PL169137B1 - Sposób określania maksymalnej wielkości składowej amplitudy drgań cząstek gruntu i budowli inżynierskich wywołanych urabianiem skał materiałem wybuchowym - Google Patents

Abstract

Sposób określania maksymalnej wielkości składowej amplitudy drgań cząstek gruntu i budowli inżynierskich wywołanych urabianiem skał materiałem wybuchowym, polegający na pomiarze składowychpoziomychamplitudy drgańwdwóchwzajemnieprostopadłychpoziomych kierunkachpomiarowych,wywołanychdetonacjąmateriiduwyuuchoweoopodczas,urabaaiua sa^ł oraz wyznaczeniu obliczeniowej wielkości amplitudy drgań i współczynnikówproporcjonalności dla każdego z dwóch wzajemnie prostopadłych względem siebie kierunków pomiarowych, a następnie wyznaczeniu maksymalnej wielkości składowej amplitudy drgań stanowiącej iloczyn największego współczynnika proporcjonalności i obliczeniowej wartości amplitudy drgań, znamienny tym, że dodatkowo wykonuje się pomiar kąta α pomiędzy linią otworów wypełnionych materiałem wybuchowym w miejscu odstrzeliwanego bloku skalnego a linią p^^echi^t^izącjąprzez punkt pomiarowy i środek linii otworówzmateriałem wybuchowym, przy czym kąt α uwzględnia,się we współczynniku proporcjonalności, który stanowi stosunek składowej amplitudy drgań zmierzonychna danym kierunku pomiarowym do iloczynu obliczeniowej wartości amplitudy drgań i cosinusa kąta α, natomiast obliczeniowąwartość amplitudy drgań wyznacza się jako iloraz pierwiastka kwadratowego z iloczynu całkowitej ilości materiału wybuchowego użytego do strzelania i maksymalnej ilości materiału wybuchowego użytego najeden zapalnik do pierwiastka kwadratowego z odległości punktupomiarowego od środka linii otworówzmateriałem wybuchowym w miejscu odstrzeliwaniabloku skalnego.

Description

Sposób określania maksymalnej wielkości składowej amplitudy drgań cząstek gruntu i budowli inżynierskich wywołanych urabianiem skał materiałem wybuchowym. Przedmiotem wynalazku jest sposób określania maksymalnej wielkości składowej amplitudy drgań cząsteczek gruntu i budowli inżynierskich wywołanych urabianiem skał materiałem wybuchowym, mający zastosowanie w górnictwie odkrywkowym dla określenia stopnia zagrożenia budowli inżynierskich oraz określenia strefy bezpiecznej względem tych drgań.

Z opisu patentu nr US 4 803 669 znany jest sposób pomiaru parametrów drgań sejsmicznych, który polega na jednoczesnym pomiarze kilku kątów pomiędzy linią źródłem drgań sejsmicznych czyli linią otworów a linią łączącą punkt pomiarowy ze źródłem drgań sejsmicznych czyli każdym kolejno odpalanym otworem. Kąt ten dla każdego otworuj est inny przy czym punktów pomiarowych jest trzy i umieszczone są one na linii równoległej do linii źródeł drgań sejsmicznych.

Znany jest także sposób określania maksymalnej wielkości składowej amplitudy drgań cząstek gruntu i budowli inżynierskich wywołanych urabianiem skał materiałem wybuchowym polegający na tym, że na badanym terenie lub budowli inżynierskiej ustawia się czujniki do pomiaru składowej poziomej amplitudy drgań w dwóch wzajemnie prostopadłych poziomych kierunkach pomiarowych. Jeden kierunek leży na linii łączącej środek linii otworów napełnionych materiałem wybuchowym w miejscu odstrzeliwanego bloku skalnego z punktem pomiarowym umieszczonym na badanym terenie lub budowli inżynierskiej. Po zdetonowaniu materiału wybuchowego drgania gruntu w postaci fali sejsmicznej przechodzą na badany teren lub budowlę inżynierską, a wielkość dwu składowych poziomych amplitudy drgań mierzona jest czujnikami pomiarowymi i rejestrowana przez rejestrator, do którego podłączone są czujniki pomiarowe. Następnie wyznacza obliczeniową wielkość amplitudy drgań cząstek gruntu, którą stanowi stosunek całkowitej ilości materiału wybuchowego użytego do strzelania lub maksymalną ilość materiału

169 137 wybuchowego użytego na jeden zapalnik do pierwiastka kwadratowego z odległości punktu pomiarowego od środka linii otworów z materiałem wybuchowym w miejscu odstrzeliwania bloku skalnego. Z kolei wyznacza się dla każdego z dwóch wzajemnie prostopadłych względem siebie kierunków pomiarowych współczynnik proporcjonalności, który stanowi stosunek składowej amplitudy drgań zmierzony na danym kierunku do obliczeniowej wielkości amplitudy drgań. Maksymalną, wielkość składowej amplitudy drgań dla danego ładunku materiału wybuchowego oraz odległości pomiędzy środkiem linii otworów z materiałem wybuchowym w miejscu strzelenia a punktem pomiarowym i dla dowolnego kierunku pomiędzy linią z materiałem wybuchowym w miejscu strzelania a punktem pomiarowym wyznacza się z zależności, którą stanowi iloczyn największego współczynnika proporcjonalności i obliczeniowej wielkości amplitudy drgań.

Zasadniczą wadą dotychczas znanego sposobu jest brak możliwości określenia maksymalnej wielkości składowej amplitudy drgań cząstek gruntu i budowli inżynierskich zbliżonej do rzeczywistej wielkości tej składowej. Uzyskiwane dotychczas znanym sposobem wielkości składowej amplitudy drgańsąprzypadkowe, których wartości sąnawet trzykrotnie mniejsze od rzeczywistych wartości. Określona na podstawie tak wyznaczonej wielkości składowej amplitudy drgań strefa niebezpieczna względem drgań wywołanych zdetonowanym materiałem wybuchowym jest obarczona takim samym dużym błędem, w rezultacie czego budowla inżynierska znajdująca się w strefie rzekomo bezpiecznej ulega uszkodzeniu lub zniszczeniu.

Istota wynalazku polega na tym, że dodatkowo wykonuje się pomiar kąta a pomiędzy linią otworów z materiałem wybuchowym w miejscu odstrzeliwania bloku skalnego a linią przechodzącą przez punkt pomiarowy i środek linii otworów z materiałem wybuchowym, przy czym kąt α uwzględnia się we współczynniku proporcjonalności, który stanowi stosunek składowej amplitudy drgań zmierzonej na danym kierunku do iloczynu obliczeniowej wielkości amplitudy drgań i cos α, a ponadto wyznacza się obliczeniową wielkość amplitudy drgań, którą stanowi stosunek pierwiastka kwadratowego z iloczynu całkowitej ilości materiału wybuchowego użytego do strzelania i maksymalnej ilości materiału wybuchowego użytego na jeden zapalnik do pierwiastka kwadratowego z odległości punktu pomiarowego od środka linii otworów z materiałem wybuchowym w miejscu odstrzeliwania bloku skalnego.

Zasadniczą zaletą sposobu według wynalazku jest określenie maksymalnej wielkości amplitudy drgań z dużądokładnością(błąd nie przekracza 3 0%), a więc zbliżonej do rzeczywistej wielkości tej składowej. Określona na podstawie tak wyznaczonej wielkości składowej amplitudy drgań strefa niebezpieczna względem drgań jest obarczona małym błędem, w rezultacie czego budowla inżynierska znajdująca się w strefie bezpiecznej nie ulega uszkodzeniu lub zniszczeniu.

Przedmiot wynalazku objaśniony jest na przykładzie realizacji.

Sposób określania maksymalnej wielkości składowej amplitudy drgań według wynalazku ma następujący przebieg. W punkcie pomiarowym na badanym terenie ustawia się czujniki do pomiaru składowych amplitudy drgań w dwóch wzajamnie prostopadłych względem siebie poziomych kierunkach pomiarowych, przy czym jeden kierunek leży na linii łączącej środek linii 8 otworów z materiałem wybuchowym w miejscu odstrzeliwania bloku skalnego z punktem pomiarowym. Kąt α pomiędzy linią 8 otworów z materiałem wybuchowym a linią przechodzącą przez punkt pomiarowy i środek linii 8 otworów z materiałem wybuchowym wynosi 30°. Odległość punktu pomiarowego od środka linii 8 otworów z materiałem wybuchowym wynosi 670 m. Do odstrzelenia bloku granitu stosuje się 454,5 kg materiału wybuchowego, który umieszcza się w 8 otworach, przy czym maksymalna ilość materiału wybuchowego użytego na jeden zapalnik wynosi 114 kg. Po zdetonowaniu materiału wybuchowego drgania gruntu w postaci fali sejsmicznej przechodzą na badany teren, a zmierzona wielkość składowej amplitudy drgań na jednym kierunku pomiarowym wynosi 20 pm, zaś na drugim kierunku pomiarowym wynosi ł0 pm. Następnie wyznacza się obliczeniową wielkość amplitudy drgań, którą stanowi stosunek pierwiastka kwadratowego z iloczynu całkowitej ilości materiału wybuchowego użytego do odstrzelenia bloku skalnego, tj. 454,5 kg i maksymalnąilość materiału wybuchowego użytego na jeden zapalnik, tj. 114 kg do pierwiastka kwadratowego z odległości punktu

1659137 pomiarowego od środka linii 8 otworów z materiałem wybuchowym w miejscu odstrzeliwania bloku skalnego, tj. 679 m. Tak wyznaczona obliczeniowa wielkość amplitudy drgań wynosi 8,8 pm. Z kolei wyznacza się dla każdego z dwóch wzajemnie prostopadłych względem siebie kierunków pomiarowych współczynnik proporcjonalności, który stanowi stosunek składowej amplitudy zmierzonej na danym kierunku pomiarowym do iloczynu obliczeniowej wielkości amplitudy drgań i cos 30°. Tak wyznaczony współczynnik proporcjonalności dla jednego kierunku pomiarowego wynosi 2,62 a dla drugiego kierunku pomiarowego 2,28. Maksymalna wielkość składowej amplitudy drgań dla danego kierunku pomiarowego stanowi iloczyn współczynnika proporcjonalności dla każdego kierunku pomiarowego i obliczeniowej wielkości amplitudy drgań. Tak wyznaczona maksymalna wielkość składowej amplitudy dla jednego kierunku pomiarowego wynosi 23,1 pm, a dla drugiego 20,05 pm. Dla określenia strefy bezpiecznej względem drgań wywołanych zdetonowanym materiałem wybuchowym bierze się pod uwagę największą wielkość składowej amplitudy drgań tj. 23,1 pm.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób określania maksymalnej wielkości składowej amplitudy drgań cząstek gruntu i budowli inżynierskich wywołanych urabianiem skał materiałem wybuchowym, polegający na pomiarze składowych poziomych amplitudy drgań w dwóch wzajemnie prostopadłych poziomych kierunkach pomiarowych, wywołanych detonacją materiału wybuchowego podczas, urabiania skał oraz wyznaczeniu obliczeniowej wielkości amplitudy drgań i współczynników proporcjonalności dla każdego z dwóch wzajemnie prostopadłych względem siebie kierunków pomiarowych, a następnie wyznaczeniu maksymalnej wielkości składowej amplitudy drgań stanowiącej iloczyn największego współczynnika proporcjonalności i obliczeniowej wartości amplitudy drgań, znamienny tym, że dodatkowo wykonuje się pomiar kąta α pomiędzy linią otworów wypełnionych materiałem wybuchowym w miejscu odstrzeliwanego bloku skalnego a linią przechodzącą przez punkt pomiarowy i środek linii otworów z materiałem wybuchowym, przy czym kąt α uwzględnia się we współczynniku proporcjonalności, który stanowi stosunek składowej amplitudy drgań zmierzonych na danym kierunku pomiarowym do iloczynu obliczeniowej wartości amplitudy drgań i cosinusa kąta α, natomiast obliczeniowąwartość amplitudy drgań wyznacza sięjako iloraz pierwiastka kwadratowego z iloczynu całkowitej ilości materiału wybuchowego użytego do strzelania i maksymalnej ilości materiału wybuchowego użytego najeden zapalnik do pierwiastka kwadratowego z odległości punktu pomiarowego od środka linii otworów z materiałem wybuchowym w miejscu odstrzeliwania bloku skalnego.