Сейсмическое воздействие взрыва на окружающие объекты, страница 4

Как следствие обобщения экспериментальных данных табл. 5. и зависимостей, вытекающих из формул (7) - (8), сейсмобезопасная масса заряда ВВ при защите зданий и сооружений может быть представлена как

	Рис. 2. Номограмма по определению сейсмобезопасных параметров взрывания для зданий и сооружений

 

.                                                         (9)

На основании зависимости (9) построена номограмма (рис. 2) для определения сейсмобезопасных параметров взрывных работ при безопасной скорости колебаний зданий и сооружений, получаемой из данных табл. 2. Пользование номограммой очевидно из рис. 2.

Для определения сейсмобезопасных параметров действия взрывов при сейсмической защите сооружений, располагаемых в горных породах, удобнее использовать зависимость, вытекающую из данных табл. и формулы (8), в предположении, что деформация горных пород осуществляется в пределах упругости.

Если при этом в зависимости (7.9) масса заряда ВВ обратно пропорциональна скорости распространения в среде взрывных волн, что отражает фильтрующие свойства массива горных пород в процессе его сейсмических колебаний, то при определении сейсмобезопасных параметров взрывания при упругой деформации горных пород масса заряда ВВ прямо пропорциональна скорости сейсмических волн, отражая этим повышение прочностных свойств горных пород

                                      (10)

Зависимость (10) для оперативных расчетов преобразована в соответствующую номограмму (рис. 3).

2. Методика количественной оценки сейсмического действия взрыва по эмпирическим коэффициентам

Количественнооценка сейсмического действия взрыва при изменении некоторых его параметров может осуществляться путем введения в зависимости по определению конечной величины заряда Q_j ряда эмпирических коэффициентов k_i, т.е.

.                                                 (11)

Количественное определение коэффициентов k₁,...,k_n в каждом из конкретных случаев рассмотрено ниже.

Коэффициент глубины заложения зарядов k₁ определяется из тех условий, что сейсмическое действие взрыватемменьше, чем больше его энергии использовано в зоне дробления: при увеличении или снижении глубины заложения заряда выше или ниже радиуса зоны регулируемого дробления сейсмическое действие взрыва увеличивается, что в целом может быть отражено зависимостью вида

.                                                            (12)

	Рис. 3. Номограмма к определению сейсмобезопасных параметров взрывания для сооружений в горных породах

 

или с учетом, что удельный расход ВВ :

,                                                             (13)

где c_p - скорость продольной волны, м/с; с_s - скорость поперечной волны, м/с; Q - масса заряда ВВ, кг; W - линия наименьшего сопротивления, м; q - удельный расход ВВ, кг/м³.

При условии, что , масса заряда ВВ может быть несколько увеличена против расчетной, а при , необходимо снижение величины заряда в целях повышения сейсмобезопасности взрывов.

Коэффициент геометрии заряда k₂ в зависимости от диаметра применяемых зарядов составляет

.                                                  (14)

Следовательно, при повышении диаметра заряда d_i по отношению к исходному d_o сейсмическая опасность взрывных работ возрастает и наоборот.

Коэффициент степени свободы разрушаемого объема k₃ определяется из тех соображений, что, чем выше степень зажима среды, разрушаемой взрывом, тем больше энергии ВВ переходит в энергию волны сжатия, определяющей сейсмическую обстановку в ближней зоне. В зависимости от условий взрывания сейсмически безопасная масса заряда ВВ должна изменяться как (табл. 6)

.                                                  (15)

Таблица 6. Коэффициент степени свободы разрушаемого объема

Условия взрывания	Число открытых поверхностей	Коэффициент k2
Взрыв в обычном фронтальном забое	2	1,0
Взрыв в забое с одной открытой поверхностью (проведение траншей, горных выработок, взрывание на неубранную горную массу, многорядное взрывание более шести рядов и т.д.)	1	0,25
Взрывы в целиках; с четырьмя открытыми поверхностями	4	4,0

Коэффициент потенциальной энергия ВВ k₄, определяющий сейсмическую активность .зарядов ВВ, особенно в ближней зоне, зависит от скорости детонации ВВ и его потенциальной энергии. Коэффициент сейсмической активности ВВ относительно эталонного ВВ типа аммонита 6ЖВ с потенциальнойэнергией , может быть выражен как

.                                                                 (15)

Следовательно, при использовании мощных ВВ типа скального аммонита № 1, детонита М сейсмобезопасная масса заряда ВВ Q должна быть снижена на 10 - 12%, при использовании взрывчатых веществ типа игданита, гранулита С - 2 или М масса заряда ВВ может быть повышена на 8 - 10% без увеличения его сейсмического действия.

Коэффициент короткозамедленного взрывания k₅ определяет необходимость принимать на одно замедление 2/3 величины расчетного заряда, сейсмобезопасного при мгновенном взрывании. В расчетах по формуле (11) это учитывается коэффициентом k₅ = 2/3. Однако при этом не ограничивается количество последовательно взрываемых ступеней замедления при условии, что время замедления превышает время существования положительной фазы волны напряжения, т.е.

,                                                                  (16)

где a - коэффициент условий взрывания, составляющий 0,11 - 0,13 для торфяников, 0,06 - 0,03 для наносов средней прочности и 0,01 - 0,03 для скальных пород.