методические указания. Методические рекомендации по взрыванию льда. Методические рекомендации по взрыванию льда. Глава 1 Взрывание льда Вода является практически несжимаемой упругой средой
 Скачать 375.42 Kb.
|
|
Методические рекомендации по взрыванию льда. Белорусия ТВЕРЖДАЮ Заместитель Министра по чрезвычайным ситуациям Республики Беларусь полковник внутренней службы А.И.Шамко ___ марта 2010 Методические рекомендации по взрыванию льда. Глава 1 Взрывание льда Вода является практически несжимаемой упругой средой; коэффициент ее сжатия равен 0,00005, т.е. в 20 – 30 тыс. раз меньше сжатия воздуха. Кроме того вода, плотнее воздуха приблизительно в 800 раз. Эти свойства определяют особенности подводного взрыва. Вода увеличивает дальность действия взрыва, как гидроударные волны (ГУВ) в воде передают на значительно большее расстояние, чем в воздухе, а так же приглушает звуковой эффект и уменьшает радиус действия ударной воздушной волны. Звуковой эффект и воздушная волна уменьшаются с увеличением глубины погружения заряда в воду. Зона разрушающего действия взрыва на ледяную поверхность определяется массой и конструкцией заряда, а также его положением по отношению к поверхности льда. Взрыв небольшого заряда без забоечного материала на поверхности толстого льда производит значительное разрушение образуется воронка, вокруг которой создается зона раздробленного и трещенноватого льда. Взрыв характеризуется большой воздушной ударной волной, сопровождающейся значительным звуковым эффектом. Ри  с. 1. Схемы расположения зарядов:а. – на поверхности льда без забоечного материала; б. – то же с забоечным материалом; в. – в толще льда с забоечным материалом; г. – подольдом на оптимальной глубине; д. – подольдом на большой глубине. 1 – зона выброса льда; 2 – заряд; 3 – забоечный материал. От взрыва того же заряда с забоечным материалом лед разрушается больше. При этом уменьшаются звуковой эффект и воздушная волна. Чем надежнее забойка, тем сильнее разрушение, слабее воздушная волна и меньше звуковой аффект. Особенностью взрыва наружного заряда является почти полное отсутствие разлета крупных осколков льда. Еще более эффективен взрыв заряда в толще льда с забоечным материалом. При этом, как правило, образуется сквозное отверстие и разрушается большая площадь льда. Воздушная волна и звуковой эффект уменьшается, а радиус разлета льда увеличивается. Ударные волны, передающиеся по толще льда, в случае, когда защищаемый объект не околот, оказывают на него большее разрушающее воздействие, чем ГУВ. Взрыв подводного заряда, расположенного на оптимальной глубине, образуя майну, разрушает площадь ледяного покрова, в 1,5 – 2 раза большую, чем взрыв того же заряда в толще льда. Если эффективность взрыва характеризовать объемом разрушенного льда, отнесенного к единице массы заряда, то он равен для внутренних зарядов рыхления (при взрывании сплошных ледяных массивов уступами) 2,2 м3/кг; подводных 7,8 м3/кг. Объясняется это тем, что ледяной покров расположен на пути распространения разрушительной силы взрыва (в том числе и газового пузыря), направленной больше в сторону менее плотной среды – воздуха и, следовательно, ледяного покрова. При погружении заряда на глубину, примерно в 1,5 раза большую оптимальной, лед взрывом не выбрасывается (майна не образуется), а только вспучивается и раскалывается на крупные куски. При взрыве того же заряда на еще большей глубине происходит лишь небольшой подъем (всплеск) воды через лунку. Эффект подводного взрыва увеличивается, если за ряд взрывается на дне (или недалеко от него) так при этом часть энергии отражается от грунта. При определении воздействия ГУВ массу заряда, лежащего на дне (по сравнению с подвешенным в воде) увеличивают в 1,3 – 1,5 раза. При массовом взрыве наибольшего эффекта по раскалыванию льда добиваются при взрыве зарядов в зажиме, когда действие взрыва не выходит за границы раскалываемого ледяного покрова. При наличии свободных кромок раскалывание большей площади льда обеспечивается взрывами одиночных зарядов. Во время массового взрыва подводных заряд эффект взрыва увеличивается за счет наложения ГУВ сосредоточенных зарядов. Большая поверхностная волна образующаяся от, падения выброшенной воды, также способствует разрушению льда по периметру взрыва, особенно когда раскалывают слабые льдины небольшого размера. Разрушительное действие взрыва в большей степени зависит и от числа свободных сторон (кромок) раскалываемой льдины: чем их больше, тем на большей площади раскалывается лед от взрыва заряда. При взрыве одиночных зарядов в зажиме расстояние между зарядами принимают равным (4 – 5) W. При взрыве тех же зарядов в льдине с двумя свободными сторонами расстояние между зарядами увеличивают примерно в 2 раза, в результате чего площадь раскалываемого льда возрастает в 4 раза. При взрыве заряда на поверхности льда или в его толще образуются мелкие осколки льда, а при подводном взрыве благодаря водяной подушке между зарядом и ледяным покровом – осколки более крупные. Во время взрыва подводного заряда образуется фонтан воды высотой 20 – 30 м, выбрасываемый вместе, с осколками льда и газообразными продуктами взрыва. Чем больше масса заряда, тем выше фонтан, круче его очертание и дальше разлет осколков льда. От взрыва сосредоточенного подводного заряда образуется майна диаметром, в 3 – 8 раз большим глубины погружения заряда в воду. Чем меньше отношение диаметра майны к глубине погружения заряда, тем больше размер осколков льда. Майны диаметром, в 3 раза большим глубины погружения заряда как правило, бывают полностью забиты крупными осколками льда. Майны диаметром, в 7 – 8 раз превышающим глубины погружения зарядов в воду, почти на всей площади свободны от осколков льда. Взрыв заряда независимо от его расположения по отношению к поверхности льда образует зоны выброса, рыхления и сотрясения. Рис. 2. Зона действия взрыва подводного заряда 1 – направление течения; 2 – заряд Зона выброса включает в себя майну, из которой лед выбрасывается взрывом. Осколки льда частично падают обратно в майну. Зона рыхления площадь льда, разрушенного на большие куски, не поднимаемые взрывом, и расколотого трещинами, расположенными в радиальном и кольцевом направлениях. Разрушение льда и размер трещин наибольшие у краев майн. Радиальные трещины при раскалывании льдин со свободными кромками имеют длину до нескольких десятков метров. В зоне рыхления располагается основная масса осколков льда, выброшенных взрывом. Зона сотрясения охватывает площадь, на которой ледяной покров подвергается только колебанию без разрушения. В этой зоне частично располагаются осколки льда, выброшенные взрывом. Радиус зоны сотрясения может достигать нескольких сот метров. Граница зоны выброса видна отчетливо. Границу же зоны рыхления, и тем более зоны сотрясения, визуально установить невозможно. Глава 2 Расчёт зарядов при взрывании льда Для взрыва, льда, как правило, применяют подводные заряды. Наружные заряды используют при необходимости быстрого проведения взрыва, а также при невозможности использования подводных зарядов (например, из-за их поджатия течением, срыва льдом сейсмического воздействия). Наружные заряды взрываю чаще сосредоточенные и реже удлиненные. Преимущество использования наружных зарядов заключается в том, что не требуется подготавливать лунки. Кроме того, взрывы наружных зарядов оказывают меньшее отрицательное воздействие на рыбу. Однако метод наружных зарядов требует значительного расхода ВВ и характеризуется большим радиусом опасной зоны по действию воздушной волны. Заряды в толще льда (внутренние) взрывают для дробления сплошного массива льда (например, наледи), образования лунок и ликвидации мощных заторов. Масса подводного сосредоточенного заряда для взрывания льда: Q= qW3,кг, (1) где q – расчетный удельный расход аммонита 6ЖВ, кг/м3; W – линия наименьшего сопротивления (глубина погружения заряда в воду), м. Величина W зависит от толщины льда W= ch,м, (2) где с – коэффициент погружения заряда в воду, зависящий от толщины льда 2<с<4 (чем тоньше лед, тем больше с); h – толщина льда, м. Расчетный удельный расход аммонита 6ЖВ изменяется от 0,3 до 1,5 кг/м3 и зависит от прочности льда. При q = 0,3кг/м3 майна не образуется, взрыв только раскалывает на крупные куски отдельные небольшие льдины (ледяные поля больших размеров не раскалываются). При q = 0,5 кг/м3 образуется майна диаметром, в 3 – 3,5 раза большим глубины погружения заряда, почти полностью забитая крупными осколками льда. При q = 0,9 кг/м3 образуется майна диаметром, в 4 раза большим глубины погружения заряда в воду. Она более свободна от осколков льда, которые мельче и дальше разбрасываются за пределы майны. Дальнейшее увеличение расчетного удельного расхода ВВ позволяет образовать майну еще большего диаметра и более свободную от осколков льда в результате большего его дробления. Наибольший диаметр майны особенно в тонком льду, может превышать глубину погружения примерно в 7 – 8 раз. Но для этого, как показывают ориентировочные расчёты, должны взрываться заряды, определённые по g = 5 кг/м3. Масса заряда выброса для взрывания сплошных ледяных массивов определяется по формуле М. М. Борескова Q= qW3 (0,4+ 0,6 n3), кг, (3) где п – показатель действия взрыва. При этом расчетным удельный расход аммонита 6ЖВ для зарядов выброса (показатель взрываемости) принимают 1,5 кг/м3. При дроблении сплошных ледяных массивов льда для определения массы заряда рыхления (при взрывании уступами) расчетный удельный расход аммонита 6ЖВ принимают равным 0,4 – 0,5 кг/м3. При работе вблизи объектов принимают уменьшенные (безопасные для сооружения) подводные заряды, масса которых определяется расстоянием до сооружения. При этом по выбранной допустимо безопасной массе заряда определяют глубину его погружения. W  = 3Q (4)q где Q — допустимая безопасная масса заряда, кг. Массу наружного заряда (сосредоточенного и удлинённого) определяют опытным путём, так как она зависит не только от толщины льда, но и от его прочности величины забойки и вида выполняемой работы. Расстояние между зарядами зависит от их массы, условий взрывания, характера выполняемой работы и длины пути, который проходит взорванный лёд до объекта и изменяется примерно от 1,25 до 4 диаметров майны. Учитывая что диаметр майны обычно равен 4W расстояния между зарядами принимают от 5 до 15W.При образовании майны у защищаемого объекта взрывами одиночных зарядов в зажиме расстояние между зарядами принимают минимальным – (4 – 5)W. При наличии закраины, майны (полыньи), когда взрывы проводят не в зажиме, расстояние между зарядами увеличивают до (10 – 15)W. При раскалывании ледяного покрова выше объекта взрывами одиночных зарядов в зажиме расстояние между зарядами принимают до 10W (тем больше, чем длиннее путь проходит взорванный лед до защищаемого сооружения). Поскольку толщина льда в направлении к середине реки и к крутому берегу уменьшается, расстояние между зарядами увеличивают или уменьшают их массу. При массовом взрыве заряды можно располагать по квадратной сетке и в шахматном порядке. Наиболее равномерное распределение энергии взрыва и, следовательно, дробление льда достигается при шахматном расположении. Массу подводных сосредоточенных зарядов аммонита 6ЖВ, оптимальную глубину погружения их в воду и расстояния между ними можно определить по таблице 1. Таблица № 1. Масса подводных сосредоточенных зарядов для аммонита 6ЖВ, по отношению к толщине льда. Определение расстояний между зарядами.
Подводные сосредоточенные заряды для взрыва льда должны: изготовляться из водоустойчивых ВМ. Когда ликвидация отказавших зарядов связана с небольшими трудностями, заряды следует изготавливать из ВМ, сохраняющих взрывчатое свойства под водой ограниченное время; вместе с балластом иметь общую плотность не менее 1,3 г/см3. (при скорости течения 0,5 – 1 м/с); иметь надёжно прикреплённый балласт; быть экономичными, простыми и требующими минимальных затрат труда для изготовления и подготовки к взрыву. Для удобства изготовления зарядов массу округляют до целого числа шашек, патронов и пачек. До ледохода производят опытные взрывы. При этом устанавливают глубину погружении заряда в воду, при которой майна и зона треснувшего ледяного покрова имеют наибольшие размеры при нужном дроблении и выбросе льда. Если заряд нельзя опустить глубже, например, из-за мелководья, уменьшают его массу. Для уменьшения объема работ по подготовке лунок и ускорения раскалывания ледяного покрова массу зарядов увеличивают и опускают их глубже (особенно при раскалывании тонкого льда). В период ледохода трудно установить факторы определяющие массу заряда, и не представляется возможным выполнить опытные взрывы. Кроме того, нельзя повторить взрыв, так как условия заложения зарядов связаны с трудностями. Обстановка же требует быстрого принятия мер. Поэтому при ледоходе массу заряда определяют приближенно. Заряды для ледокольных работ применяют малой (до 2 кг), средней (2 – 10 кг) и большой (более 10 кг) массы. Для взрыва ледяного покрова, если позволяют местные условия рекомендуется использовать заряды массой не менее 2 – 3 кг и не более примерно 10 кг, так как более легкие заряды приводят к увеличению трудоемкости и сроков выполнения работ, а заряды большей массы неудобны в применении. Желательно, чтобы заряды взрывались от ЭД или ДШ, а не через промежуточный детонатор-боевик (шашку ВВ и пр.). Заряды из ВВ в патронах и шашках небольшой массы наиболее предпочтительны дли взрыва льда из-за быстроты их изготовления и удобства применения. Шашки ВВ удобнее использовать для изготовления зарядов небольшой массы связыванием нескольких шашек шпагатом. Заряды большей массы изготовляют обертыванием необходимого числа плотно уложенных шашек в бумагу, мешковину или др. ткань с перевязыванием шпагатом. Заряды ВВ россыпью помещают в оболочку, чтобы можно было защитить его от повреждения течением и льдом. Оболочка должна обеспечивать целость заряда до момента его взрыва. Материал ее определяется временем нахождения заряда в воде и его массой, наличием передвигающегося льда и скоростью течения. В качестве балласта вводимого в оболочку заряда, обычно используют тяжелый груз. Массу балласта принимают из расчета 0,5 – 1 кг на 1 кг ВВ в зависимости от плотности ВВ и балласта, а также скорости течения. К заряду балласт прикрепляют снизу оболочки, чтобы не было выброса его кусков и он свободно проходил через лунку. С этой же целью сосредоточенным зарядам придают цилиндрическую форму с отношением длины к диаметру не менее 2:1. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||