Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние и проблемы оценки сейсмических эффектов взрывов на здания и сооружения 9
Глава 2. Оценка сейсмического воздействия массовых взрывов в разрезе «Нерюнгринский» на охраняемые объекты 31
2.1. Общие положения 31
2.2. Скорость смещения грунта как критерий сейсмической опасности взрыва 35
2.3. Определение допустимых скоростей смещения в основании охраняемых объектов 39
2.4. Экспериментальные исследования сейсмических эффектов от массовых взрывов в разрезе «Нерюнгринский» 48
2.5. Оценка сейсмического воздействия массовых взрывов в разрезе «Нерюнгринский» на охраняемые объекты 57
2.6. Расчет сейсмического эффекта, массы заряда ВВ, максимальной в группе, и безопасного расстояния при массовых взрывах в разрезе «Нерюнгринский» 63
Глава 3. Влияние природных и технологических факторов на сейсмический эффект от массовых взрывов 68
3.1 Оценка влияния природных факторов на сейсмический эффект от взрыва 69
3.1.1. Инженерно-геологические условия Нерюнгринского месторождения 69
3.1.2. Влияние литологического состава взрываемых пород на сейсмический эффект 75
3.1.3. Влияние обводненности блоков на сейсмический эффект 80
3.1.4. Влияние многолетней мерзлоты и сезонного состояния горных пород на сейсмические эффекты от взрывов 83
3.2. Влияние технологических факторов на сейсмический эффект от массовых взрывов 86
3.2.1. Влияние количества групп, скважин на сейсмический эффект массовых короткозамедленных взрывов 86
3.2.2. Влияние веса и расположения заряда на сейсмический эффект от взрыва 91
3.2.3. Влияние типа ВВ и системы неэлектрического инициирования на сейсмический эффект от взрыва 93
3.2.4. Влияние направления детонации на сейсмический эффект от взрыва 97
Глава 4. Разработка методики расчета приведенной массы заряда, максимальной в группе, безопасного расстояния и сейсмического воздействия на охраняемые объекты при производстве массовых взрывов в разрезе «Нерюнгринский» 100
4.1. Установление корреляционной связи максимальной векторной скорости смещения грунта от приведенной массы заряда, максимальной в группе 100
4.2. Краткое руководство к программе 104
4.3. Оценка достоверности разработанной методики 109
Заключение 114
Список литературы 116
Приложение 1 127
- Экспериментальные исследования сейсмических эффектов от массовых взрывов в разрезе «Нерюнгринский»
- Расчет сейсмического эффекта, массы заряда ВВ, максимальной в группе, и безопасного расстояния при массовых взрывах в разрезе «Нерюнгринский»
- Влияние многолетней мерзлоты и сезонного состояния горных пород на сейсмические эффекты от взрывов
- Установление корреляционной связи максимальной векторной скорости смещения грунта от приведенной массы заряда, максимальной в группе
Введение к работе
Актуальность. Увеличение мощности вскрышных пород и размеров добычной зоны разреза «Нерюнгринский» ОАО ХК «Якутуголь» потребовало увеличения массы одновременно взрываемых зарядов взрывчатых веществ (ВВ), что повлекло 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 обеспечивает безопасный уровень негативного воздействия на наземные сооружения, но в ряде случаев сдерживает производство. Наибольший интерес представляет изучение воздействия сейсмических волн массовых взрывов, которое определяет целостность ранее возведенных зданий и сооружений: обогатительной фабрики (ОФ), автобазы технологического автотранспорта (ATA), административно-бытового комплекса разреза (АБК). Поэтому задачи исследования сейсмического воздействия 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 воздействиях № 38.63.51; 38.65.17 (2003-2004 г.г.), а также по хоздоговорам с ОАО ХК «Якутуголь»: «Разработка методики расчёта сейсмического воздействия на охраняемые объекты при производстве взрывных работ», «Мониторинг сейсмического воздействия промышленных взрывов на особо охраняемые объекты ОАО ХК «Якутуголь» (20062008 г.г.).
Целыо работы является оценка степени сейсмического воздействия массовых взрывов на объекты, находящиеся в зоне взрывных работ разреза «Нерюнгринский», и разработка методики, позволяющей выбрать рациональные параметры 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 сейсмическим 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, обогатительная фабрика, автобаза технологического автотранспорта;
исследовать влияние природных и технологических факторов на уровень неблагоприятного воздействия сейсмовзрывных волн на наземные сооружения и определить значение локального коэффициента пропорциональности К 1.5 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 воздействия взрывов на наземные сооружения, находящихся на промп- лощадке разреза «Нерюнгринский».
Методы исследований. При выполнении работы использовались методы регрессионно-корреляционного анализа и математической статистики, вычислительной математики и программирования, натурные эксперименты.
Защищаемые положения:
1. Коэффициент пропорциональности К15, рассчитанный по общепринятой методике, изменяется в значительных пределах (144±88) и не может служить надежной основой для оценки сейсмического воздействия взрывов на наземные сооружения для условий Нерюнгринского разреза.
Критерием сейсмической опасности взрывной волны, способной вызвать повреждения сооружений, является максимальная векторная скорость от взрывов при проведении взрывных работ в разрезе «Нерюнгринский», которая не превышает допустимую векторную скорость для ОФ, АБК (Vxyz11011 =1,25 см/с) и ATA (Vxyz;ion = 1,7 см/с).
Основными факторами, определяющими интенсивность сейсмического воздействия короткозамедленных взрывов на наземные сооружения, находящиеся в зоне взрывных работ разреза «Нерюнгринский», являются: обводненность, многолетняя и сезонная мерзлота горных пород, масштабы массовых взрывов, масса заряда в группе, гипоцентральное расстояние от взрыва до объекта.
Разработанная методика расчета сейсмического воздействия взрывов на наземные сооружения, расположенные в зонах сезонной и вечной мерзлоты, учитывающая значения приведенной массы заряда в группе, как меры мощности взрыва, суммарной векторной скорости, которая является критерием оценки сейсмического действия взрыва, и прикладная программа "SeismPrognoz" позволяют оперативно и с необходимой точностью производить вычисления максимальной векторной скорости колебания грунта, массы приведенного заряда, максимального в группе, безопасного расстояния до охраняемых сооружений.
Достоверность научных положений, выводов и результатов исследования обусловлена использованием современных методов исследования, большим объемом экспериментальных исследований, удовлетворительной сходимостью результатов расчетов и экспериментов.
Новизна исследований заключается в следующем: впервые установлены доминирующие факторы: обводненность, многолетняя и сезонная мерзлота горных пород, масштабы массовых взрывов, масса заряда в группе, гипоцентральное расстояние от взрыва до объекта,
оказывающие влияние на сейсмический эффект от массовых взрывов при производстве буровзрывных работ на Нерюнгринском разрезе;
определены допустимые и установлены максимальные скорости колебаний грунта для обогатительной фабрики (ОФ), административно-бытового комбината разреза (АБК), автобазы технологического автотранспорта (ATA);
экспериментально установлены преобладающие значения отношения амплитуд колебаний здания к амплитудам колебаний грунта для объектов АБК, ОФ и ATA;
разработанная методика позволяет оперативно и с достаточной точностью выполнять расчеты массы приведенного заряда, максимального в группе, безопасного расстояния, интенсивности сейсмического воздействия взрывов на охраняемые объекты, находящиеся в зоне ведения взрывных работ разреза «Нерюнгринский».
Практическая ценность работы состоит в том, что результаты исследований 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 массовых взрывов при наличии многолетней и сезонной мерзлоты;
при производстве массовых взрывов учитывать влияние степени обводненности, 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, ATA и ОФ.
Личный вклад автора состоит в разработке методики проведения исследований, 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 сейсмической опасности промышленных взрывов утверждена Управлением по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора по РС (Я) и внедрена в ОАО ХК «Якутуголь» на разрезе «Нерюнгринский».
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научно-технических советах Технического института (филиала) ЯГУ, ОАО ХК «Якутуголь» (2005-2009 г.г.), научно-практической конференции «Проблемы и перспективы угледобывающей отрасли Республики Саха (Якутия)» (Нерюнгри, 1999 г.), IV международной конференции «Физические проблемы разрушения горных пород» (Москва, 2004 г.), Международной конференции «Разработка и изготовление смесительно-зарядной техники» (Белгород, 2005 г.), Международном семинаре «Техника ведения взрывных работ» (Мурманск, 2006 г.), Международной научно-практической конференции «Южная Якутия - новый этап индустриального развития» (Нерюнгри, 2007 г.), Международной научно-практической конференции «Проблемы комплексного освоения георесурсов» (Хабаровск, 2007 г.), I Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы строительства 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 приложения.
Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю д.т.н., профессору H.H. Грибу, а также благодарит за помощь и полезные рекомендации д.г.-м.н., профессора В.М. Никитина, к.т.н. С.Н. Григорьева, В.Н. Дронова, к.г.-м.н. E.H. Черных, Г.В. Гриб, A.A. Коса, Э.Ф. Рэдлих, Н.В. Ба- ринову, И.В. Моргунова.
Экспериментальные исследования сейсмических эффектов от массовых взрывов в разрезе «Нерюнгринский»
Также было установлено, что сейсмическое действие массовых взрывов в условиях сложного напряженного состояния характеризуется усилением колебаний в зонах концентрации статических напряжений, что требует первоочередного осуществления на таких участках сейсмоохранных мероприятий.
По результатам проводимых исследований была разработана новая методика расчета сейсмоопасных зон для горных выработок при отбойке руд веерными зарядами, распределенными в плоскости значительных размеров, в которой учитывается степень зажима, геометрические размеры секций и местоположение горных выработок относительно границ отбойки.
Были выявлены основные закономерности сейсмического действия массовых взрывов применительно к грунтам с переменной мощностью наносов. Показано, что для ближней зоны взрыва, где преобладают высокочастотные колебания, критерием опасности является скорость смещения у основания зданий, а для дальней зоны, где период колебаний функционально зависит от мощности наносов, критерием опасности является смещение в конструктивных элементах сооружений.
Так же было установлено, что снижение сейсмического действия массовых взрывов достигается подбором конструкции массового взрыва и тем самым можно обеспечить спектр колебаний, наиболее безопасный по критерию энергонасыщенности низкочастотного диапазона, на котором возникают резонансные явления.
Риттер Ф.А., проводя свои исследования в 1971 году, создал материальную базу и обеспечил организацию систематических работ по исследованию влияния сейсмического действия взрыва на подземные технологические выработки, поверхностные здания и сооружения, тем самым, определив допустимый уровень сейсмического воздействия массовых взрывов на горные выработки и поверхностные здания и сооружения. В работе было исследовано сейсмическое действие массовых взрывов в зависимости от веса заряда, интервалов замедлений, геометрических размеров отбиваемых секций и их ориентации в пределах отрабатываемых горизонтов. Исследовал совместное действие сейсмических и ударно-воздушных волн на поверхностные здания и сооружения и выявил их доминирующее значение в различных зонах действия взрыва.
В.Н. Анисимов, Б.В. Эквист, проводя исследования по оценке сейсмического воздействия массовых взрывов в карьере Стойленского ГОКа на инженерные сооружения, создали комплекс измерительных средств и программного обеспечения для практического применения.
В настоящее время на предприятии ООО «ЛОГИС» (г. Жуковский, Московская обл.) налажен серийный выпуск сейсмического регистратора нового поколения «Дельта-Геон», который предназначен для автоматической регистрации взрывов и землетрясений, микросейсморайонирования и других исследований. Кардинальным решением, обеспечивающим сохранность инженерно-технических объектов, явилось создание сейсмозащитных экранов, которые могут быть пройдены с использованием дренажных выработок.
Ю.М. Рудской, В.М. Олименко [63] на Михайловском ГОКе совместно с институтом геосферы земли РАН с 2006 года проводили исследования по оценке влияния массовых взрывов с использованием эмульсионных ВВ и пе- электрической системы инициирования на объекты промышленного и гражданского строительства. На данном этапе результаты показали, что применение эмульсионных ВВ позволило уменьшить сейсмическое воздействие массовых взрывов на здания и сооружения.
Э. Льюис, Д. Макни, Б.Н. Кутузов, И.К. Чунуев [84] в работе по изучению сейсмического воздействия массовых взрывов на борта карьера рудника «Кумтор» в результате обработки сейсмограмы ОЕМСОМ пришли к выводу, что при одновременном взрывании двух и более блоков, расположенных на небольших расстояниях друг от друга (100-300 м), необходимо суммировать массу одновременно взрываемых зарядов по всем блокам (по соизмеримым ступеням замедлений) и определять сейсмическое воздействие как от суммарного одновременно взрываемого заряда, так и от нескольких блоков, минимум от двух ступеней соседних блоков. По возможности, число одновременно взрываемых блоков следует сводить к минимуму.
Так же при взрывании донной части карьера необходимо учитывать, что вертикальная составляющая скорости сейсмических колебаний в 3 раза и более превышает горизонтальные составляющие, а ее влияние сказывается сильнее на встряхивание породного массива вышележащих уступов, особенно при их оттаивании, приводя к оползням. Поэтому взрывы в донной части карьера предпочтительно выполнять последовательно.
Если реальное отклонение замедлений от номинала превышает выбранный интервал замедлений между взрывами скважинных зарядов, то эти заряды взорвутся одновременно, что увеличит сейсмическое воздействие на массив. При расчетах схем взрывания интервалы замедления между взрывами начинаются от 4 мс. При проектировании взрывной сети в сложных условиях необходимо стремиться к большим интервалам замедлений или уменьшать удельную массу зарядов, у которых замедление между взрывами минимально.
Так же при взрывании длинных блоков основные напряжения в массиве действуют вдоль уступа, превосходя откалывающие напряжения, направленные в глубь карьера, в два раза и более на расстоянии 79-150 м от взрыва, поэтому откосы уступов с выбоинами будут разрушаться еще сильнее, в то время как ненарушенные уступы выдержат воздействие колебаний почвы без обрушения.
В работе Маловичко A.A., Дягилева P.A., Ипатова Ю.П., Маловичко Д.А., Шулакова Д.Ю., Баранова Ю.В. и др. [46] было установлено, что для применяемых на шахте схем взрывания и массе заряда ВВ, не превосходящей 35 кг, максимальный сейсмический эффект для изученных объектов достигает 0.49 см/с при величине приведенного расстояния 90 м/кг1/3. Этот уровень сейсмического воздействия примерно в 2 раза ниже значения допустимой векторной скорости Vxyz = 1 см/с, которая соответствует установленному критерию сейсмобезопасности для малоэтажных кирпичных зданий без антисейсмического усиления.
Расчет сейсмического эффекта, массы заряда ВВ, максимальной в группе, и безопасного расстояния при массовых взрывах в разрезе «Нерюнгринский»
Допустимая скорость колебаний зависит от назначения и состояния зданий и сооружений того или иного класса. Согласно общепринятой классификации зданий и сооружений для установления допустимых скоростей колебаний все охраняемые объекты делятся по степени ответственности на четыре класса [56]: I класс - особо ответственные здания и сооружения общегосударственного и республиканского значений, исторические и архитектурные памятники, ведение взрывных работ вблизи которых возможно лишь в исключительных случаях; II класс - сооружения промышленного назначения большой важности: трубы, здания цехов больших размеров, копры шахт, водонапорные башни и т.п. со сроком службы 20-30 лет; здания и сооружения гражданского назначения с большим скоплением людей, кинотеатры, дома культуры и т.п.; III класс - сооружения промышленного и служебного назначения сравнительно небольших размеров в плане и не выше трех этажей по высоте: механические мастерские, компрессорные, бытовые комбинаты и т.п.; здания гражданского назначения с небольшим скоплением людей, магазины, служебные помещения и т.п.; IV класс — здания промышленного и гражданского назначения с ценными и дорогостоящими машинами и приборами, нарушение которых не угрожает жизни и здоровью людей: складские помещения, экипировочные пункты для транспорта, здания автоматизированных холодильников, компрессорных установок и т.п.
Если в группе зданий находится несколько сооружений различных классов, то допустимая скорость принимается для наиболее важных зданий и сооружений или для наиболее нарушенных из них с тем, чтобы принятая скорость была минимальна.
Наиболее распространенным нарушением целостности зданий и сооружений при воздействии сейсмовзрывных колебаний является нарушение связей между отдельными конструктивными элементами. При этом большое значение имеет оценка деформационных свойств конструкционных материалов. Например, допустимая скорость колебаний в бетоне составляет 40-120 см/с. Для железобетона критическая скорость колебаний при однократном воздействии равна 130 см/с, при многократном нагружении -50 см/с. С учетом значительного осевого растяжения - 20 см/с. Нарушение связей между элементами конструкций зданий может происходить и при значительно меньших величинах скорости смещения.
Диапазон допустимых скоростей смещения в основании сооружений достаточно широк и в зависимости от конструктивных особенностей, состояния и назначения сооружения находится в пределах от 0,3 (волосяные трещины, осыпание побелки) до 18 см/с (повреждение конструктивных элементов здания). При этом установлено, что скорость смещения до 5 см/с ограничивает относительно безопасную зону, поскольку при больших скоростях отмечается образование трещин, растрескивание и падение штукатурки, раскрытие старых трещин и др.
При определении допустимых скоростей колебаний важно учитывать их частотный состав, поскольку волны различной частоты при равных значениях скорости смещения представляют опасность в неодинаковой степени. При частоте 10 Гц и более в элементах конструкции преобладают изгибпые и растягивающие напряжения, а при частотах 5-10 Гц имеют место оба типа нагрузки [37]. Длинные здания разбиваются обычно трещинами на отдельные блоки, что является следствием действия изгибающих усилий при разновременном колебании отдельных частей здания. Следовательно, при выборе допустимой скорости необходимо учитывать частоту колебаний или задаваться несколькими значениями скорости смещения для разных диапазонов частот.
Наряду с допустимой скоростью, для решения некоторых практических задач, необходимо введение предельной скорости колебаний, соответствующей граничным условиям сохранности зданий или сооружений. При возбуждении в массиве пород скорости колебаний выше допустимой, сохранность зданий носит вероятностный характер, реализация которого оценивается конструктивными особенностями здания. Тогда критической скоростью колебаний может быть названа такая предельно допустимая скорость, выше которой сохранность зданий и сооружений реализуется с вероятностью менее 0,5. Предельно допустимая скорость может быть принята в 2 раза выше допустимой. Ведение взрывных работ возможно лишь при допустимых скоростях колебаний, и только в отдельных случаях допускается однократное проведение взрывных работ при предельной скорости колебаний, причем в каждом случае ситуация должна оцениваться с учетом экономических факторов восстановления зданий и сооружений.
Строго говоря, понятие допустимой скорости неопределенно или, по крайней мере, оно должно специальным образом вводиться. Дело в том, что среднее или обычное здание - это схематизация. Место взрыва окружают здания, различающиеся мелсду собой конструктивными особенностями, прочностными характеристиками, возрастом, грунтами в основании, историей существования, интенсивностью эксплуатации, регулярностью ремонтных работ и пр. В зависимости от всех этих и других факторов для каждого здания свойственна определенная допустимая скорость.
Влияние многолетней мерзлоты и сезонного состояния горных пород на сейсмические эффекты от взрывов
Из полученных результатов статистической обработки экспериментальных и расчетных (по формуле 2.20) данных максимальной векторной скорости следует: абсолютная средняя арифметическая погрешность составила 0,072 см/с, относительная средняя арифметическая погрешность - 77%.
Однако, учитывая сложность сейсмических движений при взрывах, чем ближе к взрыву, тем значительнее роль объемных волн, тем сильнее влияние взрыва на характер движений (имеется в виду временные и амплитудные характеристики) и тем меньше сказывается среда. Чем дальше от взрыва, тем важнее поверхностные волны, тем существеннее влияние среды, ее строения.
Поэтому коэффициент пропорциональности К 1.5, являющийся коэффициентом сейсмичности, с помощью которого можно сравнивать между собой взрывы с разными зарядами и зарегистрированные на разных расстояниях, может служить в этой роли весьма условно и только при наличии достаточно представительного статистического набора данных, так как фактически его значение (таблица 2.6) изменяется в значительных пределах.
На практике формулу (2.13) используют не только для сосредоточенных зарядов, но и для рассредоточенных. В данном исследовании под рассредоточенным понимается серия (или поле) зарядов, размещенных каждый в своей скважине и взрываемых одновременно (т.е. рассредоточены в пространстве) [79, 37]. Пространство внутри поверхности, охватывающее все составляющие заряды, определяет размеры рассредоточенного заряда.
Применение формулы (2.13) в случае такого рассредоточенного заряда не имеет достаточных теоретических обоснований, поскольку такие заряды не могут характеризоваться только суммарной массой. Применение формулы (2.13) к рассредоточенному заряду в дальней зоне, приемлемо с тем условием, что разброс параметров К и показателя степени п при этом еще более увеличиваются. Поэтому для повышения достоверности оценки сейсмического эффекта, массы заряда ВВ, максимальной в группе, и безопасного расстояния при массовых взрывах, а также повышения эффективности буровзрывных работ, т.к. отмечалось выше, что скорости колебаний грунта в основании сооружений на площадке, определенные натурными наблюдениями на 77% меньше, чем определяемые по рассмотренной выше методике, что снижает эффективность БВР, возникла необходимость в разработке методики оценки сейсмического эффекта, массы заряда ВВ, максимальной в группе, и безопасного расстояния при массовых взрывах, учитывающей как природные, так и технологические факторы, влияющие на сейсмический эффект от взрывов.
Основным критерием оценки сейсмического действия взрыва в массиве горных пород является скорость колебаний (скорость смещения частиц грунта), которая в меньшей степени, чем амплитуда колебаний и ускорение, зависит от условий распространения волн. Она прямо пропорциональна разрушениям, возникающим при взрывах, определяет энергию сейсмических волн, позволяет полнее учитывать технологию применения взрывов в производственных условиях.
Для количественной оценки сейсмического действия взрывов в разрезе «Нерюнгринский» использовалась зависимость скорости, которая формируется в среде при взрыве заряда ВВ, в функции расстояния от места взрыва до пункта наблюдения и массы заряда ВВ: где к, п, Р - эмпирические коэффициенты, зависящие от условий взрывания и распространения сейсмовзрывных колебаний.
Теоретически зависимости подобного вида непосредственно учитывают всю совокупность параметров взрывных работ, влияющих на сейсмический эффект взрыва, такие, как конструктивные особенности заряда ВВ, параметры короткозамедленного взрывания и схемы инициирования, свойства пород и горно-геологические условия. При этом отклонение измеренных значений от аппроксимирующих зависимостей были весьма велики, что объясняется неизбежным и неконтролируемым изменением многих параметров взрывной отбойки.
Необходимо отметить, что даже для однородного месторождения распространение сейсмических волн каждый раз остается особым случаем, зависящим от всего чрезвычайно изменчивого комплекса горно-геологических и технологических условий. Поэтому для каждого конкретного месторождения необходимо установить факторы, оказывающие наибольшее влияние на сейсмический эффект взрыва.
Физико-механические свойства горного массива, а также структурно- текстурные особенности пород в основном определяют способ бурения, конструкцию и массу заряда взрывчатого вещества, параметры технологии буровзрывных работ.
Представление о влиянии свойств массива на сейсмический эффект взрыва основаны на анализе закономерностей, связывающих упругие и прочностные свойства горных пород с литологическим составом, пористостью, свойствами флюидов, заполняющих поры и трещины, неоднородностью и другими геологическими особенностями. Характеристики свойств массива горных пород Нерюнгринского месторождения приведены ниже.
Вскрышные породы Нерюнгринского месторождения в основном представлены разнозернистыми песчаниками и алевролитами, с преобладанием песчаников (до 80%). Алевролиты представлены крупными и средними разностями (таблица 3.1). Прочность горных пород, наряду с ее упругостью, являются основными показателями, которые характеризуют сопротивляемость породы разрушению [41].
Установление корреляционной связи максимальной векторной скорости смещения грунта от приведенной массы заряда, максимальной в группе
Расчет предельно-допустимого значения массы заряда ВВ в группе осуществляется на основании введенного пользователем расстояния до охраняемого объекта или при задании смещения и массы заряда ВВ в группе.
В данном случае значение смещения также определяется либо в соответствии с главой 2 данной работы, либо пользователем. Ввод расстояния до объекта производится в метрах в области «Расстояние до объекта, м.» в соответствующем поле (полях) для охраняемого объекта (объектов).
Все расчеты в программе выполняются по нажатию кнопки «Расчет». Результат вычислений в программе версии 1.5 приводится в поле вывода с указанием значений соответствующего смещения и допустимого минимального расстояния для охраняемых объектов, а также допустимости такой комбинации значений. Предназначен для установки следующих значений «по умолчанию»: 1. Точность вычислений (количество знаков после запятой). 2. Значение предельно-допустимой скорости смещений грунта, см/с для объектов: Обогатительная фабрика; Административно-бытовой комплекс; Автобаза технологического автотранспорта. 3. Ввода количества групп (М) взрывных скважин. При вызове данного пункта меню пользователю предоставляется возможность ввести пароль для доступа, что снижает вероятность несанкционированного изменения предельных значений скорости смещений грунта для охраняемых объектов. В случае ввода правильного пароля пользователю предоставляется доступ к окну «Сервис», в котором возможна коррекция значения указанных параметров. Пункт меню «Помощь» Данный пункт предназначен для вызова справочного руководства к программе и направлен на ознакомление пользователя с правилами работы с программой Пункт меню «О программе» Данный пункт предназначен для вызова окна «О программе» с целью ознакомления пользователя с версией программы и авторами. «Горячие» клавиши — вызов меню «Помощь»; Р9 — вызов меню «Сервис»; Б12 — вызов меню «О программе». Изменение пароля Для изменения пароля доступа в меню «Сервис» необходимо: Нажатием правой клавиши мышки на любой точке окна «Сервис» вызвать контекстное меню; В указанном меню выбрать пункт «Изменить пароль»; В появившемся диалоговом окне в первом (верхнем) поле ввести новый пароль, во втором (нижнем) ввести данный пароль повторно; Нажать кнопку «ОК». Теперь в последующие вызовы меню «Сервис» для доступа к окну изменения параметров необходимо будет вводить новый пароль. Блок схема программы "SeismPrognoz" приведена на рисунке 4.3. Таким образом, методика расчета максимальной векторной скорости смещения грунта, массы заряда, максимальной в группе, безопасного расстояния, общая масса приведенного заряда основана на использовании установленной зависимости (рисунок 4.1), выражающей связь массы заряда ВВ, максимальной в группе (рентах), и максимальной векторной скорости смещения грунта (иху2 ), и описана полиномом третей степени, данных о параметрах взрывов, инженерно-геологической информации и прикладной программы "SeismPrognozn Данная методика позволяет, не раскрывая сущности многочисленных факторов, влияющих на интенсивность сотрясений и устойчивость сооружений, выполнить расчет сейсмического воздействия взрывов. Учет влияния каждого отдельного фактора на интенсивность сотрясений позволил бы разработать более совершенные методы управления интенсивностью сотрясений, способствуя усовершенствованию буровзрывных работ. Однако вследствие статистической природы практически невозможно учесть их совместное влияние, не прибегая к помощи аппарата математической статистики и теории вероятностей, что в свою очередь ведет к идеализации моделей сейсмического воздействия взрывов на охраняемые объекты. Поэтому для условий «Нерюнгринского» разреза был выбран подход надежно статистически обеспеченных экспериментальных наблюдений скорости смещений грунта в основании зданий и перемещений конструкций зданий и сооружений, при массовых взрывах, установления корреляционных связей между данными параметрами и приведенной массой заряда, максимальной в группе, разработки прикладной программы "8е1$тРгоцпот!" для автоматизированного расчета сейсмического эффекта, массы заряда ВВ, максимальной в группе, и безопасного расстояния при массовых взрывах.
Тем не менее, факторы, рассмотренные в параграфах 3.1.3. и 3.1.4, учитываются при проектировании БВР по результатам исследований, полученных в работах [5, 6].
Технологический фактор (п. 3.21.), который вносит значимое влияние на сейсмический эффект от взрывов: «Влияния количества групп, скважин на сейсмический эффект массовых короткозамедленных взрывов» задается в рабочем окне программы "SeismPrognoz" при проектировании БВР для каждого конкретного блока. Данная методика утверждена управлением по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора по Республике Саха (Якутия) и внедрена
