Определение величины ударных воздушных волн при проведении массовых взрывов на карьере ОАО "ЮГОК"

Приведены результаты мониторинга уровня ударных воздушных волн при производстве массовых взрывов на карьере ЮГОКа в 2009-2010 годах. Установлено, что их фактический уровень составлял не более 10-36%, от предельно допустимого значения. Показано, что использование качественной забойки позволяет осущес...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Геотехнічна механіка
Date:2013
Main Author: Федин, К.А.
Format: Article
Language:Russian
Published: Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2013
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87357
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Определение величины ударных воздушных волн при проведении массовых взрывов на карьере ОАО "ЮГОК" / К.А. Федин // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 111. — С. 174-180. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859948663893131264
author Федин, К.А.
author_facet Федин, К.А.
citation_txt Определение величины ударных воздушных волн при проведении массовых взрывов на карьере ОАО "ЮГОК" / К.А. Федин // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 111. — С. 174-180. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Геотехнічна механіка
description Приведены результаты мониторинга уровня ударных воздушных волн при производстве массовых взрывов на карьере ЮГОКа в 2009-2010 годах. Установлено, что их фактический уровень составлял не более 10-36%, от предельно допустимого значения. Показано, что использование качественной забойки позволяет осуществлять массовые взрывы в любую погоду и в любое время года на расстоянии не менее 400 метров от жилых домов без ущерба для их остекления. Полученная эмпирическая зависимость избыточного давления во фронте ударной волны от величины приведенного заряда ВВ позволяет определять безопасные параметры массовых взрывов при их проектировании. Наведено результати моніторингу рівня ударних повітряних хвиль при виробництві масових вибухів на кар'єрі Південного ГЗК у 2009-2010 роках. Встановлено, що їх фактичний рівень становив не більше 10-36%, від гранично допустимого значення. Показано, що використання якісної забійки дозволяє здійснювати масові вибухи в будь-яку погоду і в будь-який час року на відстані не менше 400 метрів від житлових будинків без шкоди для їх скління. Отримана емпірична залежність надлишкового тиску у фронті ударної хвилі від величини приведеного заряду ВР дозволяє визначати безпечні параметри масових вибухів при їх проекту-ванні. Results of monitoring of the air shock wave power at mass explosions in the YuGOK quarry in 2009-2010 are presented. It is stated that the wave actual power was not more than 10-36% of maximum permissible value. It is shown that use of packing material of proper quality provides a possibility to produce mass explosions at any weather in any season of the year at a distance of at least 400 meters from residential buildings without any damages of the window glasses. The resulting empirical dependence of excess pressure in the shock front on the explosive charge power allows to ensure safety parameters while calculating mass explosions.
first_indexed 2025-12-07T16:15:02Z
format Article
fulltext УДК 622.235: 622.271 19 Федин К.А. (ГВУЗ «КНУ») ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ УДАРНЫХ ВОЗДУШНЫХ ВОЛН ПРИ ПРОВЕДЕНИИ МАССОВЫХ ВЗРЫВОВ НА КАРЬЕРЕ ОАО «ЮГОК» Федін К.А. (ДВУЗ «КНУ») ВИЗНАЧЕННЯ ВЕЛИЧИНИ УДАРНИХ ПОВІТРЯНИХ ХВИЛЬ ПРИ ПРОВЕДЕННІ МАСОВИХ ВИБУХІВ НА КАР’ЄРІ ВАТ «ЮГОК» Fedin K.A. (SHEI “KNU”) DEFINITION OF SHOCK WAVE POWER AT MASS BLASTS IN THE OJSC “YuGOK” PIT Аннотация. Технологический процесс дробления крепких пород осуществляется с при- менением буровзрывных работ. Массовые взрывы в карьерах существенно влияют на со- стояние сооружений и технологических объектов, которые расположены в зоне действия взрывной волны. Поэтому определение величины ударных воздушных волн при проведении массовых взрывов является актуальным. Приведены результаты мониторинга уровня ударных воздушных волн при производстве массовых взрывов на карьере ЮГОКа в 2009-2010 годах. Установлено, что их фактический уровень составлял не более 10-36%, от предельно допустимого значения. Показано, что ис- пользование качественной забойки позволяет осуществлять массовые взрывы в любую пого- ду и в любое время года на расстоянии не менее 400 метров от жилых домов без ущерба для их остекления. Полученная эмпирическая зависимость избыточного давления во фронте ударной волны от величины приведенного заряда ВВ позволяет определять безопасные параметры массовых взрывов при их проектировании. Ключевые слова: открытые горные работы, массовые взрывы, ударные воздушные вол- ны. Постановка научной задачи. Ударные воздушные волны, возникающие при проведении массовых взрывов на карьерах, представляют серьезную опас- ность, как для людей, так и для жилых и промышленных зданий находящихся в непосредственной близости от взрыва. Особенно опасными эти негативные проявления становятся в том случае, когда массовые взрывы производятся в непосредственной близости или в пределах санитарно-защитных зон, установ- ленных возле карьеров. Именно такое положение сложилось при строительстве траншеи глубокого ввода железнодорожного транспорта на восточном борту карьера Южного ГОКа, который непосредственно примыкает к жилому посел- ку комбината (район Матреновка) и характерен наличием в нем ряда архитек- 19 © Федин К.А., 2013 турных памятников и объектов социально-культурного предназначения. Анализ ранее выполненных работ. Известно, что в результате любого взрыва возникает ударная волна, которая распространяется в воздухе со сверх- звуковой скоростью и характеризуется скачкообразным увеличением давления, плотности и температуры [1]. При удалении ударной волны от центра взрыва интенсивность ее падает, скорость распространения уменьшается и, в конечном счете, она переходит в обычную звуковую волну. Общим критерием безопасности людей и сооружений во время действия на них ударной воздушной волны является избыточное давление в ее фронте, под которым понимается разница между максимальным давлением воздуха во фронте волны и атмосферным давлением. Допустимым избыточным давлением во фронте ударной воздушной волны является такое его значение, при котором полностью гарантируется безопасность для здоровья людей и сохранения за- стекления жилых домов и промышленных сооружений. В соответствии с требованиями правил безопасности допустимое избыточ- ное давление во фронте ударной воздушной волны на человека не должно пре- вышать 10 кПа [4]. Влияние ударной воздушной волны на жилые дома и про- мышленные сооружения определяется по условию сохранения застекления, а избыточное давление на фронте ударной волны при этом в любых условиях не должно превышать 0,5 кПа [4]. Существует несколько методик теоретического определения избыточного давления во фронте ударной воздушной волны. В соответствии с результатами работ [1, 3, 5], избыточное давление во фронте ударной воздушной волны при всех видах используемых зарядов может быть определено из следующей формулы Па,) r Q (КК107,4Р 5.1 3 э Mm 5  (1) где Кm – коэффициент, который зависит от физико-механических свойств под- рываемых горных пород; КM - коэффициент который учитывает метеорологиче- ские условия во время взрыва; Qэ – эквивалентная масса заряда ВВ, кг; r – рас- стояние от массового взрыва до точки наблюдения, м. Для определения эмпирических параметров Кm и КM рассчитаны специаль- ные таблицы [1, 2]. В соответствии с методикой ГП «НИГРИ» [2] величину давления во фронте ударной воздушной волны для Криворожского региона рекомендуется опреде- лять по следующей формуле Па, r Q 102,0Р 3 э5  (2) Полученное из этой формулы значение параметра ∆Р, в условиях низкой облачности, сильного тумана и ветра в направлении охраняемого объекта, не- обходимо увеличить в соответствии с рекомендациями работы [2], на такую ве- личину ∆Рв = ∆Р + 1000 V, Па (3) где V - скорость ветра, м/с. Расчет безопасных расстояний от воздействия ударных воздушных волн на застекление производится на базе вышеприведенной методики определения из- быточного давления во фронте ударной воздушной волны. Методика экспериментов. Так как в соответствии с решением Криворож- ского городского совета проведение массовых взрывов на карьерах Криворож- ского бассейна разрешается только при условии, что проектное значение вели- чины ∆Р не превышает предельного значения в 500 Па, то каждый массовый взрыв производится только при условии производства экспериментальных ра- бот по определению фактического уровня ударных воздушных волн. Для измерения силы ударных воздушных волн с 2000 года на карьере ЮГОКа использовался метод регистрации, основанный на принципе непосред- ственного измерения деформаций анероидной коробки барографа М22А, кото- рый прошел соответствующую метрологическую поверку рабочего элемента в ГП «Кривбассметрология». Внешний вид осциллограммы ударных воздушных волн полученной возле дома № 55 по ул. Айвазовского во время проведения массовых взрывов на карьере ЮГОКа 24 февраля 2010 года приведен на рис. 1. Рис. 1 - Копия осциллограммы ударных воздушных волн возле дома № 55 по ул. Айва- зовского во время проведения массовых взрывов на карьере ЮГОКа 24 февраля 2010 г. Результаты выполненных работ по определению уровня ударных воздуш- ных волн в районе поселка Матреновка при производстве массовых взрывов на карьере ЮГОКа в 2009-2010 годах приведены в табл. 1. Анализ полученных результатов позволил сделать следующие выводы. 1. Избыточное давление ∆Р во фронте ударной воздушной волны практиче- ски не зависит от времени года (см. рис. 2). На значение параметра ∆Р климатические условия (температура воздуха, влажность, скорость ветра) безусловно оказывают влияние, однако оно факти- чески оказалось незначительным и не было зафиксировано регистрирующей аппаратурой. Данные, приведенные на рис. 2 показывают, что при любых изме- нениях климатических условий фактическое значение параметра ∆Р было поч- ти вчетверо меньше предельного значения. Таблица 1 - Результаты определения уровня ударных воздушных волн при проведении массовых взрывов на карьере «ЮГОК» в 2009-2010 годы Дата взрыва Расстояние до блока r, м Масса ВВ на ст. замедления q, кг Теорет. значение, ∆Р, Па Приведенный заряд ВВ ρ, м/кг3 Фактич. значение, ∆Р, Па 09.01.2009 1400 768 130,8 0,00654 100 25.02.2009 1700 900 113,6 0,00568 80 11.02.2009 1600 1400 139,8 0,00699 80 11.03.2009 1700 1600 137,6 0,00688 80 25.03.2009 1450 2600 189,6 0,00948 100 08.04.2009 1400 1600 167,0 0,00835 50 29.04.2009 1250 1600 187,2 0,00936 50 27.05.2009 1800 1540 128,4 0,00642 50 17.06.2009 1450 1600 161,4 0,00807 80 08.07.2009 1800 1540 128,4 0,00642 20 22.07.2009 1900 900 101,6 0,00508 80 12.08.2009 1650 900 117,0 0,00585 50 26.08.2009 1500 830 125,4 0,00627 50 23.09.2009 1600 1400 139,8 0,00699 50 07.10.2009 1750 1600 133,6 0,00668 80 21.10.2009 1350 2300 195,6 0,00978 50 11.11.2009 2050 1280 106,0 0,00530 50 25.11.2009 1100 1600 212,6 0,01063 100 23.12.2009 1800 1600 130,0 0,00650 50 13.01.2010 1750 1600 133,6 0,00668 80 27.01.2010 975 1600 240,0 0,01200 50 24.02.2010 1850 3180 212,6 0,01063 120 17.03.2010 1750 1600 133,6 0,00668 100 31.03.2010 1300 1440 173,8 0,00869 100 14.04.2010 1250 1600 187,2 0,00936 100 28.04.2010 1200 1600 195,0 0,00975 100 12.05.2010 1100 1600 212,6 0,01063 50 09.06.2010 1500 1730 160,0 0,00800 50 23.06.2010 1400 740 129,2 0,00646 80 07.07.2010 1450 740 124,8 0,00624 50 21.07.2010 1200 860 158,4 0,00792 100 04.08.2010 1225 800 151,6 0,00758 50 18.08.2010 1400 800 132,6 0,00663 120 08.09.2010 1175 800 158,0 0,00790 50 22.09.2010 1350 800 137,6 0,00688 50 06.10.2010 1200 900 161,0 0,00805 50 27.10.2010 1750 900 99,0 0,00495 80 10.11.2010 1250 770 104,8 0,00524 50 22.12.2010 1300 1300 142,8 0,00714 50 Средне знач. 1493,5 1354,5 151,2 0,00756 75,0 Отклонение 274,4 529,1 35,3 0,00176 20,6 Ошибка, % 18,4 39,1 23,3 23,3 27,5 Рис. 2 - Изменение величины избыточного давления во фронте ударной волны в районе Матреновки в зависимости от месяцев года при производстве массовых взрывов на карьере ЮГОКа Учитывая, что предсказать ожидаемые к моменту массового взрыва клима- тические условия за 2 – 3 месяца (срок начала проектирования массового взры- ва) практически невозможно, и основываясь на выше приведенных фактах, бы- ло рекомендовано не учитывать время года при проектировании параметров массовых взрывов в районе строительства траншеи глубокого ввода на восточ- ном борту карьера ЮГОКа. 2. Установлено, что избыточное давление ∆Р во фронте ударной воздуш- ной волны в районе Матреновки при производстве массовых взрывов на карье- ре ЮГОКа, линейно возрастает с ростом величины приведенного заряда ВВ (см. рис. 3). Данная зависимость аппроксимируется линейной зависимостью следующего вида Па,11 r Q 8455Р 3  (4) Качество аппроксимации данной зависимости R 2 = 0,623. Сопоставление данной эмпирической зависимости с теоретической зависи- мостью построенной на основании аналитического выражения (2) показывает их удовлетворительное соответствие. В обоих случаях явно выражена прямо пропорциональная зависимость, однако экспериментальные данные оказались на 30 – 120 % меньше теоретически рассчитанных значений. Учитывая, что при определении параметров взрывных блоков при строи- тельстве траншеи глубокого заложения практически все скважины имеют раз- ную глубину, разную длину забойки, разную массу ВВ, то использование клас- сической методики определения параметра ∆Р рекомендованной в работе [2], становится затруднительным и не всегда возможным. 0 20 40 60 80 100 120 140 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Месяцы года Д а в л е н и е у д а р н о й в о л н ы , П а Поэтому более рационально при практическом проектировании массовых взрывов в условиях ограниченной рабочей зоны для определения ожидаемой величины параметра ∆Р, использовать экспериментальную зависимость вида (4). Это позволит существенно уменьшить трудозатраты на производство мате- матических вычислений и получить более надежные и достоверные результаты. Рис. 3 - Зависимость избыточного давления во фронте ударной волны от величины приведенного заряда ВВ при производстве массовых взрывов на карьере ЮГОКа Выводы. На основании всего вышеизложенного можно сделать следующие выводы: - фактический уровень ударных воздушных волн при производстве массо- вых взрывов на карьере ЮГОКа за отчетный период, составлял не более 10 - 36%, от предельно допустимого значения; - современная технология ведения буровзрывных работ с использованием качественной забойки, позволяет осуществлять массовые взрывы в любую по- году и в любое время года на расстоянии не менее 400 метров до жилых домов без ущерба для остекления этих зданий; - полученная эмпирическая зависимость избыточного давления во фронте ударной волны от величины приведенного заряда ВВ для условий карьера ЮГОКа позволяет оперативно, без громоздких математических вычислений определять безопасные параметры массовых взрывов при их проектировании. ––––––––––––––––––––––––––––––– СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Гурин, А.А. Управление .ударными воздушными волнами при взрывных работах / А.А . Гу- рин. –М.: Недра, 1978 г. – 80 с. 2. Параметры ударных воздушных волн и методы их снижения при массовых взрывах на карье- рах. Кривой Рог, НИГРИ, 1984. – 75 с. 3. Цейтлин, Я.И. Сейсмические и ударные воздушные волны промышленных взрывов / Я.И. Цейтлин, Н.И. Смолий . –М.: Недра, 1981. – 192 с. 4. Единые правила безопасности при взрывных работах: ДНАОП 0.00-1.17-92. –К, Изд-во «Нор- матив», 1992. – 63 с. 5. Правила проведення гірничих вибухів. Норми безпечності сейсмічних коливань ґрунту. ДСТУ-П 4704:2006, -Київ, Держспоживстандарт України, 2007 р. REFERENCES 1. Gurin, A.A. (1978), Upravlenie udarnymi vozdushnymi volnami pri vzryvnykh rabotakh [Management of shock airwaves from blasting], Nedra, Moskva, Russia. 2. Parameters of shock waves of air and methods to reduce them under massive explosions in quarries (1984), NYGRE, Kryvyi Rih, Ukraine. 3. Zeitlin, J.A. and Smoliy, N.I. (1981), Seysmicheskie i udarnye vozdushnye volny promyshlennykh vzryvov [Seismic and shock airwaves industrial explosions], Nedra, Moscow, Russia. 4. Uniform rules for safety during blasting operations: DNAOP 0.00-1.17-92 (1992), Publishing House of the "Standard", Kiev, Ukraine. 5. Terms of mining explosions. The safety standards of seismic ground motion: DSTU 4704:2006-P (2007), Derzhspozhivstandart, Kiev, Ukraine. ––––––––––––––––––––––––––––––– Об авторах Федин Константин Анатольевич, аспирант кафедры «Открытые горные работы», Государст- венное высшее учебное заведение «Криворожский национальный университет», Кривой Рог, Украи- на. About the authors Fedin Konstantin Anatolievich, Post Graduate Student of the Department of “Open–pit mining” of Kryvyi Rih National University, Kryvyi Rih, Ukraine. ––––––––––––––––––––––––––––––– Анотація. Технологічний процес дроблення міцних порід здійснюється із застосуванням бу- ропідривних робіт. Масові вибухи в кар'єрах істотно впливають на стан споруд і технологічних об'єктів, які розташовані в зоні дії вибухової хвилі. Тому визначення величини ударних повітряних хвиль при проведенні масових вибухів є актуальним. Наведено результати моніторингу рівня ударних повітряних хвиль при виробництві масових вибухів на кар'єрі Південного ГЗК у 2009-2010 роках. Встановлено, що їх фактичний рівень стано- вив не більше 10-36%, від гранично допустимого значення. Показано, що використання якісної за- бійки дозволяє здійснювати масові вибухи в будь-яку погоду і в будь-який час року на відстані не менше 400 метрів від житлових будинків без шкоди для їх скління. Отримана емпірична залежність надлишкового тиску у фронті ударної хвилі від величини приведеного заряду ВР дозволяє визначати безпечні параметри масових вибухів при їх проекту- ванні. Ключові слова: відкриті гірничі роботи, масові вибухи, ударні повітряні хвилі. Abstract. Technological process of hard rock crushing is usually performed by drilling and blasting. Mass explosions in quarries significantly affect the condition of facilities and technologi- cal objects, which are located in the area of the blast. Therefore, specifying of power of the impact air waves at mass explosions is a strong business case for today. Results of monitoring of the air shock wave power at mass explosions in the YuGOK quarry in 2009-2010 are presented. It is stated that the wave actual power was not more than 10-36% of max- imum permissible value. It is shown that use of packing material of proper quality provides a possi- bility to produce mass explosions at any weather in any season of the year at a distance of at least 400 meters from residential buildings without any damages of the window glasses. The resulting empirical dependence of excess pressure in the shock front on the explosive charge power allows to ensure safety parameters while calculating mass explosions. Keywords: open-pit mining, massive blast, shock air wave. Статья поступила в редакцию 30.08.2013 Рекомендовано к публикации д.т.н., проф. Е.А. Несмашным
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-87357
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 1607-4556
language Russian
last_indexed 2025-12-07T16:15:02Z
publishDate 2013
publisher Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
record_format dspace
spelling Федин, К.А.
2015-10-17T12:55:35Z
2015-10-17T12:55:35Z
2013
Определение величины ударных воздушных волн при проведении массовых взрывов на карьере ОАО "ЮГОК" / К.А. Федин // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 111. — С. 174-180. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
1607-4556
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87357
622.235: 622.27119
Приведены результаты мониторинга уровня ударных воздушных волн при производстве массовых взрывов на карьере ЮГОКа в 2009-2010 годах. Установлено, что их фактический уровень составлял не более 10-36%, от предельно допустимого значения. Показано, что использование качественной забойки позволяет осуществлять массовые взрывы в любую погоду и в любое время года на расстоянии не менее 400 метров от жилых домов без ущерба для их остекления. Полученная эмпирическая зависимость избыточного давления во фронте ударной волны от величины приведенного заряда ВВ позволяет определять безопасные параметры массовых взрывов при их проектировании.
Наведено результати моніторингу рівня ударних повітряних хвиль при виробництві масових вибухів на кар'єрі Південного ГЗК у 2009-2010 роках. Встановлено, що їх фактичний рівень становив не більше 10-36%, від гранично допустимого значення. Показано, що використання якісної забійки дозволяє здійснювати масові вибухи в будь-яку погоду і в будь-який час року на відстані не менше 400 метрів від житлових будинків без шкоди для їх скління. Отримана емпірична залежність надлишкового тиску у фронті ударної хвилі від величини приведеного заряду ВР дозволяє визначати безпечні параметри масових вибухів при їх проекту-ванні.
Results of monitoring of the air shock wave power at mass explosions in the YuGOK quarry in 2009-2010 are presented. It is stated that the wave actual power was not more than 10-36% of maximum permissible value. It is shown that use of packing material of proper quality provides a possibility to produce mass explosions at any weather in any season of the year at a distance of at least 400 meters from residential buildings without any damages of the window glasses. The resulting empirical dependence of excess pressure in the shock front on the explosive charge power allows to ensure safety parameters while calculating mass explosions.
ru
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
Геотехнічна механіка
Определение величины ударных воздушных волн при проведении массовых взрывов на карьере ОАО "ЮГОК"
Визначення величини ударних повітряних хвиль при проведенні масових вибухів на кар’єрі ВАТ «ЮГОК»
Definition of shock wave power at mass blasts in the OJSC “YuGOK” pit
Article
published earlier
spellingShingle Определение величины ударных воздушных волн при проведении массовых взрывов на карьере ОАО "ЮГОК"
Федин, К.А.
title Определение величины ударных воздушных волн при проведении массовых взрывов на карьере ОАО "ЮГОК"
title_alt Визначення величини ударних повітряних хвиль при проведенні масових вибухів на кар’єрі ВАТ «ЮГОК»
Definition of shock wave power at mass blasts in the OJSC “YuGOK” pit
title_full Определение величины ударных воздушных волн при проведении массовых взрывов на карьере ОАО "ЮГОК"
title_fullStr Определение величины ударных воздушных волн при проведении массовых взрывов на карьере ОАО "ЮГОК"
title_full_unstemmed Определение величины ударных воздушных волн при проведении массовых взрывов на карьере ОАО "ЮГОК"
title_short Определение величины ударных воздушных волн при проведении массовых взрывов на карьере ОАО "ЮГОК"
title_sort определение величины ударных воздушных волн при проведении массовых взрывов на карьере оао "югок"
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/87357
work_keys_str_mv AT fedinka opredelenieveličinyudarnyhvozdušnyhvolnpriprovedeniimassovyhvzryvovnakarʹereoaoûgok
AT fedinka viznačennâveličiniudarnihpovítrânihhvilʹpriprovedennímasovihvibuhívnakarêrívatûgok
AT fedinka definitionofshockwavepoweratmassblastsintheojscyugokpit