Основы подводных взрывных работ
Взрыв, при котором источник взрыва располагается в ограниченной зоне водоема и взаимодействует с водной средой, в совокупности называется подводным взрывом горных пород. В зависимости от различий в расположении источника взрыва и условий водоема подводный взрыв горных пород подразделяется на взрыв на большой глубине, взрыв на мелководье, взрыв вблизи поверхности воды, подводный взрыв с открытым доступом, подводный взрыв с буровзрывом, взрыв в подводной камере и взрыв в водоудерживающем объеме.
Характеристики взрывчатого вещества в воде
Когда взрывчатое вещество взрывается в воде, температура газовых продуктов, образующихся при взрыве, может достигать 3000℃, а начальное давление взрыва составляет около 14 ГПа. Водный интерфейс, связанный с упаковкой взрывчатого вещества, стимулируется внезапными и сильными прерывистыми ударными волнами и диффузионным движением воды и распространяется наружу в виде сферических ударных волн со скоростью, в несколько раз превышающей скорость звука в воде (1500 м/с) в области, в несколько раз превышающей диаметр взрывчатого вещества.
Затем газ высокого давления, образующийся при взрыве, расширяется в виде пузырьков, совершая работу, заставляя воду быстро диффундировать и двигаться по инерции. Слияние пузырьков под давлением приводит к тому, что волны разрежения следуют за ними и распространяются наружу, заставляя избыточное давление ударной волны в каждой точке подводного взрывного поля быстро падать и экспоненциально затухать. Когда давление пузырьков падает ниже гидростатического давления, вода вокруг источника взрыва начинает двигаться в противоположном направлении и сжимает пузырьки, достигая точки равновесия гидростатического давления. После достижения точки равновесия пузырьки пересжимаются из-за инерционного движения воды, а затем пузырьки снова расширяются, совершая работу над водой. Этот возвратно-поступательный процесс формирует в воде множественные пульсирующие давления, и большая часть его энергии преобразуется в поток задержки диффузии водоема.
Глубоководные взрывные работы
Около половины химической энергии взрывчатых веществ при глубоководном взрыве горных пород преобразуется в ударные волны в воде, а еще 1/3 или более энергии потребляется в воде в виде тепловой энергии. Энергия, занимаемая пульсирующим давлением пузырьков, относительно невелика, около 1/3 или менее энергии ударной волны в воде. Поэтому ударная волна в воде является основным влияющим фактором подводного взрыва.
Основными факторами глубоководного взрыва горных пород являются ударные волны в воде, пульсирующее давление и диффузионный поток воды. Чтобы определить, какой фактор играет ведущую роль в разрушении, мы не можем просто смотреть на амплитуду и энергию различных факторов. Мы также должны учитывать характерную форму, размер, структурно-динамические характеристики и состояние движения нагруженного объекта.
Мелководная струйная очистка
Характеристики мелководного взрыва связаны с пропорциональной глубиной залегания взрывчатого вещества. Помимо создания подводных ударных волн и пульсирующего давления, существуют также следующие поверхностные явления:
(1) Струя воды на мелководье создает подводные ударные волны, которые отражаются от свободной поверхности воды, вызывая образование быстро разбрызгивающегося водяного столба в виде холма;
(2) Когда пузырьки поднимаются на поверхность и выбрасываются в атмосферу, происходит распыление воды;
(3) Взрывы вблизи дна воды образуют подводные кратеры;
(4) Серия волн, образующихся при взрыве на поверхности воды и падении столба воды, распространяется во всех направлениях, а после столкновения с препятствиями на поверхности воды происходит напор волны и подъем набегающей волны;
(5) Взрывы вблизи поверхности воды приводят к тому, что водяной столб рассеивается по горизонтали, и на поверхности воды появляются явные кратеры, а над центром взрыва образуются рассеянные водяные столбы.
Безопасность и защита при подводных взрывных работах
Предотвращение симпатического взрыва и отторжения взрыва: Чтобы избежать симпатического взрыва, следует учитывать следующие моменты:
(1) Используйте взрывчатые вещества с низкой чувствительностью или используйте твердые оболочки для упаковки рулонов взрывчатки;
(2) Разумно рассчитать расстояние между взрывчатыми веществами и избежать чрезмерных ошибок при строительстве;
(3) Тщательно заблокируйте подводные взрывные скважины.
Для предотвращения отказа от взрыва следует учитывать следующие моменты:
(1) Используйте водостойкие взрывчатые вещества и детонаторы или изготовьте надежную водонепроницаемую упаковку. Для глубоководных взрывных работ следует использовать специальное взрывное оборудование;
(2) Не допускать прерывания сети детонации волнами или повреждения строительным оборудованием;
(3) Электровзрывная сеть должна избегать соединений в воде. Изоляция сети относительно земли должна быть проверена. Два детонатора в одной и той же взрывной скважине должны быть распределены по разным сетям соответственно.
Отдельные летящие обломки от подводных взрывов горных пород
При глубине воды менее 1,5 метров безопасное расстояние от разлетающихся осколков рассчитывается в соответствии с наземными взрывными работами; при глубине воды более 6 метров воздействие отдельных разлетающихся осколков от взрывных работ на персонал на земле или над поверхностью воды не учитывается; при глубине воды от 1,5 до 6 метров соответствующие корректировки могут быть сделаны с учетом проекта наземных взрывных работ, а безопасное расстояние от разлетающихся осколков определяется проектом.
Система взрывных работ O2 компании Яньтай Гея смогла полностью адаптироваться к подводным взрывным работам после успешной разработки водонепроницаемой мембраны. Для получения более подробной информации, пожалуйста, посетите эту страницу:
