugjennomtrengjeleg materiale når vi dekkjer kanthola for at sjølve dekkinga ikkje skal bli gjennombrend.

For slettsprenging er metoden den same som for ei presplittsalve. Vi har to klart skilde detonasjonar og må ikkje feste dek­ kinga over salva saman med dekkinga over kanthola.

Dekking av ei grøftesalve Når vi skal sprengje grøfter, treng vi som regel større mengder sprengstoff per kubikkmeter fjell enn til anna sprenging. Det vil seie at vi må dekkje noko tyngre enn elles. For ikkje å få pipesprut frå ei grøftesalve må vi dekkje med to eller fleire lag gummimatter (dersom vi bruker slike matter). Vi legg da det underste laget laust med god omskøyt frå bak­ kanten av salva.

Figur 12.6 Grøftesalver må dekkjast ekstra godt

Dekkingsmaterialet bør nå minst 1-2 m utanfor salvehola og ha god overlapping. Vi legg dei dårlegaste mattene underst for å ta av for dei største kreftene. Det er ein fordel å feste dek­ kingsmaterialet i bakkant eller også på sidene av salva med fjellboltar. Vi må ha nok slakk i dekkingsmaterialet til at salva får utvide seg. Til å dekkje mot botnsprut kan vi bruke massar som er spreng­ de tidlegare. Men for mykje masse framfor salva kan føre til pil­ salve og bakbryting. Derfor er det viktig å grave opp botnen for kvar salve. Da kan vi kontrollere at salva har brote til rett djupn. Dekking av salva

193

Vi kan også dekkje grøftesalver med ein kombinasjon av gummimatter og sand eller ein annan fyllmasse. Vi kan bruke stein frå tidlegare salver, men det er fare for at steinen kan gi sprut. Vi legg derfor mattene i to lag over salva utan å sy dei saman og dekkjer over med masse. Når vi arbeider med dette, må vi stadig kontrollere leidningane med ohmmeteret, fordi det er stor fare for leidningsbrot. Sjå figur 12.7. Vi kan også bruke laus stein eller gamle bildekk over hola under gummimattene. I tillegg til å lyfte mattene opp frå fjell­ overflata vernar steinen også mattene mot å bli gjennomhola av ein eventuell pipesprut. (Vi kan få pipesprut enda om vi bru­ ker sand som forladning.)

Figur 12.7 Stein eller grus kan brukast som supplement til gummimatter

Tunge gummimatter

Vi kan også lage dekkinga av tømmer og gummimatter. Figur 12.8 viser prinsippet for ei effektiv grøftedekking med desse materiala. I staden for matter kombinerte med tømmer og wirenett kan vi bruke ekstra store matter i fleire lag og med godt omfar.

Figur 12.8 Grøftedekking med tømmer, matter og wirenett

Dgåver 1 Teikn korleis du vil dekkje salva frå oppgåve 6 i kapittel 5, side 116, og set opp ei bestillingsliste for materiellet. 2 Teikn korleis du vil dekkje salva frå oppgåve 7 i kapittel 5, side 116, og set opp ei bestillingsliste for materiellet.

3 Teikn korleis du vil dekkje salva frå oppgåve 5 i kapittel 6, side 128, og set opp ei bestillingsliste for materiellet.

4 Teikn korleis du vil dekkje grøfta i oppgåve 2 i kapittel 8, side 155, og set opp ei bestillingsliste for materiellet.

194

Kapittel 12

Lover, sikkerhet og miljø

13

Mål Når du har gjennomgått dette kapitlet, skal du

• kjenne til aktuelle lover og bestemmelser i forbindelse med sprengningsarbeider • ha detaljert kunnskap om krav som stilles til skytebasens kunnskaper, ansvar og plikter • kjenne til de mest aktuelle bestemmelsene om transport og lagring av sprengstoff

Generelt Konsekvensene av uhell kan være store, og arbeidet er derfor regulert gjennom lover og forskrifter. De setter regler for ut­ førelsen og bidrar til å øke sikkerheten for deg selv og omgivel­ sene. Men det er også nødvendig å ha faglig kunnskap og vur­ deringsevne.

Alle våre plikter for å opprettholde en forsvarlig sikkerhet og et akseptabelt arbeidsmiljø bygger på • • •

Lov om eksplosive varer Forskrift om landtransport av farlig gods (ADR) arbeidsmiljøloven

Lov om eksplosive varer, ofte bare kalt sprengstoffloven, er det

viktigste faglige direktiv for skytebasen i det daglige arbeidet med sprengstoff. Figur 13.1 Tiltak for sikkerhet og arbeidsmiljø tar utgangspunkt i lovverket

ADR inneholder de gjeldende forskrifter om landtransport av

farlig gods. Du bør kjenne til innholdet i arbeidsmiljøloven, men i denne boka skal vi konsentrere oss om bestemmelser som gjelder sprengningsarbeider.

Lov om eksplosive varer Lov om eksplosive varer av 14. juni 1974 er endret noen ganger

i årenes løp, sist i juni 1997. Loven er utgitt i et hefte sammen med forskrifter som gir utfyllende bestemmelser. Loven er i seg selv så generell at den ikke kan brukes uten forskriftene. ___

Lover, sikkerhet og miljø

195

Forskrifter av 22. mars 1977 med siste endringer av 18. no­ vember 1996 er den utgaven som gjelder i dag.

Loven omfatter sprengstoffer, tennmidler, ammunisjon og fyrverkerisaker (pyroteknisk vare). Du bør sette deg spesielt godt inn i lovens kapitler om

• • • •

erverv transport oppbevaring bruk

Det er problematisk at forskriftene stadig blir endret. Endrin­ gene skyldes som regel tilpasninger til EUs regelverk, eller de kan være et resultat av at det er kommet nye vareslag og sprengningsmetoder. Det kan også virke forvirrende at det i forskriftene blir henvist både til paragrafer i loven og til para­ grafer i forskriftene.

Lovens paragraf 35 sier bare at departementet (det vil si Kom­ munaldepartementet) kan gi forskrifter for bruk av spreng­ stoff. Forskriftene består av 15 kapitler og må være kjent for skyte­ basen. Håndlangere, maskinførere og sjåfører som er i kontakt med sprengningsarbeider, må kjenne en del av forskriftene. Skytebasen må til enhver tid være informert om endringer i forskriftene. Det er derfor nødvendig at forskriftene er tilgjen­ gelige på arbeidsstedet.

Skytebasens brukeransvar Kapittel 12 i forskriftene er nummerert fra § 12-1 til § 12-18 og omhandler i detalj bestemmelser som gjelder under bruk. Det betyr at du må skaffe og lære deg forskriftene før du avleg­ ger prøve for sprengningssertifikat.

Kravene for å få skytebasbevis er spesifisert i forskriftenes § 12-1. Kravene går i hovedsak ut på at

1 du må ha gjennomgått fullstendig fagutdanning 2 du må ha ervervet deg foreskrevet praksis 3 du må avlegge sprengningsteoretisk prøve ved en instans som er godkjent av DBE

196

Kapittel 13

SPRENGNINGSSERTIFIKAT KL.

A

Utstedt av

DIREKTORATET FOR BRANN- OG EKSPLOSJONSVERN

Nr. Gyldig^0663^^

Navn: Fødselsnr.: 18.12.1990 Dato

STEENS^W

Underskrift

Stempel

Figur 13.2 Godkjenning av bruker dokumenteres med spengningssertifikat

Figur 13.3a) En rekke fargehandlere er godkjente som forhandlere av sprengstoff

Figur 1 3.3b) Som seriøse yrkesutøvere må vi holde oss å jour med forskriftene for transport, oppbevaring og bruk av sprengstoff Foto: Dyno Industrier A/S

Lover, sikkerhet og miljø

197

I forskriftens § 12-2 står blant annet dette: Godkjent bruker (det betyr skytebas med sertifikat) er ansvarlig for at tilrettelegging og forberedelse til sprengningsarbeidet. boring, varsling, lading, sprengning og alt av betydning for sik­ kerheten. skjer i samsvar med bestemmelsene i lov om eksplosive varer og tilhørende forskrifter.

Arbeidsgiver/oppdragsgiver plikter å legge forholdene til rette slik at godkjent bruker kan oppfylle sitt ansvar. Skriftlige planer for sprengningsarbeid skal utarbeides eller godkjennes av god­ kjent bruker....

Dette betyr at det er skytebasen som har det personlige ansva­ ret for at alt arbeid foregår på en forsvarlig måte.

I forskriftens § 12-7 beskrives skytebasens ansvar når det gjel­ der vern mot skade på omgivelsene: Ved sprengning nær bebyggelse ... skal godkjent bruker sørge for at salve ... er dekket med tungt dekningsmateriale .... Ved spreng­ ningsarbeider ... skal nødvendige tiltak iverksettes slik at omgivel­ sene ikke påføres skade pga. rystelser eller luftsjokk.

I forskriftens § 12-15 kan vi lese om skytebasens meldeplikt til myndighetene: Sprengningsarbeid på eller i umiddelbar nærhet av offentlig sted skal på forhånd meldes til politiet. Før sprengningsarbeid settes i gang i nærheten av for eksempel jernbanelinje, offentlig veg. telefon- eller telegraflinje eller elektrisk kraft- eller lysledning eller transformator m.m., skal henholdsvis NSB, Statens veg­ vesen, Televerket og vedkommende elektrisitetsverk varsles.

Kjøp av sprengstoff Det gis to former for tillatelser til å skaffe sprengstoff og tenn­ midler:

• •

Generell ervervstillatelse Spesiell ervervstillatelse

Generell erverstillatelse gis til firmaer som arbeider i bransjen. Slik

tillatelse utstedes av politimesteren i distriktet der søkeren har sin forretningsadresse, og tillatelsen er gyldig for et lengre tidsrom. Spesiell erverstillatelse kan en person med gyldig skytebasbevis

få utstedt i forbindelse med et arbeid som skal utføres. Denne tillatelsen blir utstedt av lensmann eller politi på stedet der sprengstoffet skal brukes.

Sprengningstillatelse I enkelte kommuner er forskriftene for bruk av sprengstoff supplert med en politivedtekt som krever at sprengningstillatelsen er utstedt av politiet før sprengningsarbeidet settes i gang.

198

Kapittel 13

__________________________ _________________

| Rag.nr.

osio

politik;

SPRENGNINGSTILLATELSE I Fadt, dato og ir

Navn

Skytebas Bopot

SØKNAD OM TILLATEl qp

T L erverv av eksplosi har tillatelse til spren