Безопасность взрывных работ

Радиус безопасной зоны rс рассчитывался из выражения [2]:

,                   (7)

 

где QЭ - масса эквивалентного заряда тротила, кг;

КГ - коэффициент, зависящий от свойств грунта в основании охраняемого сооружения;

КС - коэффициент, зависящий от типа сооружения и характера застройки;

a - коэффициент, зависящий от условий взрывания.

При обрушении опоры технологической металлоконструкции на основание [2] сейсмобезопасные расстояния оцениваются по сейсмическому действию эквивалентного заряда тротила. Величина эквивалентного заряда   определяется из выражения:

,                          (8)

 

где М - масса вертикально падающей конструкции;

Н - высота падения;

- энергия  выделяющаяся при взрыве 1 кг тротила  ( =4230 кДж/кг);

q - ускорение силы тяжести.

Масса технологической металлоконструкции составляет (см. раздел 4) 3970 тонн.

Объектом оценки сейсмического воздействия является ближайшее гидротехническое сооружение, распложенное на дамбе на расстоянии 500 м от технологической металлоконструкции.

Сооружение выполнено из железобетона и металлических конструкций опирающихся на массивный фундамент. В основании фундамента находятся водонасыщенные грунты. Оценка сейсмобезопасных расстояний производилась для мгновенного обрушения технологической металлоконструкции.

Радиус безопасного расстояния отсчитывается от центра опоры технологической металлоконструкции к охраняемому объекту.

Учитывая незавершенное строительство сооружений, в расчете принято максимальное значение коэффициента КС=2. Для водонасыщенных грунтов КГ=20. В связи со сложностью идентификации условий взрывания принимаем максимальное значение a=1.

Расчет сейсмобезопасных расстояний при обрушении моста

 

Масса эквивалентного заряда:

 

Сейсмобезопасное расстояние при мгновенном взрывании (обрушении):

 

В расчете не учитывалось:

• демпфирование удара основания и продольных балок технологической металлоконструкции падении на грунт;
• затраты кинетической энергии на деформации металлоконструкций при ударе.

Поскольку расстояние до пропускных сооружений в 2,5 раза превышает величину rcМ , в проекте принята более надежная схема обрушения.

 

 

Проведем оценку сейсмобезопасности обрушения технологической металлоконструкции по методике [2].

Для оценки сейсмобезопасных условий взрывания (обрушения) следует воспользоваться выражением для скорости смещения грунта (фундамента) у основания охраняемого объекта.

                                  ,                           (9)

 

где V – скорость смещения грунта (фундамента), см/с;

      К – коэффициент, характеризующий  удельный сейсмический эффект 100<= К=>400;

      - коэффициент учитывающий снижение интенсивности сейсмических волн с глубиной (для заглубленных объектов – 2, для наземных объектов – 1);

       - показатель затухания сейсмических волн с расстоянием  (1,5 – 2);

       - коэффициент, зависящий от плотности заряжания шпура –1;

        В – степень экранизации (без  экрана –1);

         r – расстояние до охраняемого объекта.

 

 

Таблица 4. – Предельно допустимые значения скоростей колебаний грунта в основании

охраняемых объектов

№ п/п	Характеристика объекта	Скорость колебаний, см/с
1	Жилые здания и сооружения	1 – 3
2	Здания производственного назначения	5 – 7
3	Несущие колонны цеха	10 – 20
4	Стеновые заполнения	10
5	Сохраняемые железобетонные фундаменты и их части	10 – 50
6	Аппаратура контроля и защиты	3 – 6
7	Электросиловые установки	10 –20
8	Опоры мостовых кранов	10
9	Опоры электропередач	20 – 30
10	Дымовые и вентиляционные трубы	3 – 10
11	Футеровка печей	50
12	Трубопроводы	50
13	Электрические кабели	50
14	Подвальные помещения (исключающие трещинообразования и вываливание бетона)	50

 

Сравнивая полученный результат с данными таблицы 3 можно утверждать, что взрывные работы по обрушению технологической металлоконструкции безопасны для охраняемого объекта.

 

14.1.3. Оценка максимальной дальности  разлета осколков при взрыве

Для оценки вероятности поражения человека осколком воспользуемся следующим допущением: при значении осколок может оставить на открытых участках тела незначительные повреждения в виде ссадин и царапин.

Скорость осколка на расстоянии R определим так:

,   (10)

где m - масса осколка;

V0 – начальная скорость осколка;

Sср - миделево сечение осколка;

Сх - коэффициент лобового сопротивления, зависящий от формы осколка;

- массовая  плотность воздуха;

R - расстояние, на котором осколок приобретает скорость V.

Введем величину :

   (11)

– баллистический коэффициент осколка [1/м].

Значение находится в пределах 0,01…0,02 в зависимости от массы осколка.

Принимаем R* = 1/ . Зависимость значения R* от массы осколка представлена в таблице 5.

Таблица 5. 

m, г	5	10	20	50	100	200
R*	87	100	113	144	174	212

 

Значение начальной скорости определим по формуле:

 ,  (12)

где D – скорость детонации ВВ (для тротила D = 6900);

α – коэффициент наполнения (для штатных ОФ боеприпасов α = 0,17);

(м/с)

Для оценки действия осколков берем значения их масс 10, 50, и 100 г.

Полученные расчетные значения приведены в таблице 6.

 

Таблица 6.
R, м	V, м/с (m=10г)		m⅓ ∙V (m=10г)		V, м/с (m=50г)		m⅓ ∙V (m=50г)		V, м/с (m=100г)		m⅓ ∙V (m=100г)
10	904,837		1949,413		932,912		3436,877		944,149		4382,352
20	818,731		1763,902		870,325		3206,304		891,417		4137,593
30	740,818		1596,044		811,936		2991,199		841,631		3906,504
40	670,320		1444,161		757,465		2790,525		794,625		3688,322
50	606,531		1306,731		706,648		2603,315		750,244		3482,326
60	548,812		1182,379		659,241		2428,663		708,342		3287,835
70	496,585		1069,861		615,013		2265,729		668,781		3104,206
80	449,329		968,050		573,753		2113,726		631,429		2930,833
90	406,570		875,928		535,261		1971,920		596,163		2767,143
100	367,879		792,572		499,352		1839,628		562,867		2612,595
110	332,871		717,149		465,851		1716,211		531,430		2466,679
120	301,194		648,903		434,598		1601,073		501,749		2328,913
130	272,532		587,152		405,442		1493,661		473,726		2198,841
140	246,597		531,277		378,242		1393,454		447,268		2076,033
150	223,130		480,719		352,866		1299,970		422,287		1960,085
160	201,897		434,973		329,193		1212,757		398,702		1850,612
170	182,684		393,580		307,108		1131,396		376,434		1747,254
180	165,299		356,126		286,505		1055,493		355,410		1649,668
190	149,569		322,236		267,284		984,682		335,560		1557,532
200	135,335		291,571		249,352		918,621		316,819		1470,543
210	122,456		263,824		232,624		856,993		299,124		1388,411
220	110,803		238,718		217,017		799,499		282,418		1310,867
230	100,259		216,001		202,458		745,862		266,644		1237,654
240	90,718		195,446		188,876		695,824		251,752		1168,530
250	82,085		176,847		176,204		649,142		237,692		1103,266
260	74,274		160,018		164,383		605,593		224,416		1041,648
270	67,206		144,790		153,355		564,965		211,882		983,471
280	60,810		131,011		143,067		527,062		200,049		928,543
Продолжение таблицы 6
R, м	V, м/с (m=10г)		m⅓ ∙V (m=10г)		V, м/с (m=50г)		m⅓ ∙V (m=50г)		V, м/с (m=100г)		m⅓ ∙V (m=100г)
290	55,023		118,544		133,469		491,703		188,876		876,683
300	49,787		107,263		124,514		458,715		178,327		827,719
310	45,049		97,056		116,161		427,941		168,367		781,490
320	40,762		87,820		108,368		399,231		158,964		737,843
330	36,883		79,462		101,098		372,448		150,085		696,634
340	33,373		71,901		94,315		347,461		141,703		657,726
350	30,197		65,058		87,988		324,150		133,789		620,992
360	27,324		58,867		82,085		302,404		126,316		586,309
370	24,724		53,265		76,578		282,116		119,261		553,563
380	22,371		48,196		71,441		263,189		112,601		522,646
390	20,242		43,610		66,648		245,533		106,312		493,456
400	18,316		39,460		62,177		229,060		100,374		465,896
410	16,573		35,705		58,005		213,693		94,768		439,875
420	14,996		32,307		54,114		199,357		89,475		415,307
430	13,569		29,233		50,483		185,982		84,478		392,112
440	12,277		26,451		47,097		173,505		79,760		370,212
450	11,109		23,934		43,937		161,865		75,305		349,535
460	10,052		21,656		40,989		151,006		71,099		330,014
470	9,095		19,595		38,239		140,875		67,128		311,582
480	8,230		17,730		35,674		131,424		63,379		294,180
490	7,447		16,043		33,281		122,607		59,839		277,750
500	6,738		14,516		31,048		114,382		56,497		262,237
510	6,097		13,135		28,965		106,708		53,342		247,591
520	5,517		11,885		27,022		99,549		50,363		233,763
530	4,992		10,754		25,209		92,871		47,550		220,707
540	4,517		9,731		23,518		86,640		44,894		208,380
550	4,087		8,805		21,940		80,828		42,387		196,742
560	3,698		7,967		20,468		75,405		40,019		185,754
570	3,346		7,209		19,095		70,346		37,784		175,379
Продолжение таблицы 6
R, м	V, м/с (m=10г)		m⅓ ∙V (m=10г)		V, м/с (m=50г)		m⅓ ∙V (m=50г)		V, м/с (m=100г)		m⅓ ∙V (m=100г)
580	3,028		6,523		17,814		65,627		35,674		165,584
590	2,739		5,902		16,619		61,224		33,682		156,336
600	2,479		5,340		15,504		57,117		31,800		147,604
610	2,243		4,832		14,464		53,285		30,024		139,361
620	2,029		4,372		13,493		49,710		28,347		131,577
630	1,836		3,956		12,588		46,375		26,764		124,228
640	1,662		3,580		11,744		43,264		25,269		117,290
650	1,503		3,239		10,956		40,361		23,858		110,739
660	1,360		2,931		10,221		37,654		22,526		104,555
670	1,231		2,652		9,535		35,128		21,268		98,715
680	1,114		2,400		8,895		32,771		20,080		93,202
690	1,008		2,171		8,299		30,572		18,958		87,996
700	0,912		1,965		7,742		28,521		17,899		83,082
710	0,825		1,778		7,222		26,608		16,900		78,441
720	0,747		1,608		6,738		24,823		15,956		74,060
730	0,676		1,455		6,286		23,157		15,065		69,924
740	0,611		1,317		5,864		21,604		14,223		66,019
750	0,553		1,192		5,471		20,155		13,429		62,332
760	0,500		1,078		5,104		18,802		12,679		58,850
770	0,453		0,976		4,761		17,541		11,971		55,563
780	0,410		0,883		4,442		16,364		11,302		52,460
790	0,371		0,799		4,144		15,266		10,671		49,530
800	0,335		0,723		3,866		14,242		10,075		46,764

Таким образом принимаем опасную зону по разлету осколков R = 720 м.

 

 

14.1.4. Определение безопасного радиуса по действию газообразных продуктов

Реакция взрывчатого разложения тротила [C6H2(NO2)3CH3] :

C6H2(NO2)3CH3 → 2,5∙ H2О + 3,5∙СО + 3,5∙С + 1,5∙N2

а) ветер отсутствует

– радиус безопасной зоны определяется по формуле:

     (13)

  

б) скорость ветра VВ = 8 м/с

– радиус безопасной зоны определяется по формуле:

   (14)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.1.5. Радиус опасной зоны для людей

 

На основании проведенных расчетов радиус опасной зоны при взрывании устанавливается равным:

• по воздушной ударной волне – 680 м;
• по разлету осколков –720 м;
• по действию газообразных продуктов – 380 м.

 

Радиус опасной зоны – 720 м.

 

14.2. Объекты, попадающие во взрывоопасную  зону

 

1. Во  взрывоопасную зону попадают  пропускные гидротехнические сооружения, расположенные на расстоянии 500 м от опоры технологической металлоконструкции. Поскольку разлет осколков вдоль технологической металлоконструкции (под настилом подъездных путей) экранируется, то меры по защите гидротехнических сооружений не предусматриваются.

2. На  расстоянии 39 м от опоры технологической  металлоконструкции находится трансформаторная  подстанция и линия электропередачи, которые временно отключены. На  период взрывных работ подстанция вывозится за пределы опасной зоны или защищается укрытием.

 

14.3. Число постов оцепления  и места их расстановки

 

Для охраны опасной зоны взрыва устанавливается четыре поста оцепления. Два поста располагают на дамбе с восточной и западной стороны от технологической металлоконструкции. Два поста перемещаются на катерах по границе опасной зоны в прилегающей акватории залива с северной и южной стороны от дамбы. Смежные посты оцепления находятся в прямой видимости друг от друга и снабжаются биноклями. Каждый пост имеет мобильный телефон (рацию) и поддерживает связь с руководителями взрывных работ и друг с другом.

 

14.4. Радиус опасной зоны для  людей при заряжании.

Место укрытия взрывников во время взрыва

 

При заряжании, в соответствии с ЕПБВР, устанавливается радиус опасной зоны 35 м. в горизонтальной плоскости и отсчитывается от опоры технологической металлоконструкции. Опасная зона при заряжании обозначается красными флажками. Вход людей в эту зону контролируется старшим взрывником.

Укрытие взрывников во время взрыва располагается на расстоянии 200м от ближайшей части технологической металлоконструкции (смотри ситуационный план, Приложение 4). Укрытие имеет железобетонное перекрытие. Вход в укрытие оборудуется со стороны пос. Горский.

Допускается в качестве укрытия взрывников использовать мобильную бронетехнику (БТР). Стоянка мобильного бронеукрытия от места взрыва - 200м.

 

14.5. Предупредительные сигналы

 

До начала работ по заряжанию все люди не связанные с заряжанием выводятся за пределы опасной зоны радиусом 35 м. от места производства взрывных работ (см. Ситуационный план, Приложение 4 ).

Перед началом коммутации взрывной сети детонирующего шнура (заряда боевика) все люди не связанные с коммутацией и взрыванием удаляются за пределы опасной зоны, а на границе опасной зоны выставляются посты оцепления.

Предупредительные сигналы подаются сиреной.

Перед началом коммутации электровзрывной сети подается первый (предупредительный) сигнал - один продолжительный.

По этому сигналу все люди не связанные с монтажом электровзрывной сети и взрыванием удаляются за пределы опасной зоны. Между постами оцепления и ответственными за взрыв устанавливается радио или телефонная связь.

По завершению работ по коммутации электровзрывной сети взрывники удаляются в укрытие и запрашивают по радио (телефону) обстановку у постов оцепления.

Второй сигнал - боевой (два продолжительных) подается перед подключением электровзрывной сети к клеммам взрывной машинки и подачей импульса на взрыв.

Третий сигнал - отбой (три коротких) подается после осмотра старшим взрывником места взрыва и означает окончание взрывных работ.

 

14.6 Дополнительные меры  безопасности

 

Все работы связанные с доставкой, хранением ВМ и производством взрывных работ выполняются в соответствии с "Едиными правилами безопасности при взрывных работах" Москва, НПО ОБТ 2004г. и "Типовой инструкцией по безопасности при металлообработке с использованием энергии взрыва" Москва, Госгортехнадзор СССР, 1977г.

К проведению взрывных работ допускаются сотрудники БГТУ, назначенные приказом Ректора.

Все лица участвующие в проведении взрывных работ проходят инструктаж по технике безопасности при проведении взрывных работ, что фиксируется в журнале под  роспись.

БГТУ обеспечивает оснастку и технические средства, а также выполняет необходимые работы для:

- безопасной  работы взрывников при заряжании  и взрывании;