4.4. Запитання для самоперевірки.

1. Для чого потрібно знати частотні характеристики каналу?

2. Які параметри реєструються в експерименті?

3. Які параметри визначають тиск, записаний датчиком?

4. Опишіть послідовність виконання експерименту.

5. Як досягається достовірність даних експерименту?

Лабораторна робота № 5 Вивчення впливу набивки на динамічні параметри хвилі напружень

5.1. Мета роботи: Провести порівняльний аналіз ефективності руйнування порід вибухом заряду без набивки та з набивкою різних типів.

5.2. Теоретичні відомості [3, 4]. Одним з елементів, що впливають на повноту використання енергії вибуху та на тривалість прикладання вибухового навантаження, а отже, і на параметри поля напружень в середовищі та характер його руйнування, є набивка.

Як показують дослідження, присутність високих пікових амплітуд напружень призводить до небажаного переподрібнення породи, в той час як збільшення тривалості прикладання навантаження позитивно відбивається на характері подрібнення та об'ємі підірваної гірської маси.

Час розширення зарядної порожнини при вибуху визначається як вихідними характеристиками середовища, так і енергією заряду ВР [ ]:

, (5.1)

де r_n - кінцевий радіус порожнини; E_ВР - енергія заряду, ρ - щільність середовища; c - швидкість хвилі напружень в середовищі; σ_р - напруження руйнування породи при одноосному стисненні.

Як виходить з наведеної залежності, збільшення енергії заряду подовжує час дії продуктів вибуху на гірську породу. В разі відсутності набивки заряд ВР має контакт з атмосферою, частина газів втрачається, тиск продуктів детонації (ПД) швидко падає до атмосферного, тобто зменшується час дії ПД на масив. При наявності набивки та відсутності виходу тріщин на поверхню (камуфлет) тиск газів падає від максимального до певного квазістатичного, час дії ПД на масив подовжується.

Отже, основне призначення набивки – це збільшення корисно використовуваної частини енергії ВР.

Крім того, надійна набивка попереджає викидання газів в атмосферу через устя зарядної камери, що забезпечує:

відсутність руйнування устя камери (шпура, свердловини) та неконтрольоване розкидання окремих продуктів вибуху;

більш повну реакцію продуктів вибуху в камері заряду, зменшення кількості отруйних газів, що викидаються в атмосферу після руйнування масиву.

5.3. Експеримент. Для експериментальних вибухів готується ємкість з певною кількістю зволоженого піску, в якому в процесі засипання встановлюють два датчики напружень та прискорень. Обидва датчики встановлюються на фіксованій відстані від місця розташування «заряду».Результат вибуху оцінюється за параметрами імпульсу напружень та за величиною прискорення часток масиву.

В якості набивки застосовується вода, пісок та цементна суміш, що швидко твердіє. Швидкодіюча набивка може бути виготовлена шляхом введення в піщано-цементну суміш рідкого скла або алебастру. Модель, яка імітує заряд, являє собою високоомний місток розжарення - провідник, що підривається у поліетиленовій оболонці з водою від струму напругою близько 380 V (рис.5.1).

Рис. 5.1. Схема експерименту: 1- піщаний блок; 2 - "заряд"; 3 - вода; 4 - проводи; 5 - набивка; 6 - датчик напружень; 7 - датчик прискорень; 8 - оболонка; 9, 10 - отвори під датчики

Експеримент виконується без набивки та тричі з набивкою:

1. З водяною набивкою. Вода заповнює весь об’єм поліетиленової оболонки-трубки;

2. З піщаною набивкою у воді;

3. З твердою набивкою.

В кожному експерименті вимірюються параметри хвилі напружень (амплітуда, час приходу імпульсу, час позитивної фази головної частини імпульсу) та прискорення (амплітуда). Користуючись відомими графіками тарировки датчиків, заносяться істині значення вимірюваних параметрів (табл. 5.1).

Таблиця 5.1. Значення вимірювальних параметрів

Умови підривання	Параметри хвилі напружень						Амплітуда прискорення
	амплітуда		tн		t		мм	1/с2
	мм	мПа	мм	мс	мм	мс
Без набивки
З водяною набивкою
З піщаною набивкою
З набивкою твердою