Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Пожарная и промышленная безопасность (по отраслям)

Диссертационная работа:

Ганопольский, Михаил Исаакович. Обеспечение промышленной безопасности ведения взрывных работ по действию ударных воздушных волн на земной поверхности : автореферат дис. ... доктора технических наук : 05.26.03 / Ганопольский Михаил Исаакович; [Место защиты: Моск. гос. гор. ун-т].- Москва, 2011.- 41 с.: ил. РГБ ОД, 9 11-6/134

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность проблемы

Взрывные работы являются неотъемлемым элементом технологического процесса на карьерах, рудниках, шахтах и разрезах, при разработке траншей и котлованов и т.д. При этом взрывы часто приходится выполнять рядом с жилыми кварталами и на территории работающих предприятий. Это требует строгого соблюдения необходимых мер промышленной безопасности.

Ударные воздушные волны (УВВ) являются нежелательными побочными эффектами при производстве взрывных работ. УВВ часто накладывают большие ограничения на массу взрываемых зарядов, чем сейсмическое действие взрывов, а контроль и прогнозирование ожидаемых параметров УВВ более затруднительным, чем оценка воздействия сейсмических колебаний.

В настоящее время расчет радиусов опасной зоны по действию УВВ при взрывах на земной поверхности осуществляют в соответствии с указаниями раздела VIII «Единых правил безопасности при взрывных работах» (ЕПБВР), которые относятся к взрывам наружных и углубленных на свою высоту зарядов большой массы (применяются при определении безопасных расстояний от складов ВМ), к взрывам на выброс и сброс с показателем действия взрыва n=3 и к расчету радиуса опасной зоны по действию УВВ на застекление (1-я степень безопасности – отсутствие повреждений) для взрывов наружных зарядов (взрывы по дроблению негабарита) и скважинных (шпуровых) зарядов рыхления.

Во многих случаях ведение взрывных работ производится в условиях, существенно отличающихся от условий, рассмотренных в ЕПБВР. Например, взрывание шпуровых зарядов малой массы (в т.ч. с использованием укрытий), взрывы на выброс и сброс с показателем действия, отличным от n=3, подводные взрывные работы, выполнение взрывных работ в стесненных условиях с допустимостью частичного или полного повреждения застекления и др.

Таким образом, проблема обеспечения промышленной безопасности при производстве взрывов на открытых горных работах и в строительстве и повышения надежности определения безопасных режимов взрывания по действию УВВ на земной поверхности имеет важное социальное и хозяйственное значение, и ее решение является актуальным.

Результаты выполненных исследований позволяют дополнить имеющиеся в ЕПБВР рекомендации по расчету радиусов опасной зоны по действию УВВ и распространить их на более широкий круг взрывных работ, что способствует обеспечению промышленной безопасности производства взрывных работ.

Целью работы является установление закономерностей изменения параметров УВВ с учетом влияния физико-технических свойств взрываемых пород, технологических условий и используемых технических решений производства взрывных работ, а также метеоусловий, сложившихся на момент взрыва, для обеспечения промышленной безопасности ведения различных видов взрывных работ по действию УВВ на земной поверхности.

Основная идея работы заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании методики расчета массы эквивалентного заряда (т.е. такой массы наружного заряда, размещенного на граничной плоскости абсолютно жесткого полупространства, при взрыве которого излучается УВВ с такой же головной частью, что и при взрыве рассматриваемого заряда), учитывающей взаимосвязи основных факторов, влияющих на условия образования и распространения УВВ.

Методы исследования: анализ и обобщение теоретических и экспериментальных работ отечественных и зарубежных исследователей; многолетние инструментальные измерения параметров УВВ, возникающих при различных видах взрывных работ; видеосъемка процессов вылета забойки из скважин и шпуров, формирования и динамики развития пылегазового облака при наземных взрывах и «султана» воды при подводных взрывах; системный анализ, позволяющий установить взаимосвязи между геотехническими условиями производства взрывных работ и выявить основные факторы, влияющие на условия образования и распространения УВВ, установить их качественные и количественные характеристики; анализ и обработка результатов измерений с использованием методов математической статистики с сопоставлением полученных результатов и инструментальных данных.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности изменения параметров УВВ и эквивалентность наружного и скважинных зарядов определяются физико-техническими свойствами взрываемых горных пород и материалов, параметрами и условиями взрывания зарядов, метеоусловиями в районе производства работ. Горные породы и материалы классифицированы по влиянию их физико-технических свойств на интенсивность излучения УВВ, которое в расчетных формулах учитывается коэффициентом КТ. Влияние метеоусловий на параметры УВВ учитывается коэффициентом КМ.

2. При определении массы эквивалентного заряда в случае взрывов скважинных и шпуровых зарядов учитывают относительную длину забойки и материал, из которого она выполнена. При оценке влияния забойки на снижение интенсивности УВВ следует различать забойку трех видов: забойка 1-го вида, когда ПВ начинают истекать из устья скважины до того, как скважина, расширяясь, приобрела максимальный объем; забойка 2-го вида, когда ПВ начинают истекать после того, как скважина приобрела максимальный объем; забойка 3-го вида, когда ПВ истекают после разрушения массива и образования в нем трещин, или вообще не истекают.

3. При взрывах сосредоточенных и удлиненных зарядов выброса и сброса при определении массы эквивалентного заряда следует учитывать приведенную глубину заложения заряда. В случае взрыва удлиненных зарядов масса эквивалентного заряда определяется также длиной заряда, линейной плотностью заряда и расстоянием от заряда до рассматриваемой точки. При взрывах подводных зарядов различного назначения масса эквивалентного заряда определяется параметрами взрываемых зарядов и зависит от толщины слоя воды над зарядом.

4. При короткозамедленном взрывании для исключения сложения УВВ от отдельных групп зарядов и усиления давления в УВВ у охраняемого объекта следует учитывать интервал замедления между группами, расстояние между зарядами и особенности расположения взрываемых зарядов относительно друг друга и относительно охраняемого объекта. Снижение давления в УВВ обеспечивается путем использовании технических и технологических мероприятий (изменение способа инициирования, засыпка зарядов, укрытие мест взрывов и др.).

5. Выбор технических и технологических решений для обеспечения промышленной безопасности по действию УВВ на земной поверхности при выполнении взрывов зарядов различного назначения (наружных, скважинных, шпуровых, выброса и сброса, подводных) и расчет безопасных расстояний следует производить на основе определения эквивалентной массы заряда с учетом основных факторов, влияющих на интенсивность УВВ: массы и конструкции заряда, параметров БВР, физико-технических свойств взрываемых пород и материалов, метеоусловий, используемых мероприятий по снижению интенсивности УВВ, допустимой величины избыточного давления или удельного импульса фазы сжатия в УВВ по воздействию на охраняемые объекты.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечены: представительным объемом инструментальных измерений параметров УВВ; сходимостью теоретических и экспериментальных данных, а также сопоставимостью расчетных и фактически зарегистрированных параметров УВВ, полученных при взрывах в различных условиях на горных предприятиях (расхождение не более 20…25%); положительными результатами внедрения результатов работы в практику производства взрывных работ.

Научная новизна заключается в следующем:

- получены закономерности для определения массы эквивалентного заряда, учитывающих физико-технические свойства взрываемых пород и материалов и технологические условия производства взрывных работ;

- выявлена классификация взрываемых горных пород и строительных материалов в зависимости от влияния их физико-технических свойств на интенсивность излучения УВВ;

- обосновано и установлено влияние длины заряда и длины забойки при определении источников и интенсивности УВВ взрывов скважинных зарядов;

- установлены корреляционные зависимости для расчета параметров УВВ при взрывах различного назначения, учитывающие геотехнические и горно-геологические условия производства взрывных работ;

- обоснованы и установлены рациональные параметры буровзрывных работ, обеспечивающие промышленную безопасность производства взрывных работ по действию УВВ на людей и инфраструктуру.

Научное значение работы состоит в установлении закономерностей влияния различных факторов (физико-технических свойств взрываемых пород, глубины заложения зарядов, параметров скважинных зарядов, толщины слоя воды над зарядом, метеоусловий и др.) на массу эквивалентного заряда и параметры УВВ для обоснования технических и технологических решений, направленных на обеспечение промышленной безопасности ведения взрывных работ по действию УВВ на земной поверхности.

Практическое значение работы заключается в:

- разработке комплекта аппаратуры и способа тарировки датчиков давления для регистрации УВВ в диапазоне давлений 10…100000 Па и времени действия фазы сжатия УВВ 0,5…200 мс;

- разработке и внедрении методики расчета массы эквивалентного заряда и параметров УВВ при взрывах зарядов различного назначения, учитывающей свойства взрываемых пород, параметры расположения зарядов, интервалы замедлений, конструкцию защитных укрытий мест взрывов, метеоусловия и др.;

- оценке эффективности использования технических и технологических способов снижения интенсивности УВВ при расчетах размеров опасной зоны действия УВВ при взрывах;

- разработке «Руководства по определению радиуса опасной зоны действия ударных воздушных волн при взрывах на земной поверхности»;

- внедрении результатов исследований в практику проектирования и производства взрывных работ на открытых горных работах и в строительстве.

Реализация результатов работы.

Расчетные закономерности по определению эквивалентной массы скважинных зарядов и радиуса опасной зоны действия УВВ на застекление вошли в состав подразделов 5.1.9 – 5.1.15 «Определение расстояний, безопасных по действию ударных воздушных волн на застекление при взрывании наружных зарядов и скважинных (шпуровых) зарядов рыхления» раздела VIII «Порядок определения безопасных расстояний при взрывных работах и хранении взрывчатых материалов» «Единых правил безопасности при взрывных работах» ПБ 13-407-01 (утверждены постановлением Госгортехнадзора России от 30.01.2001 г. №3).

Составлено «Руководство по проектированию и производству взрывных работ при реконструкции промышленных предприятий и гражданских сооружений» РТМ 36. 9-88 (утверждено Минмонтажспецстроем СССР 19.08.1988 г.).

Разработано «Руководство по определению радиуса опасной зоны действия ударных воздушных волн при взрывах на земной поверхности» (согласовано Управлением горного надзора Ростехнадзора, письмо от 17.06.2011 г. №07-03-04/1817).

Результаты исследований и разработанные на их основе рекомендации и указания по расчету безопасных расстояний и режимов взрывания по действию УВВ реализованы: при проектировании и производстве взрывных работ на карьерах «Первомайский», «Октябрь» и «Пролетарий» ОАО «Новоросцемент», карьере ООО «Жирновский щебеночный завод» и др.; при обосновании промышленной безопасности ведения взрывных работ по действию УВВ при взрывании скважинных и шпуровых зарядов для рыхления скальных грунтов на строительстве котлованов сооружений «Москва-Сити»; при проектировании подводных взрывных работ для прокладки канализационных дюкеров через р.Лена в Якутии; при производстве взрывных работ по ликвидации опасных производственных объектов на территории ФГУП «ПО «Прогресс» и ФГУП «Кемеровский завод «Коммунар» в г.Кемерово; при проектировании и проведении специальных взрывных работ по обрушению гражданских и производственных зданий и сооружений и дроблению фундаментов (фабрика «Дукат», ОАО «Завод полиметаллов», радиологический корпус МОНИКИ, панельные жилые здания в Москве, ОАО «Рязанский НПЗ», ОАО «Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез», ОАО «Гуковуголь», ОАО «Ростовуголь», ДОАО ШУ «Дальневосточное» и на многих других объектах).

Результаты исследований используются в Московском государственном горном университете при чтении курса лекций и выполнении практических работ по дисциплине «Техника, технология и безопасность производства взрывных работ на открытых горных работах» и на курсах повышения квалификации специалистов-взрывников.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на IX Всесоюзной научной конференции «Комплексные исследования физических свойств горных пород и процессов» (Москва, 1987), Х Всесоюзном научно-техническом совещании «Совершенствование буровзрывных работ в народном хозяйстве» (Красноярск, 1988), Научных симпозиумах «Неделя горняка» (Москва, 1997, 2009, 2011), 7-й Международной конференции «Проблемы снижения природных опасностей и рисков (Геориск-2009)» (Москва, 2009).

Публикации. Основное содержание работы изложено в 26 работах. В журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки, опубликовано 16 статей.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка из 136 наименований и 2-х приложений, содержит 28 таблиц и 59 иллюстраций.

В решении отдельных задач, проведении полигонных и промышленных экспериментальных исследований и внедрении полученных автором результатов участвовали коллеги автора из ЦПЭССЛ треста «Союзвзрывпром», ООО «ЦПЭССЛ БВР», производственных организаций, входящих в Ассоциацию «Союзвзрывпром», ГОУ ВПО «Московский государственный горный университет», ряда других горных и строительных организаций. Есть совместные публикации, авторские свидетельства на изобретения, ссылки на которые приведены в диссертации. Автор выражает признательность научному консультанту доктору технических наук, профессору В.А.Белину, доктору технических наук, профессору В.П.Тарасенко, доктору технических наук В.Л.Барону, сотрудникам кафедры «Взрывное дело» МГГУ, бывшим сотрудникам ЦПЭССЛ треста «Союзвзрывпром» Я.И.Цейтлину и кандидату технических наук Н.И.Смолию за содействие и ценную научно-методическую и практическую помощь в процессе проведения исследований и подготовки диссертации.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net