4906 (Обеспечение взрывобезопасности при ликвидации весеннего затора на реке), страница 4

- характеристики ВВ;

а) тип ВВ, из каких элементов состоит;

б) степень раздробленности (дисперсности);

в) плотность ВВ в заряде.

- диаметра заряда;

- условий взрывания (наружный или внутренний заряд, наличие забойки)

Критический диаметр заряда (Дкр) - диаметр заряда ниже, которого детонация становится неустойчивой. С увеличением диаметра заряда больше критического скорость детонации увеличивается до определенного значения диаметра заряда называемого предельным [10,12,13].

Полная работа взрыва - это работа ВВ при дальнейшем увеличении диаметра которых скорость детонации не увеличивается. На рисунке 2.1 представлена зависимость скорости детонации от диаметра ВВ.

Рисунок 2.1 - График зависимости скорости детонации от диаметра взрывчатого вещества (ВВ)

Критический диаметр детонации Аммонита 6ЖВ 100 мм и т.к. это смесевое взрывчатое вещество, скорость детонации будет меньше, чем у однородного взрывчатого вещества.

2) Разлет осколков, обломков и кусков грунта существенно зависит от веса заряда взрывчатого вещества, материала разрушаемого (перебиваемого) взрывом объекта и расположения заряда на объекте.

Очевидно, чем больше вес взрываемого заряда взрывчатого вещества, тем больше и разлет осколков; при этом мелкие осколки (куски), обладая меньшей массой, из-за сопротивления воздуха быстрее будут терять приобретенную ими скорость, чем осколки более крупные.

Расположение заряда на разрушаемом объекте сказывается тем, что в сторону, противоположную той, на которой размещен наружный заряд, осколки будут разлетаться дальше. Наименьшая дальность разлета будет в ту сторону, с которой расположен у объекта наружный заряд. При внутренних зарядах, если не принято специальных мер к направлению разлета основной массы разрушаемого объекта, разлет осколков происходит равномерно во все стороны [7].

Ниже приводятся некоторые данные по практически установленной дальности разлета осколков. Величина этой дальности и принимается в качестве минимального безопасного расстояния от очага взрыва - при взрывании льда и грунта на дне водоема – 100 м.

Зависимость между глубиной расположения заряда, его весом (по показателю действия взрыва) и максимальной дальностью разлета кусков, которая выражается формулой:

L = 140 · n · , (2.1)

где L – дальность разлета отдельных кусков породы (грунта), м;

n – показатель действия взрыва;

h– глубина заложения заряда (линия наименьшего сопротивления), м.

3) Действие ядовитых газов, на которые приходится 5…10% от общего объема газообразных продуктов взрыва:

- окись углерода;

- окислы азота;

- сернистые газы;

- пары ртути и свинца.

Кислородный баланс это отношение избытка или недостатка кислорода с составе взрывчатого вещества к его количеству, необходимому для полного окисления горючих элементов вещества. Желательно, чтобы при реакции взрыва образовались наименее опасные для организма человека вещества (пары воды, азот, углекислый газ).

Когда в составе взрывчатого вещества недостаток кислорода по сравнению с необходимым при взрыве образуется угарный газ - имеет место отрицательный кислородный баланс.

Когда взрывчатое вещество содержит избыток кислорода (положительный кислородный баланс) при взрыве образуются окислы азота, кроме того, при взрыве взрывчатого вещества с нулевым кислородным балансом выделяется максимум энергии.

4) Сейсмовзрывная волна (сотрясательное действие) взрыва проявляется только при взрывах, происходящих внутри грунта, скальной породы или льда, которые за пределами зоны разрушения претерпевают упругие колебания. Характер этих колебаний (период, амплитуда и скорость распространения) зависит от мощности взрыва и свойств среды.

Колебания среды в свою очередь вызывают колебания сооружений, расположенных в этой среде или на ее поверхности, что может привести к образованию трещин в сооружении или его разрушению.

2.2 Расчет безопасных расстояний при взрыве заряда массой 5 кг

При производстве взрывных работ в любой обстановке основное внимание должно уделяться безопасности работ и мерам обеспечения безотказности взрыва. Безотказность взрыва зависит от качества подготовки и должной проверки всех зарядов, взрывных сетей и устройств и содержания их полной исправности [13]. Безопасность выполнения взрывных работ зависит от строгого соблюдения мер, обеспечивающих безопасность лиц, непосредственно подготавливающих и производящих взрывы, посторонних лиц и населения, а также сооружений, расположенных вблизи места взрыва. Эта безопасность определяется расстоянием, на которое распространяется действие взрыва, выражающееся в непосредственном действии расширяющихся продуктов взрыва, действии ударной воздушной волны, в сейсмическом действии взрыва и в разлете кусков раздробленной взрывом среды.

2.2.1 Безопасные расстояния по действию воздушной ударной волны

Избыточное давление во фронте ударной волны (Р_ф) - это разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением (Р_о), измеряется в Паскалях (Па). Избыточное давление во фронте ударной волны рассчитывается по формуле:

кПа (2.2)

где: ΔР_ф - избыточное давление, кПа;

q_э - тротиловый эквивалент взрыва (q_э = 0,5·q = 0,5·5 = 2,5 кг, q - мощность взрыва, 5 кг);

R - расстояние от центра взрыва, 8 м.

При защите сооружений от разрушения их ударной воздушной волной не всегда имеется возможность выдержать такие безопасные расстояния, на которых объект не получит никаких повреждений.

Безопасные расстояния по действию воздушной ударной волны определяются в зависимости от веса заряда, рассчитаем для зоны растекления:

м, (2.3)

где С – вес (масса) заряда Аммонита 6ЖВ, 5 кг;

kв – коэффициент, зависящий от веса заряда, его расположения и характера допустимых повреждений в окружающих сооружениях (т.е. допустимой степени безопасности); применяется по таблице А.1 в Приложении А [12].

Для зоны слабых разрушений:

м, (2.4)

для зоны средних разрушений:

м, (2.5)

для зоны сильных разрушений:

м, (2.6)

для зоны полных разрушений:

м, (2.7)

Минимальное безопасное расстояние для человека по действию на него ударной волны рассчитывается по формуле

м, (2.8)

где С вес (масса) заряда, кг.

При подсчете по формуле величина избыточного давления примерно равно 0,1 кгс/см² и гарантирует получение контузии и другие травмы.

Если взрывные работы проводятся при отрицательной температуре воздуха, безопасное расстояние, определенное по формулам (2.3) - (2.8), должно быть увеличено не менее чем в 1,5 раза. Но так как взрывные работы на реке Белая проводятся в светлое время суток при положительных температурах, можно пренебречь увеличением безопасных расстояний.

2.2.2 Безопасные расстояния, исключающие передачу детонации от одного заряда взрывчатого вещества к другому

Ударная воздушная волна на некоторых расстояниях, сохраняя еще значительную мощность, способна вызвать детонацию во встретившемся на ее пути взрывчатом веществе. Иногда это явление бывает полезным и может быть использовано для взрывания нескольких "пассивных" зарядов взрывчатого вещества от взрыва одного "активного" заряда, взрываемого зажигательной трубкой или электродетонатором.

Однако в большинстве случаев приходится, наоборот, оберегать один заряд от взрыва соседнего заряда, т.е. располагать его на таких расстояниях, при которых был бы невозможен его взрыв. В этом случае расчет безопасного расстояния ведется по формуле

м, (2.9)

где С – вес (масса) активного заряда, кг;

D – наименьший линейный размер пассивного заряда, равный ширине заряда или удвоенной его высоте, м;

К_d – коэффициент, зависящий от свойства активного и пассивного зарядов ВВ и их расположения (таблица А.2 Приложение А).

2.2.3 Безопасные расстояния по разлету осколков

Для расчета безопасных расстояний по разлету осколков за безопасное расстояние был принят удвоенный минимально допустимый радиус опасной зоны при взрыве наружного заряда.

м, (2.10)

Параметры сейсмовзрывной волны не рассчитываются, т.к. принимается, что заряд поверхностный [12].

Таким образом, из расчетов следует, что ближайший к месту проведения работ населенный пункт Муксиново не попадает в зону действия поражающих факторов. Однако безопасные расстояния не соблюдены по действиям на людей, ликвидирующих затор и на ящик с оставшимися зарядами Аммонита 6ЖВ массой 35 кг (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 – Зоны воздействия поражающих факторов на окружающую среду, взрывников и ящик с зарядами

При таком взрыве получили серьезные травмы головы два взрывника, находившихся в зоне средних разрушений. Ящику со взрывчатыми материалами передалось инициирующее действие и произошла детонация взрывчатых веществ [7].

Рассчитаем параметры взрыва ящика с Аммонитом 6ЖВ, если масса взрывчатых веществ в нём равна 35 кг.

2.3 Определение параметров взрыва Аммонита 6ЖВ массой 35 кг

Расстояния воздействия воздушной ударной волны условно делят на пять зон. Используя формулу (2.3.) и таблицу А.1 Приложения А, определим радиусы зоны растекления, в которой избыточное давление во фронте ударной волны равно менее 10 кПа:

м, (2.11)

Зона слабых разрушений (10…20 кПа), в которой будут наблюдаться частичные повреждения рам, дверей, нарушение штукатурки и внутренних легких перегородок:

м, (2.12)

Зона средних разрушений (20…30 кПа), которой присущи разрушения внутренних перегородок, рам, дверей, бараков, сараев и т.п.:

м, (2.13)

Зона сильных разрушений имеет следующие характеристики: разрушение малостойких каменных и деревянных зданий, опрокидывание железнодорожных составов, повреждение линий электропередачи, давление во фронте ударной волны от 30…50 кПа, радиус действия равен:

м, (2.14)

Зона полных разрушений, характеризуемая проломом прочных кирпичных стен, полным разрушением коммунальных и промышленных сооружений, повреждение мостов и железнодорожного полотна:

м, (2.15)

Избыточное давление во фронте ударной волны (Р_ф) рассчитывается по формуле (2.2):

кПа

где: ΔР_ф - избыточное давление, кПа;

q_э - тротиловый эквивалент взрыва (q_э = 0,5·q = 0,5·35 = 17,5 кг, q - мощность взрыва, 35 кг);

R - расстояние от центра взрыва, 3 м.

По формуле (2.10) минимальное безопасное расстояние для человека по действию на него ударной волны рассчитаем по формуле:

м,

Безопасное расстояние по разлету осколков рассчитывается согласно пункту 2.2.2 и за безопасное расстояние принимается удвоенный минимально допустимый радиус опасной зоны при взрыве наружного заряда.

м, (2.16)

Находим импульс волны давления i по формуле:

i = 123∙ (34,6)^0,66 / 3 = 425,2 Па с, (2.17)