Обеспечение промышленной безопасности ведения взрывных работ по действию ударных воздушных волн на земной поверхности (17.10.2011)

Автор: Ганопольский Михаил Исаакович

- давление на фронте УВВ при взрыве скважинного заряда, полностью (до устья) заполняющего скважину, Па. Значения КЗ приведены в табл. 3 (включены в действующие ЕПБВР).

Измерения показали, что при увеличении длины забойки время действия положительной фазы УВВ (+ уменьшается.

Таблица 3

Значения коэффициента забойки KЗ

Забойка Значение КЗ при отношении длины забойки к диаметру заряда lЗАБ/d

0 2 3 5 10 15 20 25 и более

Грунтовая 1 0,5 0,3 0,15 0,02 0,003 0,002 0,001

Воздушная 1 0,6 0,45 0,3 0,07 0,02 0,004 0,002

При инициировании скважинных зарядов с использованием ДШ сама сеть ДШ представляет собой дополнительный наружный заряд. С учетом энергетического сложения УВВ от отдельных скважинных зарядов масса эквивалентного заряда группы скважинных зарядов с забойкой определяется как

при lзар (12d; (22)

при lзар<12d, (23)

где QЭ - масса эквивалентного заряда, кг; р - линейная плотность заряда, кг/м; d - диаметр заряда, м; m – число одновременно взрываемых скважинных зарядов; QДШ - суммарная масса заряда ВВ в наружной сети ДШ, кг; lзар - длина заряда, м; KЗ - коэффициент забойки (см.табл. 3).

Многочисленные измерения параметров УВВ при массовых взрывах на открытых горных работах подтвердили правильность полученных закономерностей для расчета эквивалентной массы заряда и давления в УВВ при взрывах скважинных зарядов.

Взрывы шпуровых зарядов длиной менее 20d (мелкошпуровые заряды) достаточно широко используются при разделке негабарита, проходке траншей, выполнении специальных взрывных работ и т.д. Возникающие при этих взрывах УВВ достаточной интенсивности могут представлять опасность для окружающих сооружений.

Чтобы получить более общую зависимость для расчета давления при взрывах шпуровых зарядов малой длины, была определена масса шпурового заряда, эквивалентная по интенсивности излучения УВВ взрыву наружного заряда QЭШ. В случае взрыва шпуровых зарядов с забойкой эквивалентная масса заряда, по аналогии со скважинными зарядами, определяется выражением

где QШ – фактическая масса шпуровых зарядов, кг; КЗ - коэффициент забойки, значения которого в зависимости от отношения длины забойки к диаметру шпура принимаются по табл. 3.

Данные, полученные при взрывах шпуровых зарядов в разных породах (см. табл.2), показали, что, как и в случае наружных и скважинных зарядов, в более прочных породах интенсивность УВВ будет выше при прочих равных условиях.

На основании результатов исследований параметров УВВ при взрывах скважинных и шпуровых зарядов с различной забойкой сформулировано второе научное положение диссертации.

При взрывах заглубленных зарядов (заряды выброса и сброса, взрывы зарядов под водой) наиболее полную информацию о влиянии различных факторов на параметры УВВ можно получить на основания прямых инструментальных исследований.

Взрывы зарядов выброса и сброса используют для перемещения больших масс пород. При этом применяют как сосредоточенные, так и удлиненные (линейно-протяженные) заряды. Масса взрываемых зарядов составляет от нескольких сотен килограммов до сотен и тысяч тонн. При взрывах мощных зарядов выброса и сброса УВВ распространяются на большие расстояния.

Как и в случае взрыва скважинных или шпуровых зарядов, давление на фронте УВВ при взрывах сосредоточенных и удлиненных зарядов выброса и сброса можно определить по формуле (11), где под Q понимается масса эквивалентного заряда QЭВ, т.е. такая масса сосредоточенного наружного заряда, который в данной точке обусловливает то же давление в УВВ, что и рассматриваемый заряд. При этом следует учитывать заглубление заряда. В случае взрыва линейно-протяженного заряда эквивалентная масса заряда зависит также от его геометрии и от координат точки, в которой рассматривается эффект УВВ.

На рис.4 приведен график зависимости снижения давления в УВВ от при-

, построенный по данным работы Дж.Рида (график приведен к взрыву заряда на поверхности полупространства). Здесь же нанесены точки, полученные в результате выполненных инструментальных исследований параметров УВВ при взрывах зарядов выброса и сброса. Как видно, экспериментальные результаты достаточно хорошо совпадают с графиком.

Эквивалентную массу сосредоточенного заряда выброса или сброса можно определить по формуле

где QЭВ – масса эквивалентного заряда, кг; КЗВЫБР – коэффициент заглубления; его значения приведены в табл. 4; Q – масса сосредоточенного заряда, кг.

Таблица 4

Значения коэффициента заглубления КЗВЫБР

КЗВЫБР 1,0 0,4 0,15 0,07 0,01 0,003 0,001 0,0005 0,0001

Эквивалентность удлиненного заряда можно установить на основе равенства поверхностной плотности энергии УВВ на данном расстоянии r. В случае взрыва линейно-протяженного заряда длиной l выражения для расчета эквивалентной массы сосредоточенного заряда в точках А, В и С, где давление на фронте УВВ принимает экстремальные значения (рис.5), будут иметь вид

где QЭ – масса эквивалентного заряда для рассматриваемой точки, кг; l – длина линейно-протяженного заряда, м.

Если длина линейно-протяженного заряда существенно превышает расстояние до рассматриваемой точки, т.е. l>>r, то

Рис.5. Схема к расчету эквивалентной массы линейно-протяженного заряда

Практически условия (27) выполняются при длине заряда l=(2…5)r. Анализ показывает, что учет влияния протяженности заряда по формулам (26) следует выполнять до расстояний менее десяти длин заряда. На больших расстояниях заряд можно рассматривать как сосредоточенный.

, а под r – величину ЛНС W

При подводных взрывах источники образования УВВ аналогичны источникам излучения УВВ при взрывах в грунтах, причем наиболее существенным также является прорыв газов ПВ. Это позволяет использовать результаты соответствующих исследований параметров УВВ от взрывов заглубленных зарядов и при прогнозировании параметров УВВ подводных взрывов.

- расчетное давление на фронте УВВ при взрыве наружного заряда такой же массы, размещенного на дневной поверхности, Па; Н – высота слоя воды над зарядом, м.

На этом же графике нанесены точки, полученные в результате инструментальных измерений параметров УВВ при подводных взрывах накладных зарядов.

При взрывах подводных зарядов под Q в формуле (11) следует понимать массу эквивалентного заряда QЭ

, (29)

где QПВ – масса эквивалентного заряда подводного взрыва, кг; при взрывании подводного наружного заряда, размещенного на дне водоема, равна его фактической массе; при взрывании подводных скважинных зарядов определяется по формулам (22) и (23), подводных шпуровых зарядов - по формуле (24), подводных зарядов выброса – по формуле (25); QДШ - суммарная масса заряда ВВ в сети ДШ, размещенной на дневной поверхности, кг.


загрузка...