Особенности разработки мерзлых грунтов

Мерзлые грунты разрабатывают: взрывным способом, раз­личными механическими способами, оттаиванием (огнем, элект­рическим током, паром, водой и другими теплоносителями). При разработке мерзлых грунтов чаще всего имеют место следующие травмы рабочих: ушибы отлетающими кусками мерзлого грун­та, ожоги и поражения электрическим током, а также возможны поражения людей и разрушения зданий или сооружений воздуш­ной ударной волной.

В целях устранения опасности травмирования людей воздуш­ной ударной волной, возникающей при взрывных работах, люди должны быть выведены от места взрыва на расстояние, которое определяют по формуле

где q — вес взрываемого заряда ВВ в кг.

При рыхлении мерзлых грунтов при глубине промерзания от 0,5 до 3 м рекомендуется принимать: глубину шпура от 0,45 до 2,7 м (0,8—0,85 толщины мерзлого грунта); расстояние между зарядами от 0,8 до 1,6 м, между рядами от 0,6 до 1,3 м; вес за­ряда от 0,2 до 4 кг. Безопасное расстояние при действии воздушной волны будет от м до м. Однако в целях обеспечения безопасности «Едиными правилами безопасности при взрывных работах» рекомендуется выводить всех людей на расстояние не менее 200 м.

При рыхлении грунтов в непосредственной близости от зданий, сооружений и механизмов, находящихся в зоне разлета кусков грунта, а также в черте населенных пунктов, взрываемая пло­щадь должна быть прикрыта от разлета кусков грунта защит­ными матами, металлическими сетками или деревянными щи­тами.

Безопасные расстояния при действии воздушной ударной волны на здания определяют по формуле

,

где R_B — расстояние, на котором воздушная ударная волна взрыва теряет способность наносить поражения задан­ной интенсивности;

q — вес взрываемого заряда ВВ в кг;

Кв — коэффициент пропорциональности.

Кв принимается для пяти степеней интенсивности разрушений и условий взрыва: для зарядов на поверхности земли и при пол­ном отсутствии повреждений (1-я степень) Кв = 50 - 150; при случайном повреждении застекления (2-я степень) Кв = 20ч - 30; при полном разрушении застекления, частичном повреждении рам, дверей, нарушении штукатурки (3-я степень) Кв = 6 - 8; при разрушении внутренних перегородок, рам, дверей, сараев (4-я степень) Кв = 3 - 4; при проломе прочных кирпичных стен, повреждении железных дорог и мостов (5-я степень) Кв = 1,5.

Если склад ВВ обваловать землей, тогда коэффициент Кв принимают: для 1-й степени 10—50; для 2-й степени 10—15; для 3-й степени 3—5; для 4-й степени 1,5—2.

Пример. Определить безопасное расстояние от открытого склада на 200 кг ВВ до строительной площадки, где имеются санитарно-бытовые по­мещения.

Так как на строительной площадке работают люди, а поэтому даже при случайном повреждении стекол возможно травмирование людей, принимаем 1-ю степень безопасности (Кв =50) и определяем расстояние от территории строительной площадки до склада ВВ

м;

с учетом обвалования

м

При разрушении мерзлых грунтов ударной нагрузкой в це­лях предупреждения травмирования разлетающимися кусками грунта правилами безопасности не разрешается находиться лю­дям в радиусе 50 м от места работ.

Дальность разлета кусков мерзлого грунта весом до 1 кг можно определить по формуле канд. техн. наук Д. В. Коротеева

м

где — начальный угол разлета кусков мерзлого грунта, опре­деляется по формуле:

;

— угол направления падения клин-молота;

— начальная скорость разлета кусков грунта в м/сек.

По данным работ Д. В. Коротеева, при разрушении мел­кого песчаного грунта при температуре - 3,7° С и влажности w = 18,5% можно принимать от 10 до 21 м/сек в зависимости от угла направления, высоты падения и веса клина-молота, а также качества грунта (физико-механических свойств).

Значение можно определять по графику (рис. 22), состав­ленному по экспериментальным данным, полученным Д. В. Коротеевым.

Рис. 22. График изменения начальной скорости разлета кусков мерзлого грун­та весом до 1 кг при различных углах направления падения клин-молота ве­сом Р и высоте падения Н

1 – P = 1500 кг, H = 4 м; 2 — Р = 2500 кг, H = 5 м; 3 — Р = 3500 кг, Н - 5,5 м (грунт — пески влаж­ностью 18,5%, температура минус 3,7° С)

Пример. Определить максимальную дальность разлета кусков мерзлого песчаного грунта при разрушении клин-молотом весом Р = 3500 кг, падающим с высоты H = 5,5 м под углом к горизонту = 65°. Влажность грунта 18,5%, t = - 3,7^o С.

По графику (кривая 3 рис. 22) определяем = 23,6 м/сек.

Известно, что

Подставляя полученные числовые значения в формулу

получим

м

При = 80°: = 200 - 2,1 · 80 = 32°; sin 2 = 2 · 0,53 · 0,85 = 0,9; по графику (рис. 22) v₀ =13,1 м/сек.

м

Полученная расчетом максимальная дальность разлета кусков мерзлого грунта дает возможность установить границы опасной зоны.

Дата добавления: 2015-06-28