Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Инструкция по определению границ опасных зон при подготовке и проведении массовых взрывов в подземных условиях - файл n1.doc


Инструкция по определению границ опасных зон при подготовке и проведении массовых взрывов в подземных условиях
скачать (10822.5 kb.)

Доступные файлы (1):

n1.doc10823kb.23.01.2013 18:26скачать

Загрузка...

n1.doc

  1   2
Реклама MarketGid:
Загрузка...



Инструкция

по определению границ опасных зон при подготовке и

проведении массовых взрывов в подземных условиях

Кривой Рог – 2011
При разработке «Инструкции по определению границ опасных зон при подготовке и проведении массовых взрывов в подземных условиях» обобщен опыт работы горнорудных предприятий Украины и стран СНГ по обеспечению безопасных условий труда при ведении взрывных работ на шахтах, а также использованы результаты специальных исследований научно исследовательских учреждений г.Кривого Рога

В работе принимали участие:

от Криворожского технического университета:

зав. кафедрой, проф., д-р техн. наук А.О. Гурин

от ГП «НИГРИ»:

ведущий научный сотрудник, Г.А. Воротеляк

канд. техн. наук

от ГП «НИИБТГ»:

ст. научный сотрудник, А.В. Дребница

канд. техн. наук

от Криворожского экспертно-

технического центра: В.Я. Гриша

от ОАО «Криворожский железорудный

комбинат»:

технический директор В.С. Ричко

начальник технического отдела Ю.А. Плужник

от предприятия ОАО «СУХА БАЛКА»:

гл. инженер А.С. Батареев

нач. технического отдела А.В. Моргун

от предприятия ЗАО «Запорожский

железорудный комбинат»

инженер по БВР В.П. Пушкаренко

от предприятия ГП «Вост ГОК»

ведущий инженер по БВР Е.Л.Ростовцев

от предприятия ОАО «АрселорМиттал Кривой Рог»: С.А. Самойленко

от предприятия ОАО «ЦГОК»:

главный инженер по подземным горным работам В.А. Сбитнов

от Днепропетровского НГУ:

доц., канд. техн. наук В.В. Русских

Инструкция разработана с целью правильного определения параметров ударных воздушных волн и границ их опасного действия на людей, подземные сооружения и коммуникации при массовых взрывах на шахтах. Она предназначена для инженерно-технических работников шахт, занимающихся проектированием и проведением массовых взрывов.

Данная «Инструкции по определению границ опасных зон при подготовке и проведении массовых взрывов в подземных условиях» вводится в действие с момента опубликования и должна пересматриваться через каждые 5 лет. «Временная инструкция по определению границ опасных зон при подготовке массовых взрывов в подземных условиях» М.- 1980.- 22с.» утрачивает силу.

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………...4

Раздел 1 Общие положения………………………………………………………4

Раздел 2 Определение опасных расстояний по действию у.в.в……………….6

Раздел 3 Локализация у.в.в. при подготовке и проведении массовых

взрывов на шахтах………………………...……………………………………..12

Раздел 4 Пример определения опасной зоны при подготовке и

проведении массового взрыва скважинных зарядов……..…………………...27

Раздел 5 Техника безопасности………………………………………………...32

Приложение «Техническая документация к программному обеспечению

по расчету параметров ударных воздушных волн»…...………………………35

Использованная литература…………………………………………………….50

Введение

Взрывные работы имеют повышенную опасность. Наиболее опасным в технологии взрывных работ в подземных условий является процесс пневмозаряжания, где при пневмотранспорте гранулированных ВВ (аммиачной селитры и тротила) происходит измельчение твердых компонентов, в результате чего образуется взрывоопасная пылевоздушная смесь. Кроме того в процессе транспортирования взрывных веществ в результате трения между гранулами и зарядным шлангом накапливается статическое электричество, которое при разряде представляет реальную опасность вспышки пылевоздушной смеси и взрыва ВВ в шланге, зарядном бункере (машине) и заряжаемой скважине (камере, шпуре). Применяемые способы и средства для предупреждения накопления статического электричества (электропроводные шланги, увлажнение ВВ водой) не обеспечивают полного исключения преждевременных взрывов.

«Временная инструкция по определению границ опасных зон при подготовке массовых взрывов в подземных условиях» используется при проектировании массовых взрывов на шахтах с 1980 г. За это время в Украине появились новые ВВ – эмульсионные, малоплотные, конверсионные; новые СВ – системы «Нонель», «Импульс», «Прима-ЭРА», разработаны новые способы и средства управления энергией ударных воздушных и сейсмических волн и т.п. Для повышения уровня промышленной безопасности возникла настоятельна необходимость совершенствования устаревшей «Временная инструкция по определению границ опасных зон при подготовке массовых взрывов в подземных условиях».

В соответствии с требованиями «Единых правил безопасности при взрывных работах» в новой «Инструкции по определению границ опасных зон при подготовке и проведении массовых взрывов в подземных условиях» изложена уточненная методика расчетов границ опасных зон, определяемых в проектах массовых взрывов на шахтах по действию ударных воздушных волн (у.в.в.), которые, как показывает практика, представляют наибольшую опасность для людей. Кроме того в «Инструкции по определению границ опасных зон при подготовке и проведении массовых взрывов в подземных условиях» приведены способы и средства защиты подземных сооружений и коммуникаций от разрушительного действия у.в.в., а также даются упрощенные методики расчета защитных устройств.

В приложении к «Инструкции по определению границ опасных зон при подготовке и проведении массовых взрывов в подземных условиях» помещена «Техническая документация к программному обеспечению по расчету параметров у.в.в.»

1. Общие положения

1.1. Границы опасных зон действия взрыва на людей при подготовке и проведении массовых взрывов на шахтах должны устанавливаться на периоды: заряжания, ввода боевиков, монтажа взрывной сети, проведения массового взрыва.

1.2. На период заряжания скважин (камер) при любом расходе ВВ на массовый взрыв устанавливаются две зоны: запретная и опасная.

1.2.1. Запретная зона предназначена для исключения влияния различных обстоятельств (действий, факторов, работ и др.) на процесс заряжания, которые могут привести к аварии (преждевременному взрыву, пожару и др.). Она устанавливается при заряжании скважин (камер) любыми взрывчатыми веществами и должна составлять не менее 50 м по всем выработкам, идущим от зарядной машины, крайних заряжаемых скважин (камер). Сменный запас взрывчатого вещества может находиться на расстоянии не менее 30 м от зарядной машины, при этом должны быть предусмотрены маршруты эвакуации людей в случае возгорания взрывчатых веществ. В пределах запретной зоны могут находиться только работники, связанные с заряжанием скважин (камер) и лица технического надзора шахты. Другие работники, в том числе и контролирующих органов, допускаются в эту зону только по специальным разовым пропускам за подписью руководителя массового взрыва.

Запретная зона определяется в проектах массовых взрывов с указанием мест выставления постов охраны или аншлагов.

1.2.2. Границы опасной зоны при пневмозаряжании гранулироваными ВВ скважин (камер) рассчитываются по действию ударной воздушной волны (у.в.в.) от возможного взрыва максимальной массы ВВ:

а) в зарядной машине,

б) в одной заряжаемой скважине (камере).

Они устанавливаются по всем выработкам, идущим от зарядной машины и крайних заряжаемых скважин. На границах опасной зоны выставляются посты охраны или аншлаги.

Зарядная машина должна устанавливаться по орту-заезду на расстоянии не менее 50 м от откаточного штрека.

В выработке, где установлена зарядная машина, а также в подэтажных выработках, где проводится заряжание скважин (камер) в пределах опасной зоны запрещены все другие виды работ. За границами выработки, где установлена зарядная машина, допускается в опасной зоне выполнение необходимых работ определенных распорядком массового взрыва.

На границах опасной зоны выставляются аншлаги, а на границе выработки, где установлена зарядная машина выставляются посты охраны.

При заряжании скважин (камер) эмульсионными ВВ опасные зоны могут не определяться.

1.3. На периоды ввода боевиков и монтажа взрывной сети опасные зоны устанавливаются:

а) при электрическом способе взрывания с начала выполнения этих работ;

б) при использовании неэлектрической системы инициирования из низкоэнергетических волноводов с момента подсоединения участковой

взрывной сети к магистральной.

В пределах опасной зоны могут находиться только лица, связанные с выполнением этих работ. На границах опасных зон должны выставляться посты охраны.

1.4. На период проведения массовых взрывов с расходом ВВ до 5000 кг люди выводятся за границы опасной зоны. При этом в расчетную опасную зону по действию у.в.в. должны входить все выработки с исходящей струей воздуха, по которым направляются газообразные продукты от места массового взрыва и до сборочной вентиляционной выработки. На границах опасных зон должны выставляться посты охраны.

Если масса ВВ превышает 5000 кг или массовым взрывом с любым расходом ВВ обрушается потолочина камеры или междукамерный целик (взрывы специального назначения), то границы опасной зоны по действию у.в.в. на период монтажа взрывной сети и проведение массового взрыва не определяются, а все люди (за исключением взрывников при монтаже взрывной сети) выводятся на поверхность.

1.5 Команда на взрыв подается руководителем массового взрыва после полного вывода людей из опасных зон или из шахты.

1.6. Порядок установки постов охраны и аншлагов.

На посту охраны могут находиться люди, получившие письменный наряд и инструкции о своих действиях по охране опасной зоны. Постовым запрещается поручать работу не связанную с выполнением прямых обязанностей. Пост должен находиться в закрепленной выработке не менее, чем за одним ее поворотом под углом не менее 90о.

Аншлаги устанавливаются на границах опасных зон в центре выработки на высоте 1,0-1,5 м с надписями со стороны возможного подхода людей «Стой, ведутся взрывные работы, дата и время взрыва», «Вход запрещен, выработка проветривается, дата и время взрыва».

Ответственными лицами за установку и снятие постов охраны и аншлагов является сменный надзор взрывного участка.

1.7.Все лица, участвующие в подготовке и проведении массовых взрывов, должны быть ознакомлены с проектной документацией под роспись.

1.8.Допустимое давление на фронте у.в.в. для людей при подготовке массовых взрывов в подземных условиях не должно превышать 20,0 кПа.

1.9. При проведении массовых взрывов в ряде случав необходимо защищать от разрушения действием у.в.в. подземные сооружения, коммуникации и др. путем их локализации защитными устройствами, обеспечивающими ослабление волны до заданных значений. Разрушающие давления для некоторых объектов шахт приведены в табл. 7. Методика расчета защитных устройств приведена в разделе 3.

2. Определение опасных расстояний по действию у.в.в

2.1.Определение давления на фронте у.в.в. (∆Р) на границах опасной зоны для прямых выработок с постоянной площадью поперечного сечения производится по формуле:

, кПа, (1)
где q- масса одновременно (мгновенно) взрываемого ВВ с удельной теплотой взрыва, равной 4326 кДж/кг, что соответствует граммониту 79/21. При использовании других ВВ массу заряда q необходимо умножить на отношение(); 

Q- удельная теплота взрыва используемого ВВ, кДж/кг. Значение удельной теплоты взрыва для применяемых ВВ приведены в табл. 1;

n- коэффициент перехода энергии ВВ на образование ударной воздушной волны. Значения n для различных видов зарядов ВВ при их простреливании (некачественный взрыв) и при качественных взрывах приведены в табл. 2;

R- расстояние пройденное у.в.в. по выработкам от заряда до расчетной точки, м;

? - суммарная площадь поперечного сечения выработок, примыкающих к заряду ВВ, м2

е - основание натурального логарифма, е=2,71;

d –приведенный диаметр выработки:

,м, (2)

? - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности выработок. Значения коэффициентов ? для различных видов крепи приведены в табл. 3.

При движении у.в.в по выработкам с различными видами крепи среднее значение коэффициента ?ср определяется по формуле:
, (3)
где , - соответственно коэффициенты шероховатости выработок, по которым проходит у.в.в.;

R1,R2Rn – соответственно длины выработок для различных коэффициентов шероховатости (,), м

Таблица 1

Удельная теплота взрыва некоторых промышленных ВВ, предназначенных для подземных работ, кроме шахт опасных по газу и пыли.

ВВ

Удельная теплота взрыва (Q) кДж/кг

Граммонит 79/21

Аммонит № 6 ЖВ

Анемикс 70

Анемикс 80

Игданит

Украинит ПП-1

ЭРА

4326,0

4326,0

3117,0

3231,0

3797,0

4100-4300

4000-4250

Таблица 2

Коэффициент перехода энергии ВВ на образование у.в.в.

Вид заряда


Коэффициенты перехода энергии ВВ на образование у.в.в.(n)

для людей

для сооружений и коммуникаций

Открытый (не изолированный)

Открытый (изолированный в бункере

МТЗ-3)

Скважинный (без забойки)

Скважинный (с забойкой)

Шпуровой (без забойки)

Шпуровой (с забойкой)

Накладной (наружный) без

забойки

Накладной (наружный)

с забойкой

Камерный (минный)

1,0
0,6

0,1

0,07

0,45

0,3
0,8
0,5

0,4

1,0
0,6

0,02

0,01

-

-
-
-

0,05


Таблица 3

Коэффициенты шероховатости поверхности выработок (?)

Характеристика поверхности выработок

Коэффициенты шероховатости (?)

Незакрепленные выработки:

Пройденные по простиранию пород

0,02

Пройденные вкрест простирания пород, волна движется в направлении:

а) обратном падению пород

0,04

б) падения пород

0,022

Закрепленные выработки:

Бетоном

0,01

Неполной крепежной рамой

0,025

Арочной крепью

0,04

Торкретбетоном

0,019

Арочной крепью с люками для выпуска руды

0,05


Величина давления на фронте у.в.в также может быть определена и по номограмме (рис.1). Для этого необходимо определить значения вспомогательных коэффициентов: «К» и «i»

, (4)

После этого из вертикальной оси «К» проводится горизонтальная прямая до пересечения с линией соответствующей значению «i».

Проекция точки пересечения на ось «давление у.в.в.» даёт искомое значение давления на фронте у.в.в для прямой выработки.

Если на пути движения у.в.в встречаются местные сопротивления, то полученное значение давления по формуле (1) или по номограмме (рис.1) необходимо разделить на коэффициенты ослабления (усиления), соответствующие каждому местному сопротивлению. Значение коэффициентов ослабления (усиления) для местных сопротивлений приведены в табл. 4.

Таблица 4

Коэффициенты ослабления давления у.в.в. при прохождении
местных сопротивлений.

Вид местного сопротивления

Коэффициенты ослабления

а)

при одинаковом сечении выработок





45°

90°

135°

175°

Z

2,3

2,7

3,1

3,4





45°

90°

135°

175°



1,5

1,25

1,2

1,1

Продолжение табл. 4

б)

при различных сечениях выработок:



Е

1

0,8

0,6

0,4

0,2

Z

2,7

2,4

2,2

1,9

1,75



Е

1

0,8

0,6

0,4

0,2



1,25

1,2

1,15

1,1

1,05

в)





1

0,8

0,6

0,4

0,2

Z

1

1,13

1,35

1,9

3,0

г)





1

0,8

0,6

0,4

0,2



1,9

2,1

2,5

3,3

6,0

д)







1

0,8

0,6

0,4

0,2



1,9

1,4

1,25

1,0

0,75


е)

при одинаковом сечении выработок


=4,0 =1,3


ж)





1

0,8

0,6

0,4

0,2



1,2

1,0

0,91

0,77

0,7

Продолжение табл. 4

з)





1

0,8

0,6

0,4

0,2



4

3,3

2,9

2,5

2,0



Е

1

0,8

0,6

0,4

0,2



1,65

1,5

1,3

1,2

1,1

и)





1

0,8

0,6

0,4

0,2



1

0,92

0,85

0,8

0,75

к)





1

0,8

0,6

0,4

0,2



1,2

1,3

1,65

2,0

3,0



Рис. 1 Номограмма для определения давления на фронте у.в.в.

Коэффициенты ослабления давления у.в.в в местных сопротивлениях справедливы как для сквозных, так и тупиковых выработок (отводов), если длина последних более четверти пути пройденных волной.

Если же длина тупиковой выработки меньше четверти пройденного волной пути, то здесь у.в.в. ослабляется незначительно и такое местное сопротивление в расчет не принимается. Плавные закругления выработок также не учитываются, поскольку они мало ослабляют у.в.в.

2.2. Если расчетное давление на фронте у.в.в превышает максимально допустимое для людей Pдоп=20кПа, то посты охраны или предупреждающие аншлаги переносятся на более далекое расстояние от взрыва и производится повторный расчет давления на фронте у.в.в.

2.3. Расчет давления на фронте у.в.в. ведется отдельно по всем сквозным выработкам, которые сообщаются с зарядами ВВ (в зарядной машине, заряжаемых скважине, камере, шпуре и др.)

2.4. При расчете давления на фронте у.в.в. в местах установки постов охраны (предупреждающих аншлагов) необходимо принимать следующие максимальные массы ВВ:

- при пневмозаряжании - максимальную массу ВВ, которое размещается в бункере зарядной машины, а также максимальную массу одного скважинного или камерного заряда;

- при вводе боевиков – максимальную массу одного скважинного или камерного заряда;

-при монтаже электрической взрывной сети - всю массу заряда ВВ.

2.5 При определении границ опасных зон действия у.в.в. на людей принимается вся масса взрываемого ВВ без учета замедлений, что позволяет исключить усиление волн при их взаимодействии и избежать влияния возможных ошибок при монтаже взрывной сети.

2.6 При расчете давления на фронте у.в.в. для оценки сохранности оборудования, подземных сооружений, коммуникаций и определения параметров защитных устройств для локализации взрыва принимается наибольшая масса одновременно взрываемого ВВ в серии замедлений, если интервалы замедлений более 50 мс. При меньших интервалах замедления принимается суммарная масса взрываемого ВВ, так как в этом случае возможно слияние и как следствие усиление волн следующих друг за другом. Коэффициент перехода энергии ВВ на образование у.в.в. (n) принимается из табл. 2 «для сооружений и коммуникаций»

2.7. Расчет давления на фронте у.в.в. может проводиться на компьютере (см. приложение 1 «Техническая документация к программному обеспечению по расчету параметров ударных воздушных волн»).

3. Локализация у.в.в. при подготовке и проведении массовых взрывов на шахтах
3.1. Наиболее эффективным способом уменьшения давления на фронте у.в.в. до допустимых значений является установка на пути движения волны защитных устройств (перемычек). Основными требованиями, предъявляемыми к защитным устройствам являются высокая прочность, малая стоимость, быстрота возведения и пропуск (при необходимости) требуемого количества воздуха.

Защитные устройства по способу ослабления у.в.в. делятся на сплошные, перфорированные, разрушающиеся и комбинированные.

3.1.1 Сплошные защитные устройства полностью перекрывают поперечное сечение выработок. К ним относятся бетонные и породные перемычки.

3.1.1.1 Бетонные перемычки сооружаются без вруба, во врубе и армированными по периметру выработки анкерными болтами (рис.2). При взаимодействии с бетонной перемычкой у.в.в. отражается от нее, т.е. происходит полное гашение волны. Ввиду большой стоимости бетонной перемычки ее целесообразно применять для защиты людей и особо важных объектов (стволов, электроподстанций и др.) от действия у.в.в., образующихся при взрыве больших масс зарядов ВВ. Они устанавливаются на расстоянии 10-30м от заряда ВВ.

Бетонные перемычки долговечны, поэтому они эффективны при локализации непогашенных очистных камер, надежно защищая выработки и людей от действия у.в.в. в случае ее обрушения.

Для обеспечения вентиляции, отбора проб и др. в теле перемычки могут устанавливаться трубы, люки.

Толщина бетонной перемычки рассчитывается по предельной прочности ее материала и определяется по графику (рис.3), построенному для бетона класса В10. При использовании бетонов класса В 20, В 30 и В 40, толщину бетонной перемычки необходимо уменьшить в соответственно в 1,25; 1,45 и 1,55 раз.

Если перемычка сооружается в породах крепостью f?3 (по шкале профессора М.М. Протодьяконова), имеющих прочность на сжатие или сдвиг меньше, чем у используемого бетона, ее необходимо армировать по периметру анкерными болтами из расчета не менее двух анкерных болтов d?0,04 м из стали Ст-3 на 1,0м2 площади контакта поверхности перемычки с поверхностью выработки.

При использовании бетонной перемычки для локализации при массовом взрыве очистной камеры ее толщина должна быть не менее ln?0,8 м при возведении без вруба и ln?0,4 м при возведении во врубе или при армировании по периметру анкерным болтами.



Рис. 2. Бетонные перемычки

  1. без вруба ; 2- во врубе ; 3- армированная по периметру анкерными болтами




Рис.3. Зависимость толщины бетонной перемычки ln от давления на фронте у.в.в. и приведенного диаметра выработки d: 1-d=1,0 м; 2-d=2,0 м; 3-d=3,0 м; 4-d=4,0 м .
3.1.1.2. Породные перемычки сооружаются путем разбуривания кровли выработки шпурами или скважинами с таким расчетом, чтобы после их взрывания перед перемычкой со стороны действия у.в.в. образовалась расширительная камера (рис. 4). Высота расширительной камеры должна составлять 1,4 ч 1,9, а длина не менее 1,5 высоты выработки. При этом разрушенная порода заполняет частично камеру, опираясь на ее вертикальную стенку, что предупреждает образования воздушного зазора в верхней части перемычки в случае усадки пород при их уплотнении и значительно повышает несущую способность породной перемычки.

Породные перемычки предназначены для локализации у.в.в., образовавшихся при массовых взрывах и обрушении камер. Они сооружаются на расстоянии не более 30м от заряда ВВ в выработках, не требующих проветривания.

Длина породной перемычки на уровне опасного сечения С12 определяется по графику (рис. 5)


Рис. 4. Породная перемычка:

hв- высота выработки, м; ? – угол естественного откоса пород



Рис.5. Зависимость длины породной перемычки от давления на фронте у.в.в.:

1,2,3,4 – соответственно площади поперечного сечения выработок:

S1=1,0 м2, S2=3,0 м2, S3=6,0 м2, S4=10,0 м2
3.1.2. Перфорированные защитные устройства частично перекрывают сечение выработки и имеют равномерно распределенные отверстия и щели для прохода воздуха. При взаимодействии с перфорированным устройством у.в.в. ослабляется частично за счет сжатия и расширения воздуха при проходе отверстий и щелей. Эффективность ослабления давления на фронте у.в.в. зависит от величины перфорации (, где S0 и S - соответственно, суммарная площадь отверстий и площадь поперечного сечения выработки, м2) и определяется по графику (рис. 6).

Рис.6. Влияние коэффициента перфорации перемычки

на ослабление у.в.в.:

– давление на фронте у.в.в., действующей на перемычку, кПа;

прдавление на фронте у.в.в. после прохождения перемычки, кПа.
Перфорированные устройства относятся к устройствам многоразового использования и устанавливаются в выработках, которые используются для вентиляции, передвижения людей и др. Устройства, имеющие гибкие связи, лучше противостоят действию у.в.в., чем аналогичные устройства с жесткими связями.

Рекомендуется шесть типов перфорированных устройств для ослабления у.в.в.: тросовые заграждения, вертикальная гибкая щелевая перемычка, наклонная гибкая щелевая перемычка, наклонная упругоподатливая перфорированная перемычка, перемычка из полос конвейерной ленты и перемычка из отработанных автомобильных шин.

3.1.2.1. Тросовые заграждения (рис.7) устанавливают на расстоянии 5-15 м от заряда ВВ. Они предназначены для улавливания предметов, летящих за фронтом у.в.в., которые захламляют выработки, повреждают коммуникации, крепь горных выработок и др. По периметру выработки бурят шпуры глубиной 0,5 – 1,0 м, в которые вставляют клинья или анкерные болты, через проушины которых протягивают трос (канат). Места пересечения троса скрепляют жимками. Диаметр троса (каната) должен быть мм, площадь ячейки зависит от размеров улавливаемых предметов и не превышает 0,3 х 0,3 м.

Ударную воздушную волну тросовые заграждения не ослабляют.


Рис.7. Тросовое заграждение

1-клинья с отверстиями для пропуска троса; 2- трос; 3 – жимки.
3.1.2.2. Вертикальная гибкая щелевая перемычка (рис. 8) состоит из ряда вертикальных стоек 1 диаметром 0,2-0,3 м, связанных тросами 2, которые крепят к распорным клиньям 3. Клинья закрепляют в шпурах 4, пробуренных в стенках выработки 5. Гибкие связи обеспечивают меньшие напряжения на элементы перемычки. Стойки устанавливают свободно в плоскости сечения выработки с расчетным размером щели между ними.

Вертикальные гибкие щелевые перемычки выдерживают многократное действие у.в.в. и рекомендуются для защиты объектов от действия у.в.в. с давлением на фронте не более 500 кПа.

Расчет перемычки сводится к определению числа тросовых растяжек принятого диаметра, в зависимости от давления на фронте у.в.в. (табл.5) Длина клина должна быть не менее 0,6 м.

Для локализации подземных очистных камер при массовом взрыве величина перфорации не должна превышать ??0,1. Количество тросовых растяжек при диаметре троса lтр?15 мм должно быть не менее четырех.



Рис.8. Вертикальная гибкая щелевая перемычка

1- вертикальные стойки; 2- трос; 3- клинья.

Таблица 5

Зависимость количества растяжек (?) из тросов от давления на фронте у.в.в. (∆Р) и диаметра троса (dтр).

Давление

Р, кПа

Диаметр троса dтр, мм

11

12

12,5

14

15

16,5

18

19

20,5

22

23

100























200























300























400

-

-

-

















500

-

-

-

-

-













600

-

-

-

-

-

-

-









700

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-




Примечание 1. В числителе количество растяжек для выработок с площадью поперечного сечения S=4 м2, в знаменателе для S=8 м2. Для промежуточных сечений количество растяжек определяется методом интерполяции.

Примечание 2. Области использования перемычек: в породах крепостью по шкале проф. Протодьяконова f<3-P?250 кПа; f>3-P?500 кПа.
3.1.2.3. Наклонная гибкая щелевая перемычка (рис.9) состоит из направ-ляющих стоек 1, выполненных из бывших в употреблении труб d?50 мм, устанавливаемых под углом 40° - 50° к подошве 2 выработки 3 и деревянных горизонтальных бревен 4, связанных с направляющими стойками 1 хомутами и образующими перфорацию.

Длина клина в шпуре должна быть не менее 0,6 м.



Рис.9. Наклонная гибкая щелевая перемычка

1 - труба; 2 - деревянные брёвна; 3 - трос; 4 - петлевое скользящее крепление; 5 - клинья; 6 - хомуты.

Внутри труб пропущен металлический трос 5, который с помощью петлевого скользящего крепления 6 закрепляют к клиньям 7, установленным в шпурах, пробуренных в кровле и подошве выработки. Благодаря установке перемычки под углом к набегающему фронту у.в.в. она не сразу погружается в волну, что приводит, в целом, к уменьшению нагрузки на перемычку. Часть энергии переводится в энергию трения между тросами в узлах крепления 6. Усилие трения и его длительность регулируются степенью сжатия тросов жимками и длиной их напуска.

Наклонная гибкая щелевая перемычка может выдерживать давление на фронте у.в.в. до 800 кПа и рекомендуется для ослабления у.в.в. при массовых взрывах. Расчет перемычки сводится к определению количества наклонных стоек и диаметра троса и производится по таблице 5. Расчетное давление на фронте у.в.в., действующее на наклонную перемычку, следует уменьшить на 25%.

3.1.2.4 Наклонная упругоподатливая перфорированная перемычка (рис.10) состоит из металлических стержней, установленных в плоскости поперечного сечения выработки под углом 40-50°. Стержни вставлены в шпуры, пробуренные в кровле выработки на глубину не менее одного метра, и соединены между собой поперечными бревнами диаметром более 0,2 м. Бревна крепятся с помощью хомутов. Нижние концы стержней свободно опираются о подошву выработки.

В качестве металлических стержней могут быть использованы пришедшие в негодность буровые штанги, рельсы и т.д.

Энергия у.в.в. тратится на преодоление сил трения металлических стержней о подошву выработки, изгиб металлических стержней, сжатие и расширение потока воздуха при прохождении отверстий в перемычке.


Рис. 10. Наклонная упругоподатливая перфорированная перемычка

1 – стержень, 2 – бревна, 3 – шпур (скважина)
Несущая способность наклонной упругоподатливой перемычки определяется прочностью металлических стержней. При использовании в качестве стержней бывших в употреблении буровых штанг и рельс перемычка выдерживает большие давления на фронте у.в.в. и может устанавливаться в непосредственной близости от заряда ВВ.

Количество металлических стержней в перемычке из стали Ст.3 зависит от их длины и площади поперечного сечения выработки и может определяться по таблице 6.

Таблица 6.

Зависимость количества металлических стержней (?) от давления на фронте у.в.в. (∆Р), их сечения (Sст) и длины (lст).


Sст, см2

,кПа

10

20

30

40

50

60

70

Количество стержней

200

2,4,6

2,2,2

2,2,2

2,2,2

2,2,2

2,2,2

2,2,2 ж

300

4,7,11

2,2,3

2,2,2

2,2,2

2,2,2

2,2,2

2,2,2

400

7,12,-

2,3,5

2,2,2

2,2,2

2,2,2

2,2,2

2,2,2

500

-

3,5,7

2,2,3

2,2,2

2,2,2

2,2,2

2,2,2

600

-

4,6,9

2,3,4

2,2,2

2,2,2

2,2,2

2,2,2

700

-

4,7,11

2,4,5

2,2,3

2,2,2

2,2,2

2,2,2

800

-

5,9,-

3,4,6

2,3,4

2,2,3

2,2,2

2,2,2

900

-

6,11,-

3,5,7

2,3,4

2,2,3

2,2,2

2,2,2

1000

-

7,-,-

3,6,9

2,3,5

2,2,3

2,2,3

2,2,2

1100

-

8,-,-

4,6,10

2,4,6

2,3,4

2,2,3

2,2,2

1200

-

9,-,-

4,7,-

3,4,6

2,3,4

2,2,3

2,2,3

1300

-

10,-,-

5,8,-

3,5,7

2,3,5

2,2,3

2,2,3

1400

-

-

5,9,-

3,5,8

2,3,5

2,3,4

2,2,3

1500

-

-

6,10,-

3,6,8

2,4,6

2,3,4

2,2,3

1600

-

-

6,-,-

4,6,9

2,4,6

2,3,5

2,2,3

1700

-

-

7,-,-

5,6,10

3,4,7

2,3,5

2,2,4

1800

-

-

7,-,-

4,7,-

3,5,7

2,3,5

2,3,4

2000

-

-

8,-,-

5,8,-

3,5,8

3,4,6

2,3,4

2100

-

-

8,-,-

5,8,-

3,6,8

3,4,6

2,3,5

2200

-

-

9,-,-

5,9,-

3,6,9

3,4,6

2,3,5

2300

-

-

9,-,-

5,9,-

3,6,9

3,4,7

2,3,5

2400

-

-

10,-,-

6,10,-

4,6,10

3,5,6

2,4,5

2500

-

-

10,-,-

6,-,-

4,7,10

3,5,7

2,4,5

* 2,2,2 – количество металлических стержней при их длине соответственно lст=3,4,5 м.
3.1.2.5. Перемычки из полос конвейерной ленты и отработанных автомобильных шин (рис. 11, 12) могут применяться на шахтах, где есть в избытке конвейерная лента, армированная тросами, и автомобильные покрышки.

Полосы конвейерной ленты шириной 0,15ч0,25 м заготавливаются предварительно. Крепление полос к стенкам выработки податливое (рис. 11) с помощью анкерных болтов. В плоскости поперечного сечения выработки полосы прикрепляются к деревянным стойкам гвоздями, расстояние между полосами 0,05 ч 0,1 м.

Автомобильные покрышки поочередно огибаются тросом, который закрепляется к стенкам выработки.



Рис.11. Перемычка из полос конвейерной ленты:

  1. свободно стоящие стойки; 2,4- полосы конвейерной ленты; 3- шпуры с анкерными болтами.




Рис.12. Перемычка из отработанных автомобильных шин:

1 – автомобильная покрышка; 2 – трос; 3- анкерный болт; 4 – стенка выработки.

Перемычки рекомендуются для ослабления у.в.в. не более ∆Р = 600ч800 кПа.

Расчет перемычки сводится к определению количества тросовых растяжек и производится по табл. 5.

3.2.3. Разрушающиеся устройства выполняются из воды (гидравлические перемычки). Для ослабления у.в.в. рекомендуется эти устройства устанавливать в непосредственной близости от заряда ВВ, где большое давление и высокая температура газов.

Энергия у.в.в при взаимодействии с гидравлической перемычкой тратится на дробление воды на капли, нагрев и испарение воды, а также на перемещение водовоздушного потока по выработкам.

Наряду с ослаблением у.в.в. разрушающие устройства хорошо поглощают пыль и газы, образующиеся при массовых взрывах.

Объем воды в гидравлической перемычке при заданной эффективности ослабления у.в.в. определяется по графику (рис. 13)

Гидравлические перемычки возводятся из водонепроницаемых емкостей, заполненных водой. Конструкции стационарных и передвижных перемычек приведены на рис. 14-16.

Ввиду того, что гидравлические перемычки не улавливают летящие за у.в.в. предметы и ослабляют волну не сразу, а на расстоянии 15-30 м их целесообразно применять в комбинации с перфорированными устройствами.



Рис. 13. Зависимость объёма воды в гидравлической перемычке (V) от массы заряда ВВ (q) для различной степени ослабления давления на фронте у.в.в.(К):

nкоэффициент перехода энергии ВВ на образование у.в.в;

- степень ослабления давления на фронте у.в.в;

и - соответственно давление на фронте у.в.в. перед перемычкой и после прохождения перемычки, кПа.



Рис. 14. Гидравлическая траверса

1 – несущий жесткий или гибкий элемент; 2 – ёмкость с водой;
3 – выработка; 4 – секция из заполненных водой ёмкостей.


Рис. 15. Гидравлическая перемычка

1 – гибкие подвески; 2 – ёмкости с водой; 3 – горизонтальные стойки; 4 – вертикальные стойки.

Рис. 16. Передвижная гидравлическая перемычка

1 – решетчатый каркас; 2 – сетчатые полки; 3 – водоналивные емкости; 4 – тележка; 5 – распорка; 6 – пластина.
3.2. Порядок расчета параметров защитных устройств для ослабления ударных воздушных волн

3.2.1. Вид и место установки защитного устройства определяется на основе технико-экономического анализа объема демонтажных и ремонтно-восстановительных работ с учетом безопасности труда горнорабочих и условий взрыва.

3.2.2. Первоначально устанавливается предполагаемая зона разрушения подземных сооружений и коммуникаций действием у.в.в. Это достигается путем сравнения расчетных давлений на фронте у.в.в. у заданного объекта, получаемых по методике, приведенной в разделе 2 и разрушающих давлений (табл.7).

После этого определяется объем и ориентировочная стоимость демонтажных и ремонтно-восстановительных работ и их длительность в период подготовки и после массового взрыва. Здесь необходимо учитывать также опасность работ после производства взрыва.

3.2.3. На основе технико-экономического анализа выбирается вид защитного устройства. При этом учитывается необходимость вентиляции выработок и передвижения по ним людей, перемещения грузов, вид заряда и способ его взрывания. В табл. 8 приведены сравнительные характеристики защитных устройств.

3.2.4. Сплошные и перфорированные устройства целесообразно устанавливать перед защищаемым объектом. Разрушающиеся устройства лучший эффект дают при установке их в непосредственной близости от заряда ВВ.

Если защитное устройство устанавливается на расстоянии R?6.0d (приведенный диаметр выработки); т.е. в зоне формирования у.в.в., давление следует принимать равным для камерных зарядов ?Ркам=3000 кПа, для скважинных зарядов ВВ ?Рскв=2000 кПа.

Таблица 7

Разрушающие давления у.в.в. для некоторых объектов

Объект

Разрушающее давление у.в.в., кПа

Характер разрушения

Бетонная противопожарная перемычка толщиной 0,25 м

80-100

Полное разрушение

Кирпичная (шлакоблочная) перемычка толщиной

0,24-0,36 м

40-50

Полное разрушение

Оборудование массой до одной тонны (лебедки, вентиляторы)

40-60

Смещение с фундамента, опрокидывание, поломка

Вагонетки, расположенные торцевой стороной к направлению действия у.в.в.

40-250

Сбрасывание с рельсов. Общая деформация кузова и рамы

Вагонетки, расположенные боковой стенкой к направлению действия у.в.в.

45-75

То же

Проходческие машины

125-140

Опрокидывание, деформация и повреждение деталей

Водо- воздухопроводы, подвешенные к стенке выработки

30-50

Деформация и поломка в результате обрыва крепления

Водо- воздуховоды, уложенные на почве выработки

120-200

Деформация и поломка трубопровода

Электросети

35-42

Деформация в результате обрыва крепления

Арочная крепь

150-200

Деформация арок. Поломка забутовки

Органная крепь

140-180

Перелом стоек

Ходовые восстающие

80-100

Повреждение полков, лестниц

Контактный провод

80-140

Обрыв, деформация

Вентиляционный трубопровод

30-40

То же

Деревянные и вентиляционные перемычки и двери

20-40

Поломка досок и стоек

Электрооборудование

15-20

Деформация, поломка


Таблица 8

Характеристика защитных устройств для ослабления у.в.в.

Наименование защитных устройств

Ориентировоч-ное разрушающее давление

Коэффициенты ослабления давления

Эффективная область применения устройств

Сплошные устройства

Бетонные перемычки

Любое

Полностью

Локализация камер перед взрывом. Располагается в непосредственной близости от взрыва (20 – 30 м). После взрыва выработка не используется

Породная перемычка с разширитель-ной камерой

Любое

-’’-

То же, что и для бетонной перемычки. Локализация у.в.в. при массовых взрывах и обрушении камер. В выработках, не требующих вентиляции

Перфорированные устройства

Вертикальная гибкая щелевая перемычка

100-500

2-6*

Защита отдельных объектов, удаленных от места взрыва на

5 – 50 м, в выработках, где необходима вентиляция и передвижение, при многократном действии у.в.в.

Наклонная гибкая щелевая перемычка

500-800

-’’-

То же, что и вертикальная щелевая перемычка

Гибкая щелевая перемычка из конвейерной ленты

400-600

-’’-

То же, что и щелевые перемычки

Наклонная упругоподат-ливая перемычка

800-1200

2-6*

Устанавливается на расстоянии от 5,0 и более метров от заряда ВВ, остальное то же, что и для щелевых перемычек

Разрушающиеся устройства

Гидравличес-кая перемчыка




2-5**

Вблизи взрыва в виде баллонов, заполненных водой. При однократном действии у.в.в. Вентиляция выработок сохраняется

*) Коэффициент ослабления у.в.в. зависит от величины перфорации

**) Разрушающее давление зависит от размеров преграды

  1. Пример определения опасной зоны при подготовке и проведении массового взрыва скважинных зарядов

4.1. Производится подготовка взрыва скважинных зарядов для обрушения рудного массива панели 9-10-11 север. горизонта 940 м в блоке 29 (рис. 18,19). Общий расход ВВ-22000 кг. Для зарядки используется граммонит 79/21. Взрывание электрическое. Очередность взрывания приведена в табл. 9.
Таблица 9

Очередность взрывания скважинных зарядов ВВ


Серии взрывов

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

Масса ВВ,кг

1400

1200

6900

2500

3600

2800

2200

1400

Замедления от начала взрыва мс.

0

25

50

75

100

150

250

500


Площадь поперечного сечения выработок: восстающих – 3,0 , подэтажных – 7,0 , откаточных – 9,0 .Горизонтальные выработки закреплены арочной крепью, восстающие не крепятся.

4.2. Определение границы опасной зоны при заряжании скважин

Зарядная машина МТЗ-3 с емкостью бункера 2200 кг ВВ установлена по орту оси 29 гор. 950 м на расстоянии 100 м от первого откаточного штрека. ВВ в скважины транспортируется сжатым воздухом по зарядному трубо-проводу, проложенному по восстающему в буровые камеры (рис. 18,19).

У.в.в. от зарядной машины пойдет по орту 29 на висячий и лежачий бок. В лежачем боку она пойдет по первому и второму полевым штрекам на север и на юг. Места установки аншлагов определяем с учетом коэффициентов местного сопротивления. Аншлаг А1 устанавливаем на расстоянии 310 м от зарядной машины. Рассчитаем по номограмме (рис.1) давление на фронте у.в.в. в месте установки аншлага (рис.19).

Для аншлага А1 значения коэффициентов «К» и «i» равны:

,

где q=2200 кг; n=1 ; R=310 м; d=3.36 м; ?=0,04 ; ?S=18

По номограмме (рис. 1) находим, что давление на фронте у.в.в. будет равно

Р1 =25 кПа. С учетом местных сопротивлений ? = 1,3 (табл. 4е)

Р = кПа, т.е. аншлаг установлен за опасной зоной.

В месте установки аншлага А2 (рис. 19) при R= 160 м давление на фронте у.в.в. без учета местных сопротивлений будет равно

К= i =

По номограмме находим 250 кПа.

В районе установки защитного устройства 3У2


Без учета местных сопротивлений ∆Р=90 кПа.





При прохождении местных сопротивлений давление уменьшится (? = 1,3 и ?'=4·4 табл.4е) Тогда

 кПа

Аналогичным путем рассчитываем давление на фронте у. в. в. у аншлагов А3 (?P = 15,6 кПа) и А4 (?P = 19,8 кПа).

Расчеты показывают, что при пневмозаряжании скважин гранулированными ВВ машиной МТЗ-3 с емкостью бункера 2200 кг ВВ в опасную зону попадают орты 5, 17, 23, 29 и 35, а также 350 м первого откаточного полевого штрека. Для предупреждения попадания случайных людей в орт 29, где установлена зарядная машина, необходимо на его границах выставить посты охраны (рис. 19) в остальных выработках откаточного горизонта 950 м, находящихся в опасной зоне, разрешается выполнение неотложных работ с привлечением минимального количества людей.

Пневмозаряжание скважин является очень опасной операцией взрывных работ, так как при транспортировке гранулированных ВВ по зарядным трубопроводам накапливается статическое электричество, разряд которого может привести к преждевременному взрыву. При использовании эмульсионных ВВ такие явления исключаются и расчет границы опасной зоны на время заряжания не проводится, а устанавливается запретная 50-ти метровая зона. Поэтому при пневмозаряжании необходимо строго соблюдать требования безопасности к зарядному, доставочному и смесительному оборудованию.

Расчет границы опасной зоны при вводе боевиков

Ближайшая скважина к откаточным выработкам находится на горизонте 930 м (горизонт подсечки). Максимальная масса ВВ в скважине 200 кг. Определим давление на фронте у.в.в. на расстоянии 50 м от скважины (т.е. возле ходового восстающего гор. 950 м(рис. 18, 19)). Коэффициенты «К» и «і» равны

,

По номограмме (рис. 1) находим =150 кПа. У.в.в. проходит четыре местных сопротивления, значение которых соответственно равны 0,8; 2,1; 2,4; 4. Тогда

, кПа

С учетом местных сопротивлений фактическое давление равно 9,3 кПа, что является безопасным для людей.

Расчет границы опасной зоны при монтаже взрывной сети

Ввиду того, что выработки блоков 23 и 29 на горизонте доставки (рис. 18) соединены между собой, а орты 17, 23, и 29 (рис. 19) имеют сбойку в висячем боку, посты целесообразно выставить на откаточном штреке по горизонту 950 м со стороны подвода свежего воздуха.

Пост 1 (П 1) по первому полевому штреку лежачего бока у орта 17,

Посты 2 и 3 (П 2 и П 3) в тех же местах, где и условные знаки 2 и 3.

Это позволит контролировать доступ людей по всем возможным путям на горизонте 950 м.

Кратчайший путь движения у.в.в. пройдет по буровому восстающему на орт-заезд 29 горизонта 950 м и далее на полевой штрек.

Расстояние от заряда ВВ до поста №1 составит 430 м, до поста №2 – 300 м, до поста№3 – 300 м.

Проверим расчетом давление на фронт у.в.в. в местах установки постов охраны.

Находим величины коэффициентов «K» и «i»







По номограмме находим, что давление у.в.в. у поста 1 по оси 17 будет равно 1=9,0 кПа, а у постов 2 и 3 – 45 кПа.

При прохождении местных сопротивлений волна ослабится: на сопряжении горизонта 940 м (?=1,25); при выходе из бурового восстающего на орт-заезд (?=4,5); на сопряжении орта с полевым штреком (К=1,3, ?=1,2) и сопряжении полевого штрека с ортом-заездом на оси 23 (?=1,3) (см. табл. 4)

Тогда давление на фронте у.в.в. в месте установки поста П1 по оси 21 с учетом местных сопротивлений будет равно

кПа

Аналогично, возле поста П2 по оси 35 давление на фронте у.в.в. с учетом сопротивлений будет равно:

кПа.

Возле поста П3 по оси 29 давление на фронте у.в.в. с учетом местных сопротивлений будет равно

кПа.

Посты П1, П2, П3 находятся за пределами границы опасной зоны.

Проверим, будет ли разрушен действием у.в.в. ходовой восстающий с гор. 940 м на гор. 950 м. Согласно табл. 9 максимальная масса одновременно взрываемого ВВ в одном замедлении равна 3600 кг, расстояние от ближайшей буровой камеры до восстающего R= 35 м, коэффициент n = 0,02 (табл. 2), ?S = 6, d = 1,94. Тогда
К=, i = .

Согласно табл. 7 в восстающем будут разрушены полки и лестницы. Для защиты восстающего необходимо установить в нем гибкую щелевую перемычку (рис. 8), которая уменьшила бы давление на фронте у.в.в. в 1,5-2 раза. Такое ослабление обеспечит перемычка со степенью перфорации ? = 0,4 (рис. 6). Количество растяжек для крепления перемычки из троса диаметром 12,5 мм должно быть не менее 2 (табл. 5).
5.Техника безопасности
5.1. При возведении, эксплуатации и демонтаже защитных устройств следует руководствоваться действующими: «Едиными правилами безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом»; «Инструкцией по охране труда для рабочих профессий и по видам работ»; «Техническим описанием и инструкцией по эксплуатации транспортно –зарядной машины МТЗ-3» и «Едиными правилами безопасности при взрывных работах».

5.2. В зоне установки защитных перемычек кабели, контактный провод, водо- и воздухопроводы демонтируются, производится оборка кровли выработки.

5.3. Транспортировка бетона по выработкам должна производиться в специальном вагоне.

5.4. Перед разгрузкой бетонной смеси из спецвагона в пневмонагнетатель необходимо вагон надежно затормозить, а подступы к выработке надежно оградить.

5.5. Для ликвидации «пробки» в бетонопроводе необходимо прекратить подачу смеси, направить бетонопровод соплом в стенку выработки, закрепить его и простучать место образования пробки молотком.

5.6. Сооружение бетонных и перфорированных перемычек производить в соответствии с проект-паспортами предприятий, согласованных и утвержденных в установленном порядке.

5.7. Сооружение перфорированных и гидравлических перемычек осуществляется в соответствии с правилами ведения монтажных работ. Рубку стального троса (каната) разрешается проводить только при помощи кузнечного зубила с ручкой и кувалды, при этом обязательно надевать предохранительные очки.

5.8. Заполнение водой водонепроницаемых емкостей производить дистанционно с помощью шланга и только после их полного закрепления к кровле выработки или каркасу перемычки.

5.9 Установку перфорированных и гидравлических перемычек производить до прокладки взрывной сети, породные перемычки могут сооружаться непосредственно перед массовым взрывом.

Взрывная сеть при этом прокладывается по другой выработке или по специальной скважине.

5.10 Отбор проб воздуха и осмотр состояния выработок после взрыва в зоне установки перемычек производится горноспасателями.

5.11 Допуск людей после взрыва за перемычку разрешается только после полного проветривания выработки, приведения ее в безопасное состояние и производства полного или частичного демонтажа перемычки.

5.12. В случае необходимости разрушение бетонных перемычек производится шпуровыми зарядами с соблюдением ЕПБ при взрывных работах.

5.13 Демонтаж перфорированных перемычек производится вручную с использованием газо- или электросварки. Электросварочные работы можно производить только в выработках, проветриваемых за счет общешахтной депрессии в соответствии с «Инструкцией по производству сварочных и газопламенных работ в подземных выработках и надшахтных зданиях».

5.14 Породные перемычки разбирать запрещается.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Министерство образования и науки Украины
Национальный горный университет

Техническая документация

к программному обеспечению по расчету параметров

ударных воздушных волн


Днепропетровск 2002

Введение
У.в.в. представляет собой область сжатия с резким скачком давления, плотности и температуры и распространяется по невозмущенному воздуху в начальный период после взрыва со сверхзвуковой скоростью.

Распространяясь по горным выработкам на большие расстояния, у.в.в. разрушают сооружения, коммуникации, оборудование и прочие устройства, как в подземных условиях, так и на поверхности. Это обуславливает значительные расходы средств на ремонтно-восстановительные работы, увеличивает время проветривания шахт и ведет к вынужденным простоям горных предприятий. Кроме того, у.в.в. представляют опасность для людей.

Изменение давления у.в.в. во времени приведено на рисунке 1. В передней части волны находится ее фронт. Фронт волны имеет резко повышенное давление Р, плотность , температуру ТФ и движется со сверхзвуковой скоростью DУ. Эти значения приведены в таблице 1 приложения.

За фронтом у.в.в. движется зона сжатого воздуха, давление в которой падает до атмосферного и далее переходит в волну (фазу) разрежения. Скорость движения воздуха в сжатой зоне зависит от давления, создаваемого ВВ при взрыве: чем выше давление, тем быстрее движется волна, т. е. фронт волны, имеющий наибольшее давление, имеет и наибольшую скорость. На границе зон сжатия и разрежения, где давление воздуха равно атмосферному, скорость его движения равна нулю.

В волне разрежения, имеющей давление, плотность и температуру газа меньшую, чем в невозмущенной атмосфере, воздух течет к центру взрыва. Причем скорость течения воздуха здесь также зависит от разности атмосферного давления и давления в волне разрежения. Это приводит к растягиванию волн сжатия и разрежения при увеличении пройденного расстояния.



Таблица 1.

Значения параметров у.в.в. для различных избыточных давлений

Избыточное давление Р, кПа

Скорость движения фронта у.в.в., м/с

Скорость движения сжатого слоя v, м/с

Температура на фронте у.в.в., К°

Плотность воздуха на фронте у.в.в., кг/м3

0

1

10

20

40

60

100

140

180

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

2000

3000

4000

5000

7000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

80000

100000

340

341

354

367

392

416

460

500

537

555

635

707

772

832

888

940

990

1040

1430

1730

1990

2220

2620

3110

4420

5380

6180

6940

7580

8740

9780

0

2,34

22,6

43,6

82,0

115

174

224

268

287

378

453

518

576

630

680

727

772

1120

1380

1610

1800

2180

2580

3740

4760

5570

6330

6940

7690

8840

288

289

296

303

316

329

353

375

395

405

455

503

552

600

649

697

742

787

1250

1720

2180

2650

3340

4160

5680

6740

7750

8700

9650

11250

13600

1,25

1,26

1,34

1,42

1,58

1,73

2,01

2,27

2,50

2,61

3,09

3,49

3,81

4,08

4,32

4,53

4,72

4,89

5,85

6,25

6,55

6,72

7,31

8,06

10,88

13,15

13,75

-

-

-

-

Импульс избыточного давления у.в.в. является энергетической характеристикой волны, его можно представить как действие избыточного давления во времени на единицу площади перемычки или же как произведение массы воздуха, движущегося в волне, на скорость.
  1   2



Скачать файл (10822.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru