Безопасность взрывных работ

Безопасность взрывных работ

Оглавление

1. Наименование заказчика и исполнителя работ

2. Место проведения работы

3. Цель работы

4. Характеристики взрываемой технологической металлоконструкции и прилегающей территории

5. Технология обрушения технологической металлоконструкции

6. Транспортировка и доставка ВМ

7. Применяемые ВМ и средства взрывания

8. Расчет зарядов ВМ

9. Конструкция зарядов и схема инициирования

10. Схема взрывной сети

11. Объем взрывания

12. График проведения работ

13. Персонал исполнителей

14. Меры безопасности

Литература

1. Наименование заказчика и исполнителя работ

Заказчик работ:

Балтийский государственный технический университет

«ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова.

198005 Санкт-Петербург 1-ая Красноармейская, дом 1, кафедра Е-3

Исполнитель работ:

Студент ___Петров Илья Владимирович_______________________________________

Специальность 170103 «Средства поражения и боеприпасы» Гр. Е-312

Курсовой проект по курсу «Безопасность взрывных технологий» выполняется в соответствии с учебным планом специальности.

2. Место проведения работы

Опора технологической металлоконструкции расположена на территории защитных сооружений Санкт-Петербурга (дамбы).

Краткая характеристика места проведения работ:

· Ширина дамбы в месте технологической металлоконструкции »119м.

· Суммарная длина технологической металлоконструкции =200м.

· Подъезды к технологической металлоконструкции имеются.

· Прямой доступ людей на технологическую металлоконструкцию не возможен.

· На месте проведения работ строительно-монтажные работы не ведутся.

· Движение по шоссе Горская-Кронштадт автобуса №510 осуществляется по расписанию (остановки автобуса в районе проектируемых взрывных работ нет).

· Движение индивидуального транспорта, автотранспорта строительного управления и городского транспорта осуществляется по мере необходимости.

· Судоходство в зоне Финского залива в радиусе 5 км от моста отсутствует.

· Расстояние по шоссе от Горской до места проведения взрывных работ составляет 5 км, от места проведения работ до Кронштадта - 8 км, кратчайшее расстояние от места проведения работ до береговой линии острова Котлин - 5,5 км.

· Контроль за движением автотранспорта на шоссе Горская-Кронштадт осуществляется на КПП (въезд-выезд на дамбу) и КПП (въезд-выезд в Кронштадт).

3. Цель работы

Целью работы является:

· резка взрывом опоры технологической металлоконструкции;

· разработка мероприятий по обеспечению безопасности взрывных работ.

4. Характеристики взрываемой технологической металлоконструкции и прилегающей территории

Технологическая металлоконструкция спроектирована как временное сооружение для монтажных работ при строительстве защитных сооружений Санкт-Петербурга (далее дамбы) и представляет собой стапель с двумя подъездными путями для одностороннего движения автомобилей грузоподъемностью до 40 т марки БЕЛАЗ. Опора удерживает стапель с двумя подъездными путями в исходном состоянии и в случае, ее обрушения происходит гарантированное обрушение всей технологической металлоконструкции с возможностью ее дальнейшей утилизации, традиционными методами (газовая резка). Конструкция опоры представляет собой сварную металлоконструкцию см. (рис.1) сложного профиля ( высота опоры 20 м, размеры А,B,С,D и толщина листов приведены в таблице 1). В качестве основного материала опоры использована сталь (Ст.3).

Характеристики опоры:

1. Масса опоры составляет (из рис.1 и таблицы 1):

V1
= A ∙ δ1
∙H = 224∙2,8∙2000 = 1254400 см3

V2
= B ∙ δ2
∙H = 185∙3,0∙2000 = 1110000 см3

V3
= C ∙ δ3
∙H = 150∙3,5∙2000 = 1050000 см3

V4
= D ∙ δ4
∙H = 70∙4,6∙2000 = 644000 см3

V∑
= 4058400 см3

M =V∑
∙ ρ = 4058400 ∙ 7,8 = 31655520 г = 31,655520 т.

2. Масса стапеля и двух подъездных путей - 3970 т.

Грунт в зоне технологической металлоконструкции представляет собой следующий состав - суглинки, супеси и пески с различным содержанием гальки.

Рис.1 Сечение опоры в зоне резки взрывом.

Таблица 1. – Характеристики листов опоры

Обозначение	Размер (мм)
А	2240
В	1850
С	1500
D	700
δ1	28
δ2	30
δ3	35
δ4	46

5. Технология обрушения технологической металлоконструкции

Работы по обрушению и утилизации технологической металлоконструкции (стапель с двумя подъездными путями) включают в себя два этапа:

- подрыв стальной опоры (см. рис.1) в заданном сечении в верхнем (на высоте 18 метров);

- разделку стальных металлоконструкций.

Второй этап проводится после обрушения технологической металлоконструкции, при этом отдельные виды взрывных работ выполняются аналогично.

Для подрыва стальной опоры, удерживающей технологическую металлоконструкцию, используется технология изложенная в руководстве по подрывным работам [1]. Место подрыва стальной опоры технологической металлоконструкции определяется заданием на курсовой проект (на высоте 18 метров).

Подготовительные операции перед подрывом стальной опоры технологической металлоконструкции:

-организация рабочего места взрывника для безопасной работы с взрывчатым веществом (ВВ) и средствами инициирования (СИ):

-изготовление и монтаж строительных лесов или временной площадки для работы взрывников;

-изготовление и монтаж полок для размещения зарядов;

-изготовление дощатых накладок и распорок для монтажа зарядов;

-подготовка места для временного хранения ВВ и СИ согласно п. 65 ЕПБВР [2].

6. Транспортировка и доставка ВМ

Транспортировка ВМ осуществляется со склада ВМ БГТУ в специально оборудованном автомобиле марки КАМАЗ 5112 фургон (номерной знак А364УВ - 78rus, свидетельство № 555) по маршруту согласованному в установленном порядке. В процессе работ спецмашина может использоваться в качестве передвижного расходного склада ВМ.

ВМ доставляется к месту проведения взрывных работ по утвержденному маршруту вручную. Доставка зарядов к месту установки производится взрывниками в кассетах или сумках. Доставка средств взрывания осуществляется взрывниками в сумках с мелкими ячейками и мягким покрытием.

7. Применяемые ВМ и средства инициирования

Для производства взрывных работ используются подрывные тротиловые шашки (рис.2):

- большая – размерами 50*50*100 мм весом 400 г;

- малая – размерами 25*50*100 мм весом 200 г;

Для взрывания зарядов используются промышленные детонирующие шнуры марки ДША, ДШВ (рис. 3).

Инициирование взрыва осуществляется электродетонаторами ЭД-8 ГОСТ 9089-75 (рис. 4) (ЭД-8-Э или ЭД-8-Ж с длиной концевых проводов 3000 – 3250 мм с медной жилой).

Для электрического взрывания зарядов используются провода для промышленных взрывных работ ГОСТ 6285-74 (Провод ВП 2 Х 0,7 ГОСТ 6285-74).

Подрывная машинка КПМ-1, КПМ-3 или КПВ.

Линейный мост Р-343.

Доставка ВМ к месту проведения взрывных работ осуществляется БГТУ на специально оборудованном автомобиле в установленном порядке. В процессе работ спецмашина используется в качестве расходного склада ВМ на промплощадке.

Сменный расход ВВ составляет 100 (250) кг.

Рис.2 Тротиловые подрывные шашки

а – большая; б – малая; в – буровая; 1 – запальное гнездо

Рис.3 Шнур детонирующий ДШ - В

1 – колпачок; 2 – пластикат; 3 – пряжа хлопчатобумажная; 4 – пряжа льняная; 5 – ведущие нити; 6 – сердцевина.

Рис. 4 Электродетонаторы мгновенного действия ЭД – 8Э и ЭД – 8Ж

1 – капсюль-детонатор КД – 8С; 2 – экран; 3 – электровоспламенитель.

8. Расчет зарядов ВМ

В разделе 4 приведены основные характеристики металлоконструкции стальной опоры (см. рис.1 и таблицу № 1) (марка стали и толщины металла).

Для резки стальной опоры технологической металлоконструкции используется методика расчета, которого приводится ниже.

Стальные элементы металлоконструкций (листы, балки, трубы, стержни, тросы и т.д.) режутся контактными наружными зарядами, которые по форме могут быть удлиненными, сосредоточенными и фигурными.

Контактные заряды должны плотно прилегать к срезаемым металлическим элементам. В случае неплотного прилегания зарядов величина воздушного зазора, высота заклепочных головок, толщина сварного шва и т.п. включаются в расчетную толщину срезаемых элементов.

Стальные листы режутся удлиненными зарядами, перекрывающими их по всей ширине (рис.4).

Вес зарядов необходимых для резки листов толщиной до 20 мм включительно, определяется по формуле:

=QxF (1)

где - вес заряда в граммах;

F – площадь поперечного сечения листа по плоскости резки (см2
);

из расчета определенной массы Q ВВ в граммах на 1 см2
поперечного сечения плиты

, (2)

где - длина и расчетная толщина листа соответственно (см).

Для резки листов толщиной более 20 мм

масса ВВ берется во столько раз больше- во сколько толщина плиты больше 20 мм

то есть используют следующую формулу:

= Q*b/2*F (3)

При определении массы ВВ Q (задается руководителем ), ав данном проекте принимается равным 20 грамм.

Рис. 5 Подрыв стального листа удлиненным зарядом.

Дробные размеры толщины листов и дробные числа выражающие количество рядов шашек, округляются до целых значений в сторону увеличения.

Расчет величины заряда.

Рис. 6а

По весу заряда:

= 10*3*3*200 = 18000 г.

– получается 90 МТШ что при количестве шашек в 1 ряду равном 20 составит 4,5 ряда.

– выбираем 5 рядов малых шашек.

Количество шашек для подрыва листа:

в 1 ряду 20 шашек, в 5 рядах 100 шашек.

Таким образом, для подрыва можно использовать:

- 100 малых тротиловых шашек;

- 50 больших тротиловых шашек, но количество рядов получается не целое (2,5), поэтому большие тротиловые шашки для подрыва этой части сечения использовать не целесообразно, т.к. их придется брать больше (60).

Вес контактного заряда составляет = 20 кг.

Рис.6б

По весу заряда:

= 10*3,2*3,2*180 = 18432 г

– 92,16 МТШ это 5,12 рядов (18 шашек в 1 ряду).

– выбираем 6 рядов малых шашек.

Количество шашек для подрыва листа:

в 1 ряду 18 шашек, в 6 рядах 108 шашек.

Таким образом, для подрыва можно использовать:

- 108 малых тротиловых шашек;

- 54 больших тротиловых шашек.

Вес контактного заряда составляет = 21,6 кг.

Рис. 6в

По весу заряда:

= 10*3,5*3,5*140 = 17150 г.

– получается 85,75 МТШ это 6,125 рядов (в 1ряду 14 шашек).

в 1 ряду 14 шашек, в 7 рядах 98 шашек

Таким образом, для подрыва можно использовать:

- 98 малых тротиловых шашек;

- 49 больших тротиловых шашек, но в этом случае также нецелесообразно их использовать т.к. количество рядов 3,5 и шашек придется брать больше.

Вес контактного заряда составляет = 19,6 кг.

Рис. 6г

По весу заряда:

= 10*4*4*70 = 11200 г.

– 56 МТШ и это будет составлять 8 рядов (в 1 ряду 7 шашек).

– выбираем 8 рядов малых шашек.

Количество шашек для подрыва листа:

в 1 ряду 7 шашек, в 8 рядах 56 шашек.

Таким образом, для подрыва можно использовать:

- 56 малых тротиловых шашек;

- 28 больших тротиловых шашек.

Вес контактного заряда составляет = 11,2 кг.

Рис.6 Схемы расположения зарядов.

а).

б).

в).

г).

Выбор количества соединительных шашек (для обеспечения передачи детонации от заряда к заряду).

Для выбора количества соединительных шашек (малых тротиловых шашек) рассмотрим возможный вариант их установки исходя из размеров стальной опоры и установки подрывных зарядов (рис.7).

Рис.7 Схема установки соединительных зарядов.

Устанавливаем одну шашку, которая перекрывает толщину листов 30 мм и перекрывает подрывной заряд на расстояние 70 мм, что обеспечивает передачу детонации от заряда рис.6а к заряду рис.6б.

Устанавливаем одну шашку, которая перекрывает толщину листов 35 мм с правого торца и перекрывает подрывной заряд на расстояние 65 мм, что обеспечивает передачу детонации от заряда рис.6б к заряду рис.6в.

Устанавливаем одну шашку, которая перекрывает толщину листов 35 мм с левого торца и перекрывает подрывной заряд на расстояние 65 мм, что обеспечивает передачу детонации от заряда рис.6в к заряду рис.6г.

Таким образом, для соединения зарядов необходимо установить 1+1+1 =3 шашки.

В результате проведенных расчетов можно определить:

- суммарный вес подрывных зарядов:

- суммарный вес соединительных зарядов:

3* 0,2 = 0,6 кг.

Таким образом, для подрыва стальной опоры технологической металлоконструкции необходим накладной контактный заряд весом 73 кг.

Для проведения взрывных работ необходимо получить со склада ВМ:

- либо 82 шт. больших тротиловых шашек и 201 шт. малых тротиловых шашек;

- либо 365 шт. малых тротиловых шашек.

9. Конструкция зарядов и схема инициирования

Исходя из конструктивных особенностей подрываемой стальной опоры и места подрыва можно, рекомендовать следующую конструкцию для установки, фиксации и крепления зарядов (рис. 8, 9).

– заряд располагается на высоте 18 метров.

На требуемом уровне стальной опоры навариваются кронштейны с длиной горизонтальной полки 300 – 350 мм, для установки деревянного настила (доска сосновая обрезная толщиной 25 мм).

Для установки зарядов в требуемом положении изготавливаются рейки и бруски

- 25*75*2000 – одна рейка подкладная;

- 25*100*2400 – одна рейка подкладная;

- 25*100*1500 – одна рейка подкладная;

- 25*100*735 – одна рейка подкладная;

- 25*25*2000 – один брусок;

- 25*50*1800– один брусок;

- 25*25*1400 – один брусок;

- 25*100*2000 – одна рейка прижимная;

- 25*100*1800 – одна рейка прижимная;

- 25*100*1400 – одна рейка прижимная;

- 25*100*700 – рейка прижимная;

- 25*100*165 – рейка распорная.

а).б).

в).г).

Рис.8 Схема установки и фиксации зарядов:

а) – лист 1 с параметрами А, δ1
; б) – лист 2 с параметрами В, δ2
;

в) – лист 3 с параметрами C, δ3
; г) – лист 4 с параметрами D, δ4
;

1 – рейка прижимная; 2 – рейка подкладная; 3 – брусок подкладной;

4 – деревянный настил; 5 – кронштейн; МТШ – малые тротиловые шашки; БТШ – большие тротиловые шашки.

Рис.9 Схема крепления зарядов на опоре

1 – стяжка (проволока алюминиевая); 2 – рейка распорная.

Подрыв стальной опоры на высоте 18 м осуществляется следующим образом:

С помощью заряда боевика, состоящего из малой тротиловой шашки и детонирующего шнура ДШВ рис. 10.

Инициирование детонирующего шнура производится от ЭД-8.

Рис. 10 Заряд боевик

10. Схема взрывной сети

При взрывных работах по подрыву стальной опоры технологической металлоконструкции используется схема мгновенного взрывания зарядов, представленная на рис.12. Инициирование заряда боевика (шашка тротиловая малая – детонирующий шнур) производится электродетонатором, который устанавливается на конце ДШ. Инициирование заряда боевика (шашка тротиловая малая) производится электродетонатором, который устанавливается в гнездо.

Взрывная сеть монтируется от заряда к источнику питания.

Места соединений проводов ЭД и ВП изолировать лентой.

ЭД к ДШ крепить шпагатом или лентой.

Рис.12 Схема взрывной сети

11. Объем взрывания

Для срезания стальной опоры технологической металлоконструкции на высоте 18 м используются:

- основной заряд –73 кг;

- заряд боевик (шашка малая – 0,2 кг, ДШ – 18,5 м, ЭД-8).

12. График проведения работ

1. Подрыв стальной опоры технологической металлоконструкции.

1.1. Подготовительные работы

начало – 10.00

окончание – 11.00

1.1.1. Осмотр места проведения взрывных работ.

1.1.2. Проверка исправности монтажной площадки.

1.1.3. Проверка правильности установки площадок для размещения зарядов.

1.1.4. Другие работы по обеспечению безопасных условий труда.

1.1.5. Осмотр укрытия для взрывников.

1.2. Производство взрывных работ

1.2.1. Отключение электроэнергии в зоне 50 м от места проведения взрывных работ

начало – 11.00

окончание – 11.10

1.2.2. Подъем зарядов на рабочую площадку (при подрыве на высоте)

начало – 11.10

окончание – 12.00

1.2.3. Установка, фиксация и крепление зарядов

начало – 12.00

окончание – 13.00

1.2.4. Коммутация взрывной сети

начало – 13.00

окончание – 13.30

1.2.4. Взрывание

время взрыва – 13.45

1.2.5. Восстановительные работы

начало - нет

окончание - нет

13. Персонал исполнителей

Взрывные работы осуществляются сотрудниками БГТУ, имеющими единую книжку взрывника, на основании лицензии на проведение взрывных работ. Руководство взрывными работами возлагается на сотрудника БГТУ, имеющего единую книжку взрывника и права руководства взрывными работами, который утверждается приказом по БГТУ.

Для вспомогательных работ на промплощадке, не связанных с непосредственным производством взрывных работ могут привлекаться сотрудники БГТУ и работники СМУ прошедшие специальный инструктаж и ознакомленные с настоящим проектом.

14. Меры безопасности

Радиус опасной зоны

Расчет безопасных расстояний по действию воздушной ударной волны на человека

Максимальная масса одновременно взрываемых зарядов по проекту составляет

185,2 кг.

Расчет безопасного расстояния по действию взрыва на человека находящегося вне укрытия рассчитывается по формуле ЕПБВР[2]:

, (5)

где ;

max
- суммарный вес зарядов, кг;

G и Gт
- удельная энергия взрыва ВВ - тротил ( Gт
=4230 кДж/кг).

При проведении взрывных работ используется заряд из тротиловых шашек .

Степень повреждения 2 (случайные повреждения застекления).

Безопасное расстояние по действию ВУВ на человека в укрытии (блиндаже) составляет:

Степень повреждения 1 (отсутствие повреждений).

Безопасное расстояние по действию ВУВ на человека в укрытии (блиндаже) составляет:

Расчет безопасного расстояния по действию взрыва на человека находящегося вне укрытия рассчитывается по формуле РТМ 36.9-88 [2]:

Степень повреждений (случайные повреждения застекления).

, (6)

Безопасное расстояние по действию ВУВ на человека в укрытии (блиндаже) составляет:

Сравним полученные безопасные расстояния с результатами расчетов полученных с помощью формул М.А. Садовского.

(Па);

(с);

(Па ∙ с);

где k = k1
+k2
+ k3
+k4

k1
– учитывает вид взрыва (k1
= 1 – для воздушного взрыва);

k2
= 1– тротиловый эквивалент;

k3
= (1,9∙α + 0,3), α – коэффициент наполнения; при α > 0,35, k3
= 1;

k4
– коэффициент влияния поверхности (для стальных листов k4
= 1)

Таблица 2. – Результаты расчетов по зависимостям М.А. Садовского

Анализ полученных результатов показывает:

Взрыв воздушный

Избыточное давление на уровне 500 Па (допустимые значения по разрушению застекления) реализуются на расстоянии ~720м.

Сведем полученные результаты в таблицу.

взрывание металлоконструкция заряд

Таблица 3. – Результаты расчета безопасного расстояния по действию ВУВ

Методика расчета и степень безопасности	Безопасный радиус (без укрытия), м	Безопасный радиус (в укрытии), м
ЕПБВР Степень повреждения 1 ЕПБВР Степень повреждения 2 РТМ 36.9 – 88 Формулы М.А. Садовского (взрыв воздушный) – застекление – человек	208,97 – 626,9 41,79 – 125,38 555,36 720 60	139,31 – 417,93 27,86 – 83,59 370,24

Анализируя полученные результаты значений безопасных радиусов по различным методикам расчета (при степени повреждения – отсутствие повреждений или частичные повреждения застекления) принимаем за безопасный радиус 720 метров.

Расчет сейсмически безопасных расстояний

Расчет сейсмобезопасных расстояний при взрывном обрушении опоры технологической металлоконструкции выполнен на основании рекомендаций методики [3] и "Инструкции по определению безопасных расстояний при взрывных работах и хранении ВМ" ЕПБВР [2].

Радиус безопасной зоны rс
рассчитывался из выражения [2]:

, (7)

где QЭ
- масса эквивалентного заряда тротила, кг;

КГ
- коэффициент, зависящий от свойств грунта в основании охраняемого сооружения;

КС
- коэффициент, зависящий от типа сооружения и характера застройки;

a - коэффициент, зависящий от условий взрывания.

При обрушении опоры технологической металлоконструкции на основание [2] сейсмобезопасные расстояния оцениваются по сейсмическому действию эквивалентного заряда тротила. Величина эквивалентного заряда определяется из выражения:

, (8)

где М - масса вертикально падающей конструкции;

Н - высота падения (Н=20 м);

- энергия выделяющаяся при взрыве 1 кг тротила ( =4230 кДж/кг);

q - ускорение силы тяжести.

Масса технологической металлоконструкции составляет (см. раздел 4) 3970 тонн.

Объектом оценки сейсмического воздействия является ближайшее гидротехническое сооружение, распложенное на дамбе на расстоянии 500 м от технологической металлоконструкции.

Сооружение выполнено из железобетона и металлических конструкций опирающихся на массивный фундамент. В основании фундамента находятся водонасыщенные грунты. Оценка сейсмобезопасных расстояний производилась для мгновенного обрушения технологической металлоконструкции.

Радиус безопасного расстояния отсчитывается от центра опоры технологической металлоконструкции к охраняемому объекту.

Учитывая незавершенное строительство сооружений, в расчете принято максимальное значение коэффициента КС
=2. Для водонасыщенных грунтов КГ
=20. В связи со сложностью идентификации условий взрывания принимаем максимальное значение a=1.

Расчет сейсмобезопасных расстояний при обрушении моста

Масса эквивалентного заряда:

Сейсмобезопасное расстояние при мгновенном взрывании (обрушении):

В расчете не учитывалось:

* демпфирование удара основания и продольных балок технологической металлоконструкции падении на грунт;

* затраты кинетической энергии на деформации металлоконструкций при ударе.

Поскольку расстояние до пропускных сооружений в 2,5 раза превышает величину rc
М
, в проекте принята более надежная схема обрушения.

Проведем оценку сейсмобезопасности обрушения технологической металлоконструкции по методике [2].

Для оценки сейсмобезопасных условий взрывания (обрушения) следует воспользоваться выражением для скорости смещения грунта (фундамента) у основания охраняемого объекта.

, (9)

где V – скорость смещения грунта (фундамента), см/с;

К – коэффициент, характеризующий удельный сейсмический эффект 100<= К=>400;

- коэффициент учитывающий снижение интенсивности сейсмических волн с глубиной (для заглубленных объектов – 2, для наземных объектов – 1);

- показатель затухания сейсмических волн с расстоянием (1,5 – 2);

- коэффициент, зависящий от плотности заряжания шпура –1;

В – степень экранизации (без экрана –1);

r – расстояние до охраняемого объекта.

Таблица 4. – Предельно допустимые значения скоростей колебаний грунта в основании охраняемых объектов

№ п/п	Характеристика объекта	Скорость колебаний, см/с
1	Жилые здания и сооружения	1 – 3
2	Здания производственного назначения	5 – 7
3	Несущие колонны цеха	10 – 20
4	Стеновые заполнения	10
5	Сохраняемые железобетонные фундаменты и их части	10 – 50
6	Аппаратура контроля и защиты	3 – 6
7	Электросиловые установки	10 –20
8	Опоры мостовых кранов	10
9	Опоры электропередач	20 – 30
10	Дымовые и вентиляционные трубы	3 – 10
11	Футеровка печей	50
12	Трубопроводы	50
13	Электрические кабели	50
14	Подвальные помещения (исключающие трещинообразования и вываливание бетона)	50

Сравнивая полученный результат с данными таблицы 3 можно утверждать, что взрывные работы по обрушению технологической металлоконструкции безопасны для охраняемого объекта.

Оценка максимальной дальности разлета осколков при взрыве

Для оценки вероятности поражения человека осколком воспользуемся следующим допущением: при значении осколок может оставить на открытых участках тела незначительные повреждения в виде ссадин и царапин.

Скорость осколка на расстоянии R определим так:

, (10)

где m - масса осколка;

V0
– начальная скорость осколка;

Sср
- миделево сечение осколка;

Сх
- коэффициент лобового сопротивления, зависящий от формы осколка;

- массовая плотность воздуха;

R - расстояние, на котором осколок приобретает скорость V.

Введем величину :

(11)

– баллистический коэффициент осколка [1/м].

Значение находится в пределах 0,01…0,02 в зависимости от массы осколка.

Принимаем R* = 1/. Зависимость значения R* от массы осколка представлена в таблице 5.

Таблица 5.

m, г	5	10	20	50	100	200
R*	87	100	113	144	174	212

Значение начальной скорости определим по формуле:

, (12)

где D – скорость детонации ВВ (для тротила D = 6900);

α – коэффициент наполнения (для штатных ОФ боеприпасов α = 0,17);

(м/с)

Для оценки действия осколков берем значения их масс 10, 50, и 100 г.

Полученные расчетные значения приведены в таблице 6.

Таблица 6.
R, м	V, м/с (m=10г)		m⅓ ∙V (m=10г)	V, м/с (m=50г)		m⅓ ∙V (m=50г)	V, м/с (m=100г)		m⅓ ∙V (m=100г)
10	904,837	1949,413	932,912	3436,877	944,149	4382,352
20	818,731	1763,902	870,325	3206,304	891,417	4137,593
30	740,818	1596,044	811,936	2991,199	841,631	3906,504
40	670,320	1444,161	757,465	2790,525	794,625	3688,322
50	606,531	1306,731	706,648	2603,315	750,244	3482,326
60	548,812	1182,379	659,241	2428,663	708,342	3287,835
70	496,585	1069,861	615,013	2265,729	668,781	3104,206
80	449,329	968,050	573,753	2113,726	631,429	2930,833
90	406,570	875,928	535,261	1971,920	596,163	2767,143
100	367,879	792,572	499,352	1839,628	562,867	2612,595
110	332,871	717,149	465,851	1716,211	531,430	2466,679
120	301,194	648,903	434,598	1601,073	501,749	2328,913
130	272,532	587,152	405,442	1493,661	473,726	2198,841
140	246,597	531,277	378,242	1393,454	447,268	2076,033
150	223,130	480,719	352,866	1299,970	422,287	1960,085
160	201,897	434,973	329,193	1212,757	398,702	1850,612
170	182,684	393,580	307,108	1131,396	376,434	1747,254
180	165,299	356,126	286,505	1055,493	355,410	1649,668
190	149,569	322,236	267,284	984,682	335,560	1557,532
200	135,335	291,571	249,352	918,621	316,819	1470,543
210	122,456	263,824	232,624	856,993	299,124	1388,411
220	110,803	238,718	217,017	799,499	282,418	1310,867
230	100,259	216,001	202,458	745,862	266,644	1237,654
240	90,718	195,446	188,876	695,824	251,752	1168,530
250	82,085	176,847	176,204	649,142	237,692	1103,266
260	74,274	160,018	164,383	605,593	224,416	1041,648
270	67,206	144,790	153,355	564,965	211,882	983,471
280	60,810	131,011	143,067	527,062	200,049	928,543
Продолжение таблицы 6
R, м	V, м/с (m=10г)	m⅓ ∙V (m=10г)	V, м/с (m=50г)	m⅓ ∙V (m=50г)	V, м/с (m=100г)	m⅓ ∙V (m=100г)
290	55,023	118,544	133,469	491,703	188,876	876,683
300	49,787	107,263	124,514	458,715	178,327	827,719
310	45,049	97,056	116,161	427,941	168,367	781,490
320	40,762	87,820	108,368	399,231	158,964	737,843
330	36,883	79,462	101,098	372,448	150,085	696,634
340	33,373	71,901	94,315	347,461	141,703	657,726
350	30,197	65,058	87,988	324,150	133,789	620,992
360	27,324	58,867	82,085	302,404	126,316	586,309
370	24,724	53,265	76,578	282,116	119,261	553,563
380	22,371	48,196	71,441	263,189	112,601	522,646
390	20,242	43,610	66,648	245,533	106,312	493,456
400	18,316	39,460	62,177	229,060	100,374	465,896
410	16,573	35,705	58,005	213,693	94,768	439,875
420	14,996	32,307	54,114	199,357	89,475	415,307
430	13,569	29,233	50,483	185,982	84,478	392,112
440	12,277	26,451	47,097	173,505	79,760	370,212
450	11,109	23,934	43,937	161,865	75,305	349,535
460	10,052	21,656	40,989	151,006	71,099	330,014
470	9,095	19,595	38,239	140,875	67,128	311,582
480	8,230	17,730	35,674	131,424	63,379	294,180
490	7,447	16,043	33,281	122,607	59,839	277,750
500	6,738	14,516	31,048	114,382	56,497	262,237
510	6,097	13,135	28,965	106,708	53,342	247,591
520	5,517	11,885	27,022	99,549	50,363	233,763
530	4,992	10,754	25,209	92,871	47,550	220,707
540	4,517	9,731	23,518	86,640	44,894	208,380
550	4,087	8,805	21,940	80,828	42,387	196,742
560	3,698	7,967	20,468	75,405	40,019	185,754
570	3,346	7,209	19,095	70,346	37,784	175,379
Продолжение таблицы 6
R, м	V, м/с (m=10г)	m⅓ ∙V (m=10г)	V, м/с (m=50г)	m⅓ ∙V (m=50г)	V, м/с (m=100г)	m⅓ ∙V (m=100г)
580	3,028	6,523	17,814	65,627	35,674	165,584
590	2,739	5,902	16,619	61,224	33,682	156,336
600	2,479	5,340	15,504	57,117	31,800	147,604
610	2,243	4,832	14,464	53,285	30,024	139,361
620	2,029	4,372	13,493	49,710	28,347	131,577
630	1,836	3,956	12,588	46,375	26,764	124,228
640	1,662	3,580	11,744	43,264	25,269	117,290
650	1,503	3,239	10,956	40,361	23,858	110,739
660	1,360	2,931	10,221	37,654	22,526	104,555
670	1,231	2,652	9,535	35,128	21,268	98,715
680	1,114	2,400	8,895	32,771	20,080	93,202
690	1,008	2,171	8,299	30,572	18,958	87,996
700	0,912	1,965	7,742	28,521	17,899	83,082
710	0,825	1,778	7,222	26,608	16,900	78,441
720	0,747	1,608	6,738	24,823	15,956	74,060
730	0,676	1,455	6,286	23,157	15,065	69,924
740	0,611	1,317	5,864	21,604	14,223	66,019
750	0,553	1,192	5,471	20,155	13,429	62,332
760	0,500	1,078	5,104	18,802	12,679	58,850
770	0,453	0,976	4,761	17,541	11,971	55,563
780	0,410	0,883	4,442	16,364	11,302	52,460
790	0,371	0,799	4,144	15,266	10,671	49,530
800	0,335	0,723	3,866	14,242	10,075	46,764

Таким образом принимаем опасную зону по разлету осколков R = 720 м.

Определение безопасного радиуса по действию газообразных продуктов

Реакция взрывчатого разложения тротила [C6
H2
(NO2
)3
CH3
] :

C6
H2
(NO2
)3
CH3
→ 2,5∙ H2
О + 3,5∙СО + 3,5∙С + 1,5∙N2

а) ветер отсутствует

– радиус безопасной зоны определяется по формуле:

(13)

б) скорость ветра VВ
= 8 м/с

– радиус безопасной зоны определяется по формуле:

(14)

Радиус опасной зоны для людей

На основании проведенных расчетов радиус опасной зоны при взрывании устанавливается равным:

- по воздушной ударной волне –720 м;

- по разлету осколков –720 м;

- по действию газообразных продуктов – 335 м.

Радиус опасной зоны – 720 м.

Литература

1. РТМ 36.9 – 88. Москва 1988г

2. Единые правила безопасности при взрывных работах. НПО ОБТ Москва 2004г.

3.Дерибас А.А. Физика упрочнения и сварки взрывом. Наука, Новосибирск, 1980г.

4. Белов А.Г. и др. Методы оценки эффективности действия боеприпасов на стадии проектирования (учебное пособие). БГТУ, С – П, 1996г.