книги из ГПНТБ / Покровский Г.И. Расчет зарядов при массовых взрывах на выброс

дается на ряд конусообразных струй, из которых некоторые далеко вырываются вперед из основной массы.

Несмотря на указанные трудности, методы внешней балли­ стики все же оказалось возможным использовать при решении задачи о разлете грунта. Изучая и обрабатывая эпюры снопа выброса, построенные по кинофильмам взрывов, удалось уста­ новить, что коэффициент сопротивления воздуха для переднего фронта выброшенной массы грунта — величина практически постоянная (в пределах точности измерений и обработки эпюр)

и зависящая от плотности взрываемой породы и глубины за­ ложения заряда.

Для грунта, движущегося в вертикальном направлении, можно записать следующее дифференциальное уравнение:

(50)

где v — скорость движения грунта; t — время;

Ь — коэффициент, учитывающий сопротивление воздуха; g — ускорение силы тяжести.

Переходя к независимой переменной у (высота подъема

В результате обработки большого числа кинофильмов взрыва заряда на различных глубинах были получены следующие при­

ближенные формулы для коэффициента b и начальной ско­

рости

29

Эту формулу можно апроксимировать следующей приближенной зависимостью:

2

т200

п>3 формула (55) будет давать завышенные результаты. Приближенное теоретическое решение задачи о максималь-

по заданному показателю_действия взрыва « легко определить

относительную величину Rm, при умножении которой на w по­ лучается абсолютное значение максимальной дальности разле­

та кусков грунта. Формула (56) не учитывает, однако, влияния ветра, а также того, что отдельные куски /грунта в результате взаимного столкновения и воздействия прорывающихся газов

могут иметь дальность полета, значительно превосходящую рас­ четную. Последнее обстоятельство проявляется в большей сте­ пени при относительно малых глубинах заложения заряда.

Рассмотрим влияние ветра на разлет грунта. В первом приближении можно считать, что по направлению ветра даль­

зо

31

Здесь Д7?т выражено в м-, остальные параметры имеют преж­

850м.

Таким образом, при наличии сильного ветра симметричность разлета

грунта нарушается и минимальные безопасные расстояния при взрывах на выброс увеличиваются.

6. Определение толщины навала

Согласно исследованиям, проведенным в Институте химиче­ ской физики АН СССР с применением радиоактивных изотопов,

в первом приближении можно принять следующую схему раз­ лета грунта.

На рис. 14 в пределах объема выбрасываемого грунта про­ ведены линии равной дальности разлета. Эти линии почти па­

ный участок), вершины которых находятся на расстоянии h от горизонта, после выброса распределяется на кольце радиусом г и шириною dr, образуя слой толщиной о

32

Из выражения (68) видно, что

а=/(г, л, А).

Очевидно, что для вычисления о необходимо знать зависи­

мость h — F(r).

Рис. 14. Схема движения породы при взрыве на выброс:

/ — заряд; 2 — контур воронки в момент взрыва; 3 — контур воронки после взрыва

Примерный график функции h = F(r) показан на рис. 15.

С достаточной для практики точностью можно считать, что г

находится в линейной зависимости от h (пунктирная линия).

Очевидно, всегда г <Rm и h<w. Тогда

-- gg-~-r---- . (69)

Rm — п ■ w

Подставляя формулу (69) в формулу (68), получим

33

Таблица

34

Продолжение табл. 6*

грунта. Если принять рг =2000 ка/лг3, то искомый параметр будет равен 0,56 - 2000 =1120 ка/лг2.

3 табл. 6 в последней колонке даны значения максимальной дальности разлета грунта Rm, для которой о=0.

Следует отметить, что при помощи формулы (70) нельзя точно определить высоту гребня воронки. Объясняется это тем, что гребень образуется не только падающим на горизонталь­ ную поверхность грунтом, но и грунтом, выбрасываемым про­ дуктами взрыва из областей, расположенных ниже боковой по­ верхности конуса, вершина которого помещена в центре заряда,

а образующая касается границы воронки на уровне свободной

поверхности.

При расчете высоты гребня, который, как показывает об­

работка опытных данных, находится на расстоянии 1,357?,, от эпицентра заряда, была использована известная во взрывном деле эмпирическая формула:

35

7.Переход от сосредоточенных

кудлиненным зарядам

Все изложенные выше расчеты отнесены к положению, когда один или несколько зарядов сосредоточены в небольшом объеме грунта. Помимо этого способа, широко используются так назы­ ваемые удлиненные заряды, длина которых L больше w.

На основании опыта можно считать, что при заданной вели­ чине и.’ удельный расход взрывчатого вещества на выброс и

дробление породы одинаков для сосредоточенных и удли­

ненных зарядов и .что сече­ ние воронки выброса имеет одинаковую треугольную фор­ му в обоих случаях. Можно также принять, что воронка выброса удлиненного заряда состоит из центральной части

лее, что удлиненный заряд имеет постоянное поперечное сечение и вес той или иной части заряда пропорционален его длине.

Пусть длина той части удлиненного заряда, которая прихо­ дится на центральную призматическую часть выемки, равна Ьэ;

Ьэ

Левая часть равенства представляет собой отношение объе­ мов породы, выброшенных из концевых и средней частей вы­

емки; — получаемый при этом показатель выброса.

Правая часть является отношением соответствующих весов

частей заряда, приходящихся на концевые и центральную части

и получается коническая воронка. Удлиненный заряд в этом

случае нужно рассматривать как заряд сосредоточенный. Удлиненный заряд обычно характеризуется весом взрывча­

того вещества qh приходящегося на единицу его длины. Его

36

можно определить, если принять, что удельный расход ВВ у со­ средоточенного и удлиненного заряда одинаков.

Тогда можно написать

или

Таким образом, расчет удлиненных зарядов может быть сведен к расчету рассмотренных выше сосредоточенных за­

рядов.

О РАСПОЛОЖЕНИИ КРУПНЫХ ЗАРЯДОВ В ПОРОДЕ

Использование зарядов увеличенных размеров в ряде слу­ чаев весьма удобно и дает хорошие результаты. Однако этот способ -имеет и недостатки. Если, например, п-ринять плотность заряжания постоянной, то объем зарядных камер должен расти

гой же формы, но весящему 1000 т, требует увеличения пролета зарядной камеры в 10 раз.

Теория и практика показывают, что при таких условиях, как правило, нельзя обеспечить устойчивости горной породы, пролет требует громоздкого и дорогого крепления, что в свою очередь вызывает необходимость еще большего увеличения размеров камеры. Это неудобство массовых взрывов крупного масштаба существенно снижает их эффективность и препятствует широ­ кому внедрению в практику.

Чтобы преодолеть указанные трудности, можно заряды рас­ средоточить по небольшим камерам, соединенным друг с другом так, чтобы при помощи инициирования всего заряда в одной точке обеспечить надежную и полноценную детонацию всего заряда.

Размеры сосредоточенного заряда составляют в среднем около одной десятой размеров воронки выброса. Если заряд

рассредоточить, можно добиться того, что линейные размеры породы, внутри которой расположены заряды, возрастут при­ мерно в 2 раза, т. е. будут в пять раз меньше размеров воронки

37

выброса (в подавляющем большинстве случаев такое рассредо­ точение вполне осуществимо на практике).

На рис. 17 даны некоторые примеры расположения зарядов в отдельных камерах, сосредоточенных около соответствующего

общего центра. Здесь л. и. с. w выемки должна измеряться

Рис. 17. Схема камер для рассредоточенного расположения крупных зарядов:

— = 0,5 - 1

а

как расстояние этого центра от свободной поверхности грунта.

На рис. 17 пунктирами отмечены примерные контуры воронок, которые должны быть получены после взрыва.

Устройство нескольких камер с разделяющими их целиками и перекрытиями приводит к уменьшению плотности заряжа­ ния у. При расположении камер -кубической формы по закону

кубической симметрии

(77)

где 70 плотность-заряжания в одной камере; Л/ —число камер в одном ряду и число этажей;

38