Tỏc động của mặt thoỏng tới cơ cấu phỏ vỡ đất đỏ nứt nẻ bằng nổ mỡn

D. Đo kiểm tại hiện trường:

dt là hệ số mở rộng buồng

2.2. Tỏc động của mặt thoỏng tới cơ cấu phỏ vỡ đất đỏ nứt nẻ bằng nổ mỡn

Đất đỏ nứt nẻ bị phỏ vỡ do tỏc dụng của ỏp lực khớ nổ và của súng ứng suất. Sự phỏ vỡ được lan truyền ngược nhau từ buồng mỡn và từ bề mặt tự do.

Dưới tỏc dụng của ỏp lực cao của khớ nổ tại vị trớ đặt thuốc tạo thành buồng nổ, vựng đất đỏ bị phỏ vỡ phõn bố xung quanh buồng đú.

Những khe nứt của đất đỏ là những bề mặt phõn chia nú, trở thành sự lan truyền quỏ trỡnh phỏ vỡ. Ở bề mặt của mỗi nứt nẻ ứng suất trong súng giảm rất mạnh do sự phản xạ từng phần của nú (Hỡnh 2-6).

Hỡnh 2-6: Sơ đồ giảm trị số ứng suất khi nổ lượng thuốc trong đất đỏ nứt nẻ

1- Đất đỏ khụng nứt nẻ; 2- Đất đỏ nứt nẻ; 3-Bề mặt nứt nẻ trong đất đỏ; 4- Súng tới(nộn);

5-Súng phản xạ; 6-Bao thuốc nổ thật ; 7-Bao thuốc nổ ảo.

Rừ ràng là ứng suất trong đất đỏ nứt nẻ ở xa lượng thuốc giảm rất nhiều, cũn những nứt nẻ từ lượng thuốc được lan truyền đến một khoảng cỏch nhỏ hơn so với trong đất đỏ khụng bị nứt nẻ. Ngoài giới hạn của những khối tiếp xỳc với lượng thuốc đất đỏ bị phỏ vỡ chủ yếu là do sự va đập cơ học của cỏc khối. Vỡ vậy, trong đất đỏ tạo thành một số tõm phỏ vỡ dưới tỏc dụng của súng phản xạ và khớ nổ.

Như vậy, trong đất đỏ nứt nẻ cú hai cơ cấu phỏ vỡ khi nổ: Những khối nứt chứa lượng thuốc nổ hoặc ở gần trực tiếp với nú bị phỏ vỡ bởi súng, cũn những khối phõn bố ngoài giới hạn vựng tỏc dụng của súng bị phỏ vỡ bởi động năng và đập cơ học.

Khi chiều sõu đặt thuốc lớn, trờn bề mặt thoỏng phỏt sinh dao động chấn động. Cuối giai đoạn tỏc dụng nổ những phần tử hướng tõm của trạng thỏi ứng suất biến dạng, cũng như biờn độ

chuyển dịch của cỏc phần tử trờn bề mặt lượng thuốc cú giỏ trị lớn hơn hai lần so với độ sõu W dưới lượng thuốc nổ.

Tốc độ và biờn độ dịch chuyển của cỏc phần tử ở bề mặt tăng lờn, khi đạt trị số W* nhất định thỡ trờn bề mặt đất đỏ bị vỡ nứt. * 2 2 0,7. . W r nd r    

Súng chấn động truyền đến mặt thoỏng (Hỡnh 2-7) thỡ phản xạ lại dưới dạng súng căng.

Hỡnh 2-7: Sơ đồ phản xạ của súng chấn động tử mặt thoỏng

1 Mặt thoỏng; 2- Lượng thuốc nổ; 3- Buồng nổ; 4 Biờn độ cực đại của súng chấn động;

5-Súng chấn động nộn tại thời điểm t1, t2 6-Súng phản xạ tại thời điểm t3

Khi chiều sõu đặt thuốc đủ lớn thỡ ứng suất hướng tõm r trong súng phản xạ nhỏ hơn

k

 . Khi giảm W trị số r tăng và khi W*=r* thỡ r= k, và đất đỏ vỡ do súng phản xạ. Đối chiếu thấy r*> r0 do đất đỏ bị vỡ nứt trước khi tạo thành nứt nẻ hướng tõm.

Khi nổ trong khối đất đỏ nứt nẻ thỡ ở bề mặt vết nứt xảy ra quỏ trỡnh vỡ đất đỏ nếu chiều rộng của nứt nẻ >1mm (để đảm bảo sự phản xạ của súng). Do nứt nẻ cú thể phõn bố dưới những gúc khỏc nhau so với hướng súng tới và bề mặt nứt nẻ cú thể nhỏ hơn 1mm nờn sự vỡ lở ở bề mặt nứt nẻ khụng phải lỳc nào cũng xảy ra. Trị số r* là bỏn kớnh vựng đập vỡ khụng điều chỉnh nghĩa là vựng trong đú cú thể khụng xảy ra sự phỏ vỡ.

Đối với lượng thuốc nổ dài:

2* * 2( ) 0,7. nd k r r    (2-8)

So sỏnh (2-7) và (2-8) thấy rằng bỏn kớnh vựng đập vỡ khụng điều chỉnh khi nổ lượng thuốc dài lớn hơn khi nổ lượng thuốc tập trung.

Tiếp tục giảm chiều sõu đặt thuốc cho đến khi W<r0 thỡ sự phõn bố đối xứng trạng thỏi ứng suất biến dạng gần lượng thuốc bị thay đổi. Vựng nứt nẻ hướng tõm cú dạng quả lờ và theo

hướng của đường khỏng nhỏ nhất nứt nẻ phỏt triển mạnh (khi W 2r r0). Trờn đường đú ứng suất kộo tiếp tuyến và hướng tõm đạt được giỏ trị cực đại. Chớnh vỡ thế mà nứt nẻ phỏ vỡ phỏt sinh đầu tiờn trờn đường khỏng nhỏ nhất.

Nếu W  2r0 thỡ tạo thành những nứt nẻ vũng, những nứt nẻ này tạo ra phễu nổ văng xa làm vỡ lở đất đỏ.

Như vậy, khi nổ lượng thuốc gần mặt thoỏng cú thể phõn thanh 4 trường hợp sau:

a) W r* ( Trong đú r* là chiều sõu đặt thuốc lớn hơn bỏn kớnh vựng đập vỡ khụng điều chỉnh): Nổ nộn ộp, khụng thể hiện sự phỏ vỡ nào trờn bề mặt.

b) R* W 2 r0(

0

r - Bỏn kớnh ngoài cuối cựng của vựng nứt nẻ hướng tõm): Đất đỏ trờn bề mặt tự do bị vỡ lở.

c) 2r0W> 2r0: Đất đỏ ở bề mặt tự do bị vỡ lở và tạo thành nứt

nẻ theo đường khỏng nhỏ nhất (vựng nứt nẻ hướng tõm và vựng đập vỡ nhỏ đất đỏ cú dạng quả lờ).

d) 2r0 2r0: Tạo ra phễu nổ văn xa và đất đỏ văng đi theo nguyờn lý.

 Đất đỏ được văn đi mạnh nhất và tập trung nhất theo phương đường cản ngắn nhất (đường thẳng qua tõm khối thuốc nổ và vuụng gúc với mặt thoỏng).

 Mặt thoỏng khụng những cú tỏc dụng tăng cường khả năng đập vỡ đất đỏ khi nổ phỏ, tập trung nhiều năng lượng thuốc nổ hơn để văng đất đỏ đi xa mà cũn cú tỏc dụng định hướng cho chỳng văng tập trung vào một phạm vi hẹp.

CHƯƠNG 3: CÁC BIỆN PHÁP NGĂN NGỪA ẢNH HƯỞNG CỦA SểNG NỔ 1. ẢNH HƯỞNG CỦA SểNG NỔ

Để hạn chế tỏc hại của súng nổ đối với múng cụng trỡnh và cỏc cụng trỡnh cú liờn quan ở gần khu vực nổ mỡn, cỏc nhà khoa học đó nghờn cứu rất nhiều biện phỏp. Sau đõy giới thiệu 4 giải phỏp chủ yếu:

 Nổ mỡn vi sai

 Màng ngăn súng địa chấn

 Che chắn và gia cố cụng trỡnh.