3.5.5.2. Розрахунок сейсмічно безпечних відстаней

при вибухах

Інтенсивність сейсмічних коливань залежить від маси одночасно підірваних ВР, фізико-механічних властивостей порід та якості їх подрібнення. Важливе значення при визначенні безпечних відстаней має сейсмічна стійкість об'єктів, що охороняються. Згідно з «Єдиними правилами безпеки при підривних роботах» визначення відстаней r_c, на котрих коливання ґрунту, викликане одноразовим вибухом зосередженого заряду ВР, є безпечним для будівель і споруд, проводиться за формулою:

_, (3.5)

де K_г – коефіцієнт, який залежить від властивостей порід в основі споруд, що охороняються (табл. 3.6); K_c – коефіцієнт, який залежить від типу споруди і характеру забудови (табл. 3.7); а – коефіцієнт, який залежить від умов підривання (табл. 3.8); Q – маса заряду, кг.

Таблиця 3.6

Значення коефіцієнта Кг

Ґрунт в основі споруди, що охороняється	Коефіцієнт Кг
Скельні породи щільні, непорушені	5
Скельні породи порушені, неглибокий шар м'яких ґрунтів на скельній основі	8
Необводнені піщані та глинисті ґрунти глибиною понад 10 м	12
Ґрунти обводнені та ґрунти при високому рівні ґрунтових вод	15
Водонасичені ґрунти	20

Сейсмічна безпека будівель і споруд при вибухах передбачає відсутність пошкоджень, які б заважали їх нормальному функціонуванню. При цьому допускається вірогідність руйнувань до 0,1.

Таблиця 3.7

Значення коефіцієнта Кс

Тип будівель і споруд, характер забудови	Коефіцієнт Кс
Поодинокі будівлі і споруди виробничого призначення із залізобетонним чи металевим каркасом	1
Поодинокі будівлі висотою не більше, ніж 2-3 поверхи з цегляними та подібними їм стінами	1,5
Невеликі житлові селища	2

Таблиця 3.8

Значення коефіцієнта а*

Умови підривання	Коефіцієнт а
Камуфлетний вибух і вибух на розпушування	1
Вибух на викид	0,8
Вибух напівзаглибленого заряду	0,5

*При розміщенні зарядів у воді значення коефіцієнта збільшують в 1,5-2 рази

При повторних вибухах похибки в розрахунках повинні уточнюватися. Наведений метод розрахунку безпечних відстаней не повинен використовуватись у разі потреби захисту унікальних споруд. У таких випадках розрахунки повинні проводити спеціалісти з питань сейсмостійкості.

Основним заходом щодо зменшення інтенсивності сейсмічних коливань є зменшення маси ВР, що одночасно підриваються. Це досягається за рахунок використання уповільненого чи короткоуповільненого підривання (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Швидкість зміщення ґрунту, см/с, при підриванні:

Короткоуповільненому; миттєвому

3.5.5.3. Розрахунок відстаней, безпечних за дією ударної повітряної хвилі при вибухах

Інтенсивність ударної повітряної хвилі (УПХ) визначається тиском на фронті хвилі й залежить від швидкості викиду вибухових газів із свердловини, яка передається по атмосферному повітрю у вигляді УПХ. Якщо швидкість витікання газів перевищує швидкість звуку, в повітрі виникає ударна повітряна хвиля (рис. 3.9), основними параметрами якої є тиск на фронті, час дії та імпульс. Швидкість УПХ завжди перевищує швидкість звуку.

Рис. 3.9. Динаміка тиску за фронтом ударної повітряної хвилі: 1 – зона розрідження; 2 – зона стиснення

Оцінка дії УПХ визначається за тиском на фронті, який визначається за формулою:

, (3.6)

де Р – надлишковий тиск на фронті ударної повітряної хвилі, Па; r _– відстань від заряду ВР до об'єкту, м; К_Т – коефіцієнт, що залежить від фізико-механічних властивостей порід, що підриваються (табл. 3.9); К_М – коефіцієнт, що враховує вірогідність створення несприятливих погодних умов (табл. 3.10); Q_c – еквівалентна маса заряду ВР, кг.

Розрахунок еквівалентної маси заряду ВР проводиться таким чином:

а) при одночасному підриванні групи свердловинних або шпурових зарядів довжиною менше, ніж 12 діаметрів заряду, еквівалентну масу заряду обчислюють за формулою:

, (3.7)

де p – місткість по ВР 1,0 м свердловини (шпура), кг; l_з – довжина заряду, м; m – кількість свердловинних (шпурових) зарядів; _Кн – коефіцієнт, що враховує вплив набивки свердловини (шпура) і визначається як відношення довжини набивки l_н до діаметра d свердловини (шпура) (табл. 3.11);

б) у разі одночасного підривання групи свердловинних або шпурових зарядів довжиною більше 12 діаметрів еквівалентну масу заряду обчислюють за формулою:

(3.8)

в) у разі одночасного підривання зовнішніх зарядів еквівалентну масу заряду обчислюють за формулою:

_, (3.9)

де Q – сумарна маса зовнішніх зарядів, які підривають одночасно, кг; K_зн – коефіцієнт, який враховує вплив зовнішньої набивки і визначається як відношення висоти набивки h_H до висоти заряду h_з (табл. 3.12).

При низькій суцільній хмарності й вітрі у напрямку об'єкту, що охороняється, тиск у фронті ударної повітряної хвилі збільшується на величину 100V і розраховується за формулою:

, (3.10)

де Р_ – тиск у фронті ударної повітряної хвилі з урахуванням швидкості вітру, Па; V – швидкість вітру, м/с.

Таблиця 3.9