5. Загальні принципи розрахунку зарядів вибухових речовин

Зараз існує три основних принципи розрахунку зарядів ВР.

Перший принцип розрахунку заснований на пропорційності енергії вибуху, що витрачається, об'єму породи, що руйнується. Відповідно до цього принципу маса заряду ВР Q, необхідної для руйнування потрібного об'єму породи, визначається добутком питомої витрати ВР q на об'єм V породи, що підривається

(5.6)

Другий принцип розрахунку заснований на пропорційності радіуса зони руйнування кореню кубічному з маси заряду

(5.7)

де К_р – коефіцієнт пропорційності, що визначається експери-ментальним шляхом і враховує міцність породи, її структуру й інші особливості гірського масиву. Задавши необхідний радіус зони руйнування, можна визначити потрібну масу заряду ВР.

Третій принцип розрахунку заснований на визначенні макси-мальних нормальних напружень, що розтягують

(5.8)

де ρ – густина породи; g – прискорення вільного падіння; С_р – швидкість подовжньої хвилі в породі; А₁, А₂, А₃ – коефіцієнти, що враховують тип ВР із його характеристиками, масу заряду і його форму; – приведений радіус зони руйнування (r – абсолютний радіус зони руйнування, r₃ – радіус заряду ВР). За умовою (R_p – міцність породи на розтяг) визначають приведений і абсолютний r радіуси зони руйнування.

6. Сейсмічна дія вибуху. Дія ударних повітряних хвиль на оточуючі об’єкти

Сейсмічна дія вибуху – це коливання твердого середовища за межами зони руйнування, де вибухова хвиля переходить у пружні сейсмічні хвилі. Сейсмічні явища спостерігаються як при внутрішній, так і зовнішній дії вибуху, їх можна розглядати як малу модель природного землетрусу. Джерелом сейсмічної енергії під час вибуху є заряд ВР, при землетрусах – пружна енергія тектонічних деформацій земної кори.

Сейсмічні коливання поширюються на значні відстані від місць проведення підривних робіт і можуть бути небезпечними для будинків (споруд). Тому для практики велике значення мають відстані, за межами яких коливання ґрунту стають безпечними для будинків (споруд). Вони залежать від безлічі різнопланових факторів. Сейсмічна безпека будинків (споруд) при вибухах зумовлює відсутність пошкоджень, що порушують їх нормальне функціонування (імовірність появи в окремих будинках і спорудах легких пошкоджень складає приблизно 0,1).

Методи розрахунку сейсмічно безпечних відстаней залежно від умов підривання наведені в "Єдиних правилах безпеки при підривних роботах", а саме:

а) під час вибуху одиночного зосередженого заряду відстані, на яких коливання ґрунту стають безпечними для будинків (споруд)

(5.9)

де k_r – коефіцієнт, що залежить від властивостей ґрунту в підвалинах будинку (споруди), що охороняється, беруть з табл. 5.1, значення його збільшується при підвищенні коефіцієнта міцності порід; k_c – коефіцієнт, що залежить від типу будинку (споруди) і характеру забудови, беруть з табл. 5.2; α – коефіцієнт, що залежить від умов підривання (беруть з табл. 5.3) і пов’язаний з ЛНО; Q – маса заряду ВР, кг.

Таблиця 5.1

Значення коефіцієнта k_r

Ґрунти у підвалині споруди, що охороняється	kr
Скельні породи, щільні, непорушені	3
Скельні породи порушені	5
Ґрунти:
галькові і щебенисті	7
піщані	8
глинисті	9
насипні і ґрунтові	15
водонасичені (пливуни і торфовища)	20

Таблиця 5.2

Значення коефіцієнта k_c

Будинки (споруди), характер забудови	kc
Одиночні будинки (споруди) з залізобетонним чи металевим каркасом	1,0
Одиночні будинки з цегельними чи подібними стінами	1,5
Невеликі житлові селища	2,0

Таблиця 5.3

Значення коефіцієнта α

Вибух	α
Камуфлетний і на розпушування	1,2
На викид: залежно від показника дії вибуху: n =1 n=2 n>3	1,0 0,8 0,7
Напівзаглибленого заряду	0,5

б) при одночасному (без уповільнення) підриванні групи з N зарядів ВР загальною масою Q у тих випадках, коли відстань від об'єкта, який охороняється, до найближчого заряду і до найвід-даленішого заряду різняться не більш ніж на 20%

(5.10)

(5.11)

де N – число зарядів ВР; q_i – маса окремого заряду ВР, кг; r_i – відстань від окремого заряду ВР до об'єкта, що охороняється, м.

в) при неодночасному вибуху N зарядів ВР загальною масою Q з часом уповільнення підривання кожного заряду не менш 20 мс

(5.12)

Слід зазначити, що при підриванні групи зарядів з уповільненням між вибухами менше 20 мс кожну таку групу треба розглядати як окремий заряд. Для унікальних будівель виконують спеціальні розрахунки.