книги из ГПНТБ / Кутузов Б.Н. Взрывное и механическое разрушение горных пород учеб. пособие

Д ля описания кривой скорость — время можно использовать зависимость подобную зависимости (VI. 19)

Эпюры аг (R, t) позволяют определить импульс волны положи­ тельной фазы, приходящейся на единицу площади, или удельный импульс,

почти вся энергия преломится в соседнюю среду и, наоборот, если

При отбойке горной породы с помощью взрывных работ в резуль­ тате отражения волны конечной длительности от свободной поверх­ ности значительно возрастает область, в которой растягивающие напряжения достаточны для разрушения, т. е. создаются условия, при которых наблюдается явление многократного откола. Зона, где порода будет интенсивно дробиться в результате растягивающих

На границе раздела при отражении падающей волны сжатия возникает волна растяжения, которая начинает распространяться в обратном направлении. Эта волна будет алгебраически склады­ ваться с «хвостовой» частью волны сжатия и в некоторой точке даст результирующее растягивающее напряжение (рис. 54), возрастающее по мере распространения волны в глубь массива.

При достижении суммарным напряжением некоторого крити­ ческого значения, зависящего от свойств среды: происходит откол. Оставшаяся часть волны сжатия отражается от вновь образованной

рается на расстояние около 100Ло 3 .

Большинство промышленных взрывов производят на меньших глубинах заложения заряда. Приближение заряда к поверхности или увеличение веса заряда, что равносильно сокращению при­ веденной л. н. с , существенно меняет общий эффект разрушения. Это происходит благодаря возникновению растягивающих напря­ жений в области, прилегающей к свободной поверхности. Поскольку волна упругая, линейное отношение остается в силе для любой точки среды

°~r max — - „ .

где А — постоянная.

Е. И. Шемякин теоретически доказал, что затухание амплитуды волны деформации происходит в упругой среде обратно пропорци­ онально расстоянию в первой степени, а в среде с внутренним трением

обратно пропорционально величине Й2а ^ здесь а' = j — •

Следовательно, в средней зоне 1 •< а ' <С 2.

Знание упругих и прочностных свойств горных пород в условиях динамического нагружения позволяет определить радиус этой зоны.

§ 40. Кумулятивное действие взрыва

Если на торце заряда, прилегающего к объекту, сделать углубле­ ние конической или параболической формы, то разрушительное-

Под действием детонационной волны металлическая облицовка кумулятивной выемки движется к оси заряда (рис. 59). После этого-

облицовка делится на две части: из наружных слоев ее образуется пест, который не производит пробивного действия. Из внутренних слоев облицовки образуется кумулятивная струя металла, которая движется со скоростью 10—15 км/с, обеспечивая пробивание пре­ грады. Теория кумуляции разработана Г. И. Покровским, М. А. Лав­ рентьевым и другими учеными. При движении материала к центру слева от узла (точка О) образуется пест, справа — кумулятивная струя (рис. 60). По мере обжатия облицовки узел будет переме­ щаться в направлении распространения детонации со скоростью vy. В подвижной системе координат, скрепленной с узлом, материал оболочки будет «втекать» со скоростью г?' и с этой же скоростью вытекать из узла в струю и пест. По отношению к неподвижной системе координат скорость струи равна vc = vy + v', а скорость песта vn = vy — v'. Считая материал несжимаемым и применяя

большей скоростью; чем меньше угол а, тем больше скорость струи. В пределе а -»- 0; vc-*-2vK.

При столкновении тяжелой струи металла с преградой разви­ ваются давления до сотен тысяч атмосфер, при которых даже самые

прочные металлы текут, что позволяет использовать для расчетов гидродинамическую теорию. Деформируемый кумулятивной струей материал преграды начинает растекаться в радиальных направле­ ниях, образуя углубляющееся отверстие. В целом картина весьма похожа на проникание струи жидкости под поверхность водоема. Предположим струя длиной 1С и плотностью рс движется со скоростью vz (рис. 61). Точка А перемещается в глубь среды со скоростью vM до тех пор, пока струя не израсходуется. Продолжительность дей­

Таким образом глубина пробивания пропорциональна длине струи и корню квадратному из отношения плотностей струи и пре­ грады. Наибольшая глубина пробивания получается в том случае, если заряд находится на некотором расстоянии от преграды. Рас­ стояние от заряда до преграды, обеспечивающее максимальную про­ бивную способность, условно называют ф о к у с н ы м р а с с т о я ­

ни е м .

§41. Разрушение горных пород при серийном взрывании

При встрече напряжений ах и а2 от соседних зарядов, взрыва­ емых одновременно, напряженное состояние среды резко меняется.

Рассматривая элемент среды, выделенный из массива на линии (рис. 62), соединяющей соседние заряды № 1 и 2, видим, что в напра­ влении, перпендикулярном линии между зарядами, действуют уве­ личенные по величине по сравнению с одиночным взрыванием растя­ гивающие напряжения. Это вызывает усиленное действие взрыва