WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

«Пазынич Андрей Юрьевич I | | | | I I I III llll I 0034Q184Q СЕЙСМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ МАССОВЫХ ВЗРЫВОВ НА НАЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ (на примере разреза «Нерюнгринский») ...»

На правах рукописи

Пазынич Андрей Юрьевич I | | | | I I I III llll I

0034Q184Q

СЕЙСМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ МАССОВЫХ ВЗРЫВОВ

НА НАЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

(на примере разреза «Нерюнгринский»)

Специальность:

25.00.20 - «Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная

аэрогазодинамика и горная теплофизика»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Якутск - 2009

Работа выполнена в Техническом институте (филиале) Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Якутского государственного университета им. М.К. Аммосова» в г. Нерюнгри

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Гриб Николай Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Шевкун Евгений Борисович доктор технических наук Омельяненко Александр Васильевич ОАО «Взрывстрон»

Ведущая организация:

Защита состоится 18 ноября 2009 г. в 14 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 003.020.01 при Учреждении Российской академии наук Институте горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения РАН по адресу: 677018, г. Якутск, проспект Ленина, д. 43 .

Факс (4112)33-59-30; E-mail: igds@ysn.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГДССОРАН .

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организа­ ции, просим направить в адрес диссертационного совета ДМ 003.020.01 .

Автореферат разослан « / р » октября 2009 г .

Ученый секретарь диссертационного совета, Ткач СМ .

кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Увеличение мощности вскрышных пород и размеров добыч­ ной зоны разреза «Нерюнгринский» ОАО ХК «Якутуголь» потребовало увеличе­ ния массы одновременно взрываемых зарядов взрывчатых веществ (ВВ), что по­ влекло за собой необходимость решения задач по оценке уровня сейсмического воздействия взрывов на охраняемые объекты. Традиционное решение этих задач на основе Единых правил безопасности при взрывных работах, хотя и обеспечива­ ет безопасный уровень негативного воздействия на наземные сооружения, но в ря­ де случаев сдерживает производство. Наибольший интерес представляет изучение воздействия сейсмических волн массовых взрывов, которое определяет целост­ ность ранее возведенных зданий и сооружений: обогатительной фабрики (ОФ), автобазы технологического автотранспорта (АТА), административно-бытового комплекса разреза (АБК). Поэтому задачи исследования сейсмического воздейст­ вия взрывов на наземные сооружения, находящиеся в зоне взрывных работ разреза весьма актуальны .

Работа выполнялась в рамках фундаментальных исследований Технического института (филиала) ЯГУ по теме «Построение геолого-геофизических моделей прогноза состояния и поведения массива горных пород при технологических воз­ действиях № 38.63.51; 38.65.17 (2003-2004 г.г.), а также по хоздоговорам с ОАО ХК «Якутуголь»: «Разработка методики расчёта сейсмического воздействия на ох­ раняемые объекты при производстве взрывных работ», «Мониторинг сейсмиче­ ского воздействия промышленных взрывов на особо охраняемые объекты ОАО ХК «Якутуголь» (2006-2008 г.г.) .





Целью работы является оценка степени сейсмического воздействия массо­ вых взрывов на объекты, находящиеся в зоне взрывных работ разреза «Нерюн­ гринский», и разработка методики, позволяющей выбрать рациональные парамет­ ры технологии БВР и минимизировать вредное воздействие сейсмических волн от массовых взрывов на наземные сооружения .

Основная идея работы - повышение точности прогноза сейсмического воздействия взрывов на наземные сооружения за счет учета взаимосвязи между наиболее значимыми горно-геологическими, технологическими факторами и сейс­ мическим эффектом от взрывов .

Задачи исследований:

• выполнить анализ состояния и проблем оценки воздействия сейсмических эффектов на здания и сооружения;

• установить фактические величины вредного воздействия сейсмических волн от взрывов на охраняемые объекты: административно-бытовой комбинат, обога­ тительная фабрика, автобаза технологического автотранспорта;

• исследовать влияние природных и технологических факторов на уровень не­ благоприятного воздействия сейсмовзрывных волн на наземные сооружения и оп­ ределить значение локального коэффициента пропорциональности Кі.3 для оценки сейсмического воздействия взрывов на основания охраняемых сооружений ОАО ХК «Якутуголь»;

• разработать методику расчета предельно допустимой массы зарядов ВВ в зависимости от расстояния до охраняемых объектов и уровня сейсмического воз­ действия взрывов на наземные сооружения, находящихся на промплощадке разре­ за «Нерюнгринский» .

Методы исследований. При выполнении работы использовались методы регрессионно-корреляционного анализа и математической статистики, вычисли­ тельной математики и программирования, натурные эксперименты .

Защищаемые положения:

1. Коэффициент пропорциональности Кі.5 рассчитанный по общепринятой методике, изменяется в значительных пределах (144±88) и не может служить на­ дежной основой для оценки сейсмического воздействия взрывов на наземные со­ оружения для условий Нерюнгринского разреза .

2. Критерием сейсмической опасности взрывной волны, способной вызвать повреждения сооружений, является максимальная векторная скорость от взрывов при проведении взрывных работ в разрезе «Нерюнгринский», которая не превы­ шает допустимую векторную скорость для ОФ, АБК (Vxyz"0" =1,25 см/с) и АТА (Vxyz"0" =1,7 см/с) .

3. Основными факторами, определяющими интенсивность сейсмического воздействия короткозамедленных взрывов на наземные сооружения, находящиеся в зоне взрывных работ разреза «Нерюнгринский», являются: обводненность, мно­ голетняя и сезонная мерзлота горных пород, масштабы массовых взрывов, масса заряда в группе, гипоцентральное расстояние от взрыва до объекта .

4. Разработанная методика расчета сейсмического воздействия взрывов на наземные сооружения, расположенные в зонах сезонной и вечной мерзлоты, учи­ тывающая значения приведенной массы заряда в группе, как меры мощности взрыва; суммарной векторной скорости, которая является критерием оценки сейс­ мического действия взрыва и прикладную программу "SeismPrognoz", позволяет оперативно и с необходимой точностью производить вычисления максимальной векторной скорости колебания грунта, массы приведенного заряда, максимально­ го в группе, безопасного расстояния до охраняемых сооружений .

Достоверность научных положений, выводов и результатов исследова­ ния обусловлена использованием современных методов исследования, большим объемом экспериментальных исследований, удовлетворительной сходимостью ре­ зультатов расчетов и экспериментов .

Новизна исследований заключается в следующем:

• впервые установлены доминирующие факторы: обводненность, многолет­ няя и сезонная мерзлота горных пород, масштабы массовых взрывов, масса заряда в группе, гипоцентральное расстояние от взрыва до объекта, оказывающие влия­ ние на сейсмический эффект от массовых взрывов при производстве буровзрыв­ ных работ на Нерюнгринском разрезе;

• определены допустимые и установлены максимальные скорости колебаний грунта для обогатительной фабрики (ОФ), административно-бытового комбината разреза (АБК), автобазы технологического автотранспорта (АТА);

• экспериментально установлены преобладающие значения отношения ампли­ туд колебаний здания к амплитудам колебаний грунта для объектов АБК, ОФ и АТА;

• разработанная методика позволяет оперативно и с достаточной точностью выполнять расчеты массы приведенного заряда максимального в группе, безопас­ ного расстояния, интенсивности сейсмического воздействия взрывов на охраняе­ мые объекты, находящиеся в зоне ведения взрывных работ разреза «Нерюнгринский» .

Практическая ценность работы состоит в том, что результаты исследо­ ваний позволяют:

• При использовании разработанной методики оперативно и с достаточной точностью рассчитывать максимальную векторную скорость колебания грунта в основании сооружений, массу приведенного заряда максимального в группе, и безопасное расстояние до охраняемых объектов при разработке проектов массо­ вых взрывов при наличии многолетней и сезонной мерзлоты .

• при производстве массовых взрывов учитывать влияние степени обводнен­ ности, наличия многолетней и сезонной мерзлоты, масштабов массовых взрывов на воздействие сейсмических эффектов от взрывов на наземные сооружения;

• оценить степень сейсмического воздействия от массовых взрывов на здания и сооружения АБК, АТА и ОФ;

Личный вклад автора состоит в разработке методики проведения исследо­ ваний, организации и непосредственном участии в натурных исследованиях, разработке методики расчета влияния массовых взрывов на устойчивость зданий и сооружений .

Реализация работы. Разработанная методика оценки и прогноза сейсмиче­ ской опасности промышленных взрывов утверждена Управлением по технологи­ ческому и экологическому надзору Ростехнадзора по PC (Я) и внедрена в ОАО ХК «Якутуголь» на разрезе «Нерюнгринский» .

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на науч­ но-технических советах Технического института (филиала) ЯГУ, ОАО ХК «Якут­ уголь» (2005-2009 г.г.), научно-практической конференции «Проблемы и перспек­ тивы угледобывающей отрасли Республики Саха (Якутия)» (Нерюнгри, 1999 г.), IV международной конференции «Физические проблемы разрушения горных по­ род» (Москва, 2004 г.), Международной конференции «Разработка и изготовление смесительно-зарядной техники» (Белгород, 2005 г.), Международном семинаре «Техника ведения взрывных работ» (Мурманск, 2006 г.), Международной научнопрактической конференции «Южная Якутия - новый этап индустриального разви­ тия» (Нерюнгри, 2007 г.), Международной научно-практической конференции «Проблемы комплексного освоения георесурсов» (Хабаровск, 2007 г.), I Всерос­ сийской научно-практической конференции «Современные проблемы строитель­ ства и жизнеобеспечения: безопасность, качество, энерго- и ресурсосбережение»

(Якутск, 2008 г.), IX Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле»

(Москва, 2009 г.) .

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 5 в научных изданиях, рекомендованных ВАК России .

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав основного текста, заключения и содержит 133 страницы машинописного текста, 26 рисунков, 18.таблиц, список литературы из 93 наименований и 2 прило­ жения .

Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю д.т.н., профессору Н.Н. Грибу, а также благодарит за помощь и полезные рекомен­ дации д.г.-м.н., профессора В.М. Никитина, к.т.н. С.Н. Григорьева, В.Н. Дронова, к.г.-м.н. Е.Н. Черных, Г.В. Гриб, А.А. Коса, Э.Ф. Рэдлих, Н.В. Баринову, И.В .

Моргунова .

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приведен аналитический обзор научных работ, посвящен­ ных проблемам оценки сейсмического воздействия массовых взрывов на инже­ нерные сооружения .

Научные основы сейсмики промышленных взрывов разработаны в 30— 40-х годах М. А. Садовским .

Данной проблеме посвящены труды многих известных ученых: Я.И .

Цейтлина, В.Ф. Богацкого, А.А. Кузьменко, В.П. Макарьева, Б.В. Славского, Ф.И .

Кучерявого, Е.А. Майнова, A.M. Балычева, Ю.М. Рудского, Б.Н. Кутузова, Е.Н .

Черных, Захарова В.Н., Александрова В.А. Козырева С.А., В.М. Олименко, В. Н .

Анисимова, Б. В. Эквиста, Э. Льюиса, Д. Макни, И.К.Чунуева, М.В. Курлени, В.В .

Адушкина, В.В. Гарнова, В.Н, Опарина, А.Ф. Ревуженко, А.А. Спивака, С. П. Со­ ловьева, Л. М. Перника, С Б. Кишкиной и других .

Из анализа литературы следует, что хотя проблема изучается давно, но акту­ альности своей не потеряла и на сегодняшний день, т.к. исследования, как прави­ ло, проводились для отдельно взятых месторождений и регионов. Данные, полу­ ченные различными исследователями, в большинстве случаев справедливы для конкретных условий, в которых проводились экспериментальные работы, поэтому для условий Нерюнгринского месторождения, расположенного в зоне многолетней и сезонной мерзлоты, требуется проведение комплекса исследований с целью изу­ чения сейсмического воздействия промышленных взрывов на здания и сооруже­ ния .

Во второй главе приведены результаты экспериментальных исследований оценки сейсмического воздействия массовых взрывов в разрезе «Нерюнгринский»

на охраняемые объекты .

В качестве параметра, определяющего критерий сейсмической опасности взрыва, использовалась максимальная векторная скорость (Uxyz) колебания грун­ та у основания сооружений в зависимости от массы зарядов и расстояния до них, предложенная М.А. Садовским .

Для регистрации сейсмических колебаний использовалась 12-канальная цифровая инженерно-сейсмометрическая станция "Байкал-14" в комплекте с сейсмоприемниками ОСП-2М. При взрывах в разрезе «Нерюнгринский» регистриро­ вались сейсмические колебания грунта в основании охраняемых объектов (Хі, У/, Zi) и, собственно, конструкций зданий охраняемых объектов (Х2, У^ Z2): ATA на высоте 14,5 м.; обогатительной фабрики - углеприем, 42 отметка (аккумулирую­ щие бункера); здания АБК - отметка 6-го этажа .

Обработка сейсмограмм взрывов проводилась с помощью специализирован­ ной программы «XX».

По каждой составляющей X, Y, Z определялись соответст­ вующие максимальные мгновенные скорости Ux, UyuUzn далее суммарная век­ торная скорость по формуле:

\pl+U2y+Ul U^= |max. (1) Диапазон изменения амплитуд скоростей колебаний грунта в основании АБК составляет 0,04-0,09 см/с, в основании ОФ - 0,01-0,158 см/с, АТА - 0,013 см/с. При этом, для всех охраняемых объектов, преобладают значения макси­ мальных векторных амплитуд в диапазоне 0,04 - 0,06 см/с. Допустимую скорость колебаний грунта (в соответствии с нормативными документами) в основании АБК и ОФ следует принять равной 1,25 см/с, а для АТА - 1,7 см/с, что незначи­ тельно отличается от расчетных данных таблицы 1. Допустимые скорости коле­ бания в основании охраняемых объектов, рассчитаны по зависимости / = 1 (W.T 7, см/с, (2) где е - основание натурального логарифма; к - класс сооружения по СНИП А-3, 62 и А-12-69; р - суммарный ранг объекта, учитывающий качественные и строительные особенности .

–  –  –

-Кр 1,5 U = K, (3) \ где г-расстояние между пунктом наблюдения и местом взрыва;

К ц - коэффициент пропорциональности при показателе степени 1,5;

Р=- приведенная масса заряда ВВ .

г Рекомендуется (Цейтлин Я.И. и др., 1981), показатель степени брать равным 1,5, и для каждого взрыва определять коэффициент пропорциональности K Q=UJPQ^ (4) где рд - приведенная общая масса заряда ВВ .

При короткозамедленном взрывании сейсмический эффект определяется массой заряда ВВ, максимальной в группе.

В этом случае коэффициент пропор­ циональности определяется по формуле:

KV=UJPV, (5) где р1'5 - приведенная масса заряда максимального в группе .

Используя зависимости (3-5), по параметрам взрывов и результатам экспе­ риментальных наблюдений были рассчитаны коэффициенты пропорциональности для условий ведения буровзрывных работ в разрезе «Нерюнгринский».

Исходя из экспериментальных данных, оценку скорости для условий разреза «Нерюнгрин­ ский» можно представить следующей зависимостью:

и д а =(І44±88) и - (6) Из формулы (7) следует, что скорости колебаний грунта в основании соору­ жений на площадке будут меньше, чем определяемые величиной:

11^=232*^. (7) Из полученных результатов статистической обработки экспериментальных и расчетных по (7) данных максимальной векторной скорости следует, что абсо­ лютная и относительная средняя арифметическая погрешность составила 0,072 см/с и 77%, соответственно .

Учитывая тот факт, что скорости колебаний грунта, определенные натурны­ ми наблюдениями в среднем на 77% меньше, чем рассчитанные по формуле (7), коэффициент пропорциональности Км, являющийся коэффициентом использую­ щимся при расчете максимальных векторной скорости и массы заряда в группе, не может служить в этой роли надежной основой, так как при данном значении ко­ эффициента пропорциональности при расчетах сейсмобезопасных масс зарядов ВВ в 77% случаев приводит к неоправданному завышению расчетных сейсмиче­ ских характеристик взрывов .

В третьей главе рассмотрены факторы, влияющие на интенсивность сейс­ мического воздействия массовых взрывов на охраняемые объекты. Приведем наи­ более значимые из них, оказывающие влияние на значения векторной скорости колебания грунта от взрывов .

Геологические факторы. Разрез месторождения по составу монотонен, зда­ ния и сооружения расположены на аналогичных породах, которыми сложены вскрышные блоки месторождения, их физико-механические свойства одинаковы .

Проведенными экспериментами установлено, что геологическое строение взры­ ваемых блоков на сейсмический эффект практически не оказывает влияния, не существует зависимости между изменением литологических типов пород в блоках и векторной скоростью колебания пород .

Обводненность пород. Потеря породами первоначальной прочности при водонасыщении для Нерюнгринского месторождения составляет около 30%. Данный факт необходимо учитывать при проектировании удельного расхода ВВ, так как, известно, что в обводненных породах скорость распространения упругих волн выше, чем в сухих. Однако следует отметить, что при значениях приведенной мас­ сы максимального заряда в группе pQmca менее 0,9 (кг/м)1/3, изменение максималь­ ной векторной скорости колебания грунта для сухих и обводненных пород незна­ чительное (рисунок 3). р -\lQ/r, где Q - масса заряда ВВ, максимальная в группе; г - расстояние между пунктом наблюдения и местом взрыва .

–  –  –

1 0,6 • ? 0. 5 Э 0,4 • 0,3 • 0,2 • —'-' і-**** 0,1 - 0• 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 <

–  –  –

С увеличением приведенной максимальной массы заряда в группе больше 0,95 (кг/м) 3 разница в максимальной векторной скорости колебания грунта воз­ растает до 20% и более. Это объясняется тем, что с увеличением приведенного ве­ са заряда ВВ, максимального в группе, увеличивается частота колебаний грунта .

Поэтому, данный фактор необходимо учитывать при проектировании буровзрыв­ ных работ для обеспечения сейсмобезопасного расстояния до охраняемых объек­ тов .

Многолетняя мерзлота и сезонное состояние горных пород. Криогенные процессы оказывают существенное влияние на состояние и свойства массива гор­ ных пород. Максимальные значения прочности песчаников отмечаются в начале зимнего периода при понижении температуры пород до отрицательных значений, что подтверждается увеличением значений распространения скорости продольных волн в зимний период на 20-25%. В летний период значения прочности пород и скорости распространения продольных волн снижаются до 30% и 25%, соответст­ венно. Результаты сопоставления максимальной векторной скорости колебания грунта в мерзлых и талых породах взрываемых блоков (зимне-осенний и весеннелетний периоды) в разрезе Нерюнгринский приведены на рисунке 4. Из рисунка 4 следует, что максимальная векторная скорость колебания грунта при взрывах в мерзлых породах выше, чем в талых, и достигает 30% и более с увеличением при­ веденной максимальной массы заряда в группе более 1.0 (кг/м)ш. В интервале 0.7кг/м)1 максимальная векторная скорость колебания грунта практически не меняется .

0,8

–  –  –

& 0,5 / *4 7 / 0,3

–  –  –

Влияния количества групп зарядов. Целью данных исследований являлось установить влияние масштабов массовых взрывов при использовании технологии короткозамедленного взрывания (КЗВ) на сейсмический эффект, т.е. выявить, ока­ зывает ли влияние на уровень сейсмического воздействия на наземные сооруже­ ния количество групп зарядов при КЗВ. Для этого, приведенная максимальная масса заряда ВВ была разделена на 6 классов с одинаковыми значениями приведенной массы заряда ВВ (максимальной в группе (/)gmaj) в классе и по каждому классу проведен корреляционно-регрессионный анализ, в результате чего были получены парные регрессионные зависимости между исследуемым параметром Uxyz и причинным фактором, т.е. количеством групп зарядов (N) (рисунки 5, 6) .

Результаты корреляционно-регрессионного анализа между числом групп и макси­ мальной векторной скоростью колебания грунта при фиксированной приведенной максимальной массе заряда ВВ в классе показывают, что независимо от приведен­ ной массы заряда в классе с увеличением количества групп зарядов (N) сейсмиче­ ский эффект увеличился, что, вероятно, связано с объемом взорванной горной массы. Коэффициент корреляции составит 0,55 - 0,95 .

–  –  –

Влияние массы и расположения заряда. Максимальная векторная скорость колебания грунта, масса заряда и расстояние между пунктом наблюдения и местом взрыва связаны эмпирической зависимостью (3), предложенной М.А. Садовским, которая нашла широкое применение в практике. Для условий Нерюнгринского угольного разреза при использовании данной зависимости установлено, что скоро­ сти колебаний грунта в основании сооружений на площадке были больше на 77%, чем определяемые натурными наблюдениями .

Влияние типа ВВ и системы неэлектрического инициирования. Извест­ но, что более мощные ВВ дают больший сейсмический эффект, по сравнению с менее мощными ВВ .

Вскрышные блоки на разрезе «Нерюнгринский» взрывались с использовани­ ем таких взрывчатых веществ, как граммонит 79/21, гранулит РП-1, гранулотол, сибирит - 2500РЗ, сибирит - 1200, эмульсолит. Так как, применяемые взрывчатые вещества на разрезе «Нерюнгринский» по своей мощности различаются не более чем на 10%, то влиянием вида ВВ на сейсмический эффект от взрыва в данном случае можно пренебречь .

На разрезе «Нерюнгринский» применяется неэлектрическая система ини­ циирования СИНВ (Россия, ФГУП НМЗ «Искра») .

При анализе сейсмограмм установлен факт разброса амплитуд скоростей колебаний грунта при одной и той же приведенной массе заряда ВВ, максималь­ ной в группе (рисунок 7), что можно объяснить одновременным взрыванием большего количества зарядов, чем было запроектировано. Это происходит из-за отклонений интервалов замедления от номинала капсюлей-детонаторов скважинных и поверхностных изделий неэлектрической системы инициирования СИНВ .

–  –  –

Влияние направления детонации. Очередность взрывания зарядов влияет на образование плоского участка волнового фронта, несущего основную долю энергии сейсмических колебаний. При этом существует зависимость сейсмическо­ го эффекта взрыва от направления распространения детонации в заряд. Если фор­ ма заряда в плане отличается от круга, то ожидаемое сейсмическое излучение в разных направлениях от заряда будет различным (Цейтлин Я.И. и др. 1981). В оп­ ределенных пределах расстояния между пунктом наблюдения и местом взрыва, скорость на фланговом профиле серии зарядов оказывается такова, как если бы взрывался только один крайний заряд. Результаты экспериментальных исследова­ ний интенсивности сейсмического эффекта от взрывов на разрезе «Нерюнгрин­ ский» свидетельствуют, что уменьшение интенсивности сейсмического воздействия на наземные сооружения от взрывов, расположенных флангами к пунктам на­ блюдения, не установлено .

Глава 4 посвящена разработке методики расчета уровня сейсмического воздействия на охраняемые объекты, массы приведенного заряда, максимального в группе, безопасного расстояния до охраняемых объектов .

Экспериментальными исследованиями установлено, что факторы, рассмот­ ренные в главе 3, в большей или меньшей степени, влияют на интенсивность сейс­ мического эффекта, но не являются определяющими. Тем не менее, такие факто­ ры, как обводненность, многолетняя и сезонная мерзлота горных пород, учиты­ ваются при проектировании буровзрывных работ по рекомендациям ранее выпол­ ненных исследований (Алексеев Г.Ф. и др. 2003). Главным образом, скорость ко­ лебания грунта в точках наблюдений зависит, прежде всего, от массы заряда ВВ, максимального в группе Qmax и R — гипоцешрального расстояния, т.е. расстояния от места (области) внутри блока, где начинается разрушение, трещинообразование горных пород, и возникают сейсмические волны при взрыве, до точки регистрации и масштаба массовых взрывов .

В связи с этим, для обеспечения достоверности и надежности прогноза сейсмического воздействия взрывов на охраняемые объекты и повышения эффек­ тивности технологии ведения буровзрывных работ на Нерюнгринском разрезе возникла необходимость разработки методики, в основе которой лежали бы зако­ номерности, связывающие сейсмические колебания грунта при взрыве с характе­ ристиками взрыва и гипоцентральным расстоянием .

В разработанной методике для расчетов значения амплитуд скоростей коле­ баний грунта в основании охраняемых объектов в зависимости от расстояния до места взрыва или массы заряда ВВ, используется зависимость максимальной век­ торной скорости колебания грунта от приведенной массы заряда, максимальной в группе. В результате математической обработки, проведения корреляционнорегрессионного анализа экспериментальных данных, по серии зарегистрирован­ ных массовых взрывов в разрезе «Нерюнгринский», получено уравнение регрес­ сии (8), выражающее связь приведенной массы заряда ВВ, максимальной в группе ІРдтах), и максимальной векторной скорости колебания грунта (U^) Um = 0, l969pQmax 3 + l,866pQmJ - 3,59pQma + 1,6004. (8) При расчете приведенной массы заряда ВВ, максимальной в группе (рдтах), использовалось следующее выражение р = ljQ/R .

где Q - масса заряда ВВ, максимальная в группе; R - гипоцентральное расстояние .

На рисунке 8 представлены поле корреляции и график зависимости между f/xia и pgm(B. Коэффициент корреляции составил R = 0,87. Полученная по результатам экспериментальных исследований зависимость (8) была реализована в алго­ ритме при разработке прикладной программы "SeismPrognoz", позволяющей опе­ ративно производить вычисления максимальной векторной скорости колебания грунта, массы заряда ВВ, максимальной в группе, безопасного расстояния, общей массы заряда ВВ, учитывать масштаб взрывов и использовать полученную инфор­ мацию для расчета паспорта буровзрывных работ конкретного блока. Рабочие ок­ на программы представлены на рисунке 9 .

Таким образом, разработанная методика позволяет оперативно и с достаточ­ ной точностью выполнять расчеты предельно допустимой массы заряда от рас­ стояния между охраняемым объектом и местом взрыва, что является основой для управления интенсивностью сейсмического воздействия взрывов и оптимизации параметров буровзрывных работ .

–  –  –

Диссертационная работа является научно-квалификационной работой, в ко­ торой содержится решение задачи расчета сейсмического воздействия массовых взрывов на наземные сооружения, максимальной массы заряда ВВ в группе, безо­ пасного расстояния до охраняемых объектов и имеющей существенное значение для исследования процессов разрушения пород взрывом в условиях распростране­ ния сезонной и многолетней мерзлоты .

Основные результаты и выводы заключаются в следующем:

1. Разработанная методика прогноза сейсмического воздействия взрыва на охраняемые объекты, учитывающая установленные закономерности изменения сейсмических колебаний грунта в основании охраняемых объектов в зависимости от характеристики взрыва и гипоцентрального расстояния, позволяет оперативно и с достаточной точностью определять уровень сейсмического воздействия взрыва на наземные сооружения, массу приведенного заряда, максимального в группе, безопасное расстояние до охраняемых объектов и использовать полученную ин­ формацию для оптимизации параметров буровзрывных работ. Методика внедрена в ОАО ХК «Якутуголь» на разрезе «Нерюнгринский» .

2. Максимальная векторная скорость колебания грунта при взрывах в мерзлых породах выше, чем при взрывах в талых породах, и достигает более 30% при зна­ чениях приведенной максимальной массы заряда в группе 1.0 (кг/м)1/3. В интер­ вале 0.7-1.0 (кг/м)ш максимальная векторная скорость колебания грунта практи­ чески не меняется .

3. Установлено, что максимальные векторные скорости колебаний грунта в основаниях охраняемых сооружений при производстве массовых взрывов в разре­ зе «Нерюнгринский» составляют: АБК - (0,04 - 0,09 см/с), в ОФ - (0,01-0,158 см/с), АТА - (0,013 - 1,37см/с). Преобладающие частоты колебаний грунта при взрывах лежат в диапазоне 1,5 - 2,5 Гц., собственные частоты колебаний зданий АБК - (ft - 2,75 Гц; fy - 1,96 Гц), ОФ - ( ft - 2,51 Гц; fy - 1,65 Гц) и АТА - ( ft Гц; fy-1,18 Гц) .

4. Экспериментально установлено, что при взрывах амплитуды раскачки верх­ ней отметки АБК и 42-ой отметки ОФ превышают амплитуды колебаний грунта:

по компоненте X в 3-4 раза; по компоненте У, соответственно, в 4 и 3 раза .

При этом, по вертикальным компонентам зданий Z максимальные амплитуды ко­ лебаний верхних отметок в 2-3 раза больше нижних. Для АТА амплитуды колеба­ ний верха сооружения могут превышать амплитуды колебаний грунта в большин­ стве случаев в 3 -11 раз .

5. Установлено, что для Нерюнгринского месторождения не существует зави­ симости между изменением литологическшс типов пород в блоках и векторной скоростью колебания пород. Максимальная векторная скорость колебания грунта при взрывах в обводненных горных породах выше, чем при взрывах блоков, сла­ гаемых сухими породами. При значениях приведенной максимальной массы заря­ да в группе 0,95 (кг/м)ш разница в максимальной векторной скорости колебания грунта возрастает до 20% и более .

6. При использовании систем неэлектрического инициирования зарядов (СИНВ) установлен факт разброса амплитуд скоростей колебаний грунта при од­ ной и той же приведенной массе заряда ВВ, максимальной в группе. Это объясня­ ется тем, что интервал замедления между скважинами меньше отклонений по точ­ ности срабатывания замедлений .

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

В научных журналах и изданиях, рекомендуемых ВАК РФ:

1. Кочубей, И. И. Повышение эффективности буровзрывных работ на разрезе «Нерюнгринский» /И. И. Кочубей, А. Ю. Пазынич // Уголь. - 1999. - №2. - С. 33 -35 .

2. Дронов, В. Н. Анализ и перспективные направления использования взрывчатых веществ современного производства на разрезе «Нерюнгринский» / В. Н. Дронов, С. П .

Деменев, А. Ю. Пазынич // Горный информ.-аналит. бюллетень. Региональное прило­ жение. ЯКУТИЯ. - 2005. - Вып. 1, - С. 17-25 .

3. Григорьев, С. Н. Некоторые результаты применения смесевого эмульсионного ВВ Сибирит - 2500РЗ в горно-геологических условиях разреза «Нерюнгринский» / С. Н .

Григорьев, В. Н. Дронов, А. Ю. Пазынич, Г. А. Дудник // Горный информ.-аналит. бюл­ летень. Региональное приложение ЯКУТИЯ. - 2005. - Вып. 2. - С. 31-38 .

4. Гриб, Н. Н. Инструментальная оценка параметров сейсмических колебаний при массовых взрывах в разрезе «Нерюнгринский» / Н. Н. Гриб, В. М. Никитин, Е. Н. Чер­ ных, А. Ю. Пазынич // Дальний Восток - 2: Отдельный выпуск Горного информ.аналит. бюллетеня. - 2007. - №15. - С. 182-192 .

5. Дронов, В. Н. Перспектива замены штатных ВВ с использованием передвижной смесительной установки / В.Н.Дронов, В. В. Акименко, А. Ю. Пазынич // Взрывное де­ ло: сб. науч. тр. Отдельный выпуск Горного информ.-аналит. бюллетеня. - 2007. - №8. С. 96-102 .

В прочих научных изданиях:

6. Кочубей, И. И. Техника и технология производства взрывных работ на разрезе «Нерюнгринский» / И. И.Кочубей, А. Ю. Пазынич // «Проблемы и перспективы угледо­ бывающей отрасли Республики Саха (Якутия)»: материалы научно-практической конфе­ ренции, г. Нерюнгри, 18-20 марта 1999 г.- Якутск: Изд-во ЯГУ, 1999. - С. 93 - 96 .

7. Алексеев, Г. Ф. Современное состояние и пути совершенствования буровзрывных работ на разрезе «Нерюнгринский»: препринт / Г. Ф. Алексеев, А. Ю. Пазынич, Г. В .

Шубин.-Якутск: Изд-во ЯГУ, 2000.- 64 с .

8. Алексеев, Г. Ф. Опыт оптимизации буровзрывных работ на разрезе «Нерюнгрин­ ский» / Г. Ф. Алексеев, А. В. Самохин, А. Ю. Пазынич // Южно-Якутская комплексная экспедиция: 50 лет поисков и открытий: сб. науч. тр. - Якутск: Изд-во ЯГУ, 2001. - С. 259

-264 .

9. Кочубей, И. И. Опыт производства буровзрывных работ на разрезе «Нерюнгрин­ ский» / И. И. Кочубей, А. Ю. Пазынич // Проблемы взрывного дела: сборник статей и докладов №1-2002 Ш И В. - М : Изд-во МГГУ, 2002. - С. 25-34 .

10. Гриб, Н. Н. Экспериментальная оценка сейсмического действия массовых взры­ вов в разрезе «Нерюнгринский» на охраняемые объекты / Н. Н. Гриб, Е. Н. Черных, А .

Ю. Пазынич, Г. В. Гриб // «Южная Якутия - новый этап индустриального развития»:

материалы Международной научно-практической конференции: в 3 т. - Нерюнгри: Издво Технического института, 2007. - Т. 2. - С. 18 - 24 .

11. Гриб, Н. Н. Методика оценки и прогноза сейсмической опасности промышленных взрывов на разрезе «Нерюнгринский» / Н. Н. Гриб, Е. Н. Черных, А. Ю. Пазынич, А. А .

Сясько, М. В. Терещенко, Г. В. Гриб, А. В. Качаев. - Иркутск - Нерюнгри: Изд-во Тех­ нического института, 2007. - С. 41 .

12. Гриб, Н. Н. Оценка сейсмического воздействия промышленных взрывов разрез «Нерюнгринский» на охраняемые объекты / Н. Н. Гриб, В. М. Никитин, А. Ю. Пазыни // «Современные проблемы строительства и жизнеобеспечения: безопасность, качеств!

энерго- и ресурсосбережение»: материалы I Всероссийской научно-практической конфе ренции, г. Якутск, 28 марта 2008 г.; под ред. Т. А. Корнилова, В. П. Игнатьева. - Якутсі Изд-во ЯГУ, 2008.-С. 135-141 .

13. Гриб, Н. Н. Сейсмическое воздействие массовых взрывов на инженерные соорз жения / Н.Н.Гриб, А. Ю. Пазынич // Вестник Технического института (филиала) Якуі ского государственного университета. - Нерюнгри: Изд-во Технического институт!

2008.-Вып.З.- С. 12-18 .

14. Гриб Н.Н. Программное обеспечение методики прогноза сейсмического воздеі ствия взрывов на инженерные сооружения/ Н.Н. Гриб, А.Ю. Пазынич, М.В. Терещенк // Тезисы IX Международной конференции "Новые идеи в науках о Земле", РГТУ h 17 апреля 2009 года. Том 3. - Москва, 2009.-С. 19 .

Подписано в печать 14.10.2009. Формат 60х 84/16 .

Бумага тип. №2. Гарнитура «Тайме». Печать офсетная .

Печ. л. 1,18. Уч.-изд. л. 1,47. Тираж 100 экз. З а к а з е Издательство ЯГУ, 677891, г. Якутск, ул. Белинского, 58.




Похожие работы:

«Игровые станции Acer Aspire Руководство пользователя Версия 1.6 Май, 2013 Предупреждения FCC Это устройство соответствует нормам и ограничениям Класса В, части 15, правил FCC (Federal Communications Commissi...»

«РЕГЛАМЕНТ ПРОВЕДЕНИЯ АПРОБАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ ПЕЧАТИ КИМ И ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕВОДА БЛАНКОВ ОТВЕТОВ УЧАСТНИКОВ ЕДИНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА В ЭЛЕКТРОННЫЙ ВИД В ПУНКТАХ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКЗАМЕНА 12 марта 2016 Аннотация Настоящий документ содержи...»

«У Т В Е РЖ Д А Ю Генеральный директор АО НПК "Северная заря" _ /Е.Д. Малахов/ 2017 г. ИНФОРМАЦИЯ О ЗАКУПКЕ Муфта тормоз УВ3141 и рем. комплект к нему Предмет закупки: Муфта тормоз УВ3141 и рем. комплект к нему. Заказчик: Акционерное общество научно-производственный комплекс "Северна...»

«ПУБЛИЧНОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "РОССИЙСКИЕ СЕТИ" СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ ПАО "РОССЕТИ" СТО 34.01-4.1-008-2018 МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ УСТРОЙСТВА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ . МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЁТУ НАДЁЖНОСТИ Стандарт организации Дата введения: 28.04.2018 ПАО "Россети" Предислови...»

«Протокол № ЗП-50-УСН/ТПР/1-02.2015/И от 01.12.2014 стр. 1 из 6 УТВЕРЖДАЮ Председатель конкурсной комиссии С.В. Яковлев "01" декабря 2014 года ПРОТОКОЛ № ЗП-50-УСН/ТПР/1-02.2015/И заседания конкурсной комиссии ОАО "АК "Транснефть" по лоту № ЗП-50-УСН/ТПР/1-02.2015 "Замена труб на ППМН, Строительство ВЛ" (...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Институт природных ресурсов Направление "Нефтегазовое дело" Кафедра геологии и раз...»

«НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНФЕРЕНЦИИ, организованные на базе ФКУ НПО "СТиС" МВД России 25 апреля 2012 года Место проведения: Москва ФКУ "НПО "СПЕЦТЕХНИКА И СВЯЗЬ" МВД РОССИИ Задача конференции Формирование прозрачной и открытой сист...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.