Методика расчёта газопроницаемого эластичного укрытия из упругих элементов

Надёжная работа газопроницаемого укрытия из изношенных автомобильных шин зависит от его массы и целостности связей, соединяющих шины в единый эластичный мат. Расчёт укрытия заключается в определении необходимой массы укрытия, которая обеспечит его подброс при взрыве не более чем на заданную высоту, и определении диаметра соединительных элементов. Диаметр соединительных элементов подбирают по наибольшим значениям сил натяжения, воспринимаемым связями.

Рассмотрим методику расчёта таких укрытий на примере расчёта укрытия для массового взрыва, проведённого 12.04.07 при сооружении выемки на строящейся федеральной автодороге «Амур». Экспериментальный блок имел 32 скважины диаметром 110 мм и глубиной 6 м (рис. 4.20). Длина заряда — 2,3 м при массе 18,6 кг, забойка засыпная длиной 3,0 м. Укрытие шинами от БелАЗа, массой около 280 кг. Подброс укрытия должен быть не более чем на 4 м.

Определение расчётной массы укрытия

Расчёт проводится в четыре этапа.

1. Начальная скорость укрытия, при которой подброс произойдёт не более чем на заданную высоту И_р = 4 м.

2. Ударный импульс, действующий на укрытие от одной скважины удлинённого заряда с засыпной забойкой S% = 9,72×10³ кг м/с. Всего на блоке 32 скважины в три ряда, крайние находятся на расстоянии 2 .и от бровки уступа, т. е. имеют дополнительную свободную поверхность, значит для 21 скважины поправочный коэффициент к^ = 0,3. Кроме этого, уступ со стороны посёлка дополнительно пригружен шинами, следовательно, для И скважин коэффициент к₂ умножаем на к_п =1,1. Коэффициент, учитывающий влияние забойки для всех скважин равен 1, т. к. забойка засыпная. Окончательно получим.

3. Расчётная масса укрытия

4. Число шин п_ш укрытия

Для того чтобы укрытие подбросило не более, чем на 4 м, необходимо уложить 61 шину, из них 32 шины на каждую скважину и 15 дополнительных шин со стороны охраняемого объекта (посёлка). Укрытие на четвёртом экспериментальном взрыве 12.04.07. состояло из 52 шин (общая масса уложенных шин составила около 14,5 т), в т. ч. на скважинах блока — 32 шины (масса около 9 т). Укрытие было подброшено на высоту 3,8 м.

Экспериментальный взрыв показал, что даже при массе укрытия ниже расчётной подброс укрытия не превышает допустимой высоты, это связано с тем, что расчёт производится для наиболее жёстких условий. Во всех случаях при расчёте берутся наиболее худшие и неблагоприятные условия — наибольшее (а не среднее) значение ударного импульса, наибольшие значения поправочных коэффициентов и т. д. Все это гарантированно обеспечивает безопасность взрывных работ под укрытием.

Определение диаметра соединительных связей

Согласно теоретическим и экспериментальным исследованиям для укрытий при массовых взрывах наибольшее значение силы натяжения в данном укрытии, будет в связях между крайними шинами и шинами, находящимися на откосе. Сила натяжения в этих связях определяется из условия предельного равновесия по формуле (3.51) и для скальных горных пород с углом откоса (р^ = 80° равна 2,95 кН (для одной дополнительной шины на откосе в каждом поперечном ряду). Диаметр соединительных элементов подбирается так, чтобы предельное динамическое сопротивление связи на разрыв было не меньше 2,95 кН. Так, при соединении канатом диаметр его должен быть > 8,3 мм, разрывная нагрузка 34, 8 кН.