Действие взрыва на окружающую среду
§ 35. Действие взрыва на окружающую среду
Зарядом называют определенное количество ВВ, подготовленных к взрыву. Массу ВВ, составляющих заряд, называют величиной заряда.
По форме различают заряды сосредоточенные, имеющие вид куба, шара, цилиндра или параллелепипеда, высота которых не превышает утроенной величины их диагонали, и удлиненные (колонковые), длина которых в 5 раз и более превышает поперечный их размер. Удлиненные заряды в свою очередь могут быть сплошными и рассредоточенными, представляющими собой серию зарядов, разделенных инертными к взрыву веществами и снабженных средством передачи детонации между частями заряда.
По способу размещения на взрываемом объекте заряды подразделяют на наружные (накладные) и внутренние. Накладные заряды вследствие низкого КПД взрыва и высокой опасности от неуправляемого разлета кусков породы применяют редко. Основной объем взрывной отбойки и рыхления выполняют внутренними зарядами.
Пространство для размещения заряда внутри породного массива называют зарядной камерой. В качестве зарядных камер используют шпуры и скважины, а так же штольни и шурфы при массовых взрывах зарядов и т. п.
Различают методы шпуровых, скважинных, камерных и котловых зарядов. Шпуровые и скважинные заряды относятся к удлиненным, а камерные и котловые- к сосредоточенным. Применительно к одиночным сосредоточенным зарядам сферической формы различают две основные схемы действия взрыва на окружающую среду:
1) взрыв заряда в неограниченной среде;
2) взрыв заряда вблизи свободной поверхности.
В первом случае эффект взрыва ограничивается образованием вокруг зарядной камеры камуфлетной полости, окруженной слоем разрушенной и спрессованной породы и зоной радиальных и сферических трещин, за пределами которых энергия взрыва затухает настолько, что не вызывает нарушения сплошности среды (рис. 4.6, а). В ближайшей к заряду зоне бризантного действия 2 происходят измельчение скальных пород и уплотнение пластичных. В зоне 3 напряжения меньше, чем в зоне 2, но все же достаточны для образования трещин и нарушения монолитности породы. В зоне 4 происходят колебательные движения породы без нарушения ее структуры (сейсмическое действие взрыва).
Рекомендуемые материалы
Во втором случае (рис. 4.6, б) характер разрушения среды совершенно иной.
рис. 4.6. Схемы действия заряда на окружающую среду
а - взрыв заряда в неограниченной среде;
б - взрыв заряда вблизи свободной поверхности;
в - воронка действия взрыва и ее элементы;
1 - заряд ВВ;
2 - зона бризантного действия ВВ;
3 - зона радиальных и сферических трещин;
4 - зона сейсмического действия взрыва;
5 - мнимый фокус отраженной волны;
6 - плоскость встречи прямой и отраженной волн;
D - диаметр воронки;
r - радиус воронки;
W - линия наименьшего сопротивления;
Рд - действительная глубина воронки;
Рекомендация для Вас - 5.5 Распределения квадратичных форм.
Р - видимая глубина воронки;
α- угол наклона воронки;
r к - радиус разрушения камерного заряда
Общим является лишь схема развития деформаций среды в начале взрыва, пока волна сжатия, распространяющаяся радиально от центра заряда, не достигнет свободной поверхности. С выходом ее на свободную поверхность начинается интенсивное расширение среды в направлении этой поверхности, а внутрь среды распространяется отраженная от границы двух сред (порода-воздух) волна разрежения, вызывающая растягивающие напряжения. Напряжения в волне разрежения меньше напряжений в волне сжатия. Но предел прочности пород на растяжение меньше предела прочности на сжатие, и волны разрежения производят большие разрушения среды, чем волны сжатия; в сторону свободной поверхности разрушения начнутся раньше и будут интенсивнее развиваться (рис. 4.6, в).
При взрыве заряда, приближенного к поверхности, в среде образуется воронка действия взрыва (рис. 4.6, в). Кратчайшее расстояние от центра заряда до свободной поверхности W принимается за глубину воронки и называется линией наименьшего сопротивления (ЛНС). Важнейшей величиной для расчета заряда является показатель действия взрыва n, представляющий собой отношение радиуса воронки rк линии наименьшего сопротивления, т. е. n = r/W. При n<1 имеем заряд уменьшенного действия, при n=1 - заряд нормального действия и при n>1 - заряд усиленного действия. При рыхлении скальных грунтов используют преимущественно заряды уменьшенного и реже нормального действия. Заряды усиленного действия используют при массовых взрывах на выброс (перекрытие русл рек, возведение плотин и перемычек и т. д.).
Действие взрыва удлиненного заряда в неограниченной среде в плоскости, перпендикулярной его длинной оси, весьма схоже с действием взрыва сферического заряда. То же наблюдается и с приближением его к свободной поверхности.
