PL169158B1

PL169158B1 - Sposób określania maksymalnej wielkości składowej przyśpieszenia drgań cząstek gruntu i budowli inżynierskich wywołanych urabianiem skał materiałem wybuchowym

Info

Publication number: PL169158B1
Application number: PL29676592A
Authority: PL
Inventors: Tadeusz Chrzan
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1992-11-25
Publication date: 1996-06-28
Also published as: PL296765A1

Abstract

Sposób określania maksymalnej wielkościskładowej przyspieszenia drgań cząstek gruntu i budowli inżynierskich wywołanych urabianiem skał materiałem wybuchowym, polegający na pomiarze składowych poziomych przespieszenia drgań w dwóch wzajemnie prostopadłych poziomych kierunkach pomiarowych, wywołanych detonacją materiału wybuchowego podczas urabiania skał oraz wyznaczeniu obliczeniowej wielkości przyspieszenia drgań i współczynników proporcjonalności dla każdego z dwóch wzajemnie prostopadłych względem siebie kierunków pomiarowych, a następnie wyznaczeniu maksymalnej wielkości składowej przyspieszenia drgań stanowiącej iloczyn największego współczynnika proporcjonalności i obliczeniowej wartości przyspieszenia drgań, znamienny tym, że dodatkowo wykonuje się pomiar kąta αpomiędzy 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 przyspieszenia drgań zmierzonych na danym kierunku pomiarowym do iloczynu obliczeniowej wartości przyspieszenia drgań i cosinusa kąta a, natomiast obliczeniową wartość przyspieszenia drgań wyznacza się jako iloraz 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.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób określania maksymalnej wielkości składowej przyśpieszenia drgań cząstek 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 USA 4 803 669 znany jest sposób pomiaru parametrów drgań sejsmicznych, który polega na jednoczesnym pomiarze kilku kątów pomiędzy linią źródeł drgań sejsmicznych czyli linią otworów a linią łączącą punkt pomiarowy ze źródłem drgań sejsmicznych czyli każdym kolejno odpalanym otworem. Kąt ten dla każdego otworu jest 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 przyspieszenia drgań cząstek gruntu i budowli inżynierskich wywołanych urabianiem skał materiałem wybuchowym polegający na tym, że na badanym terenie lub budowli inżynierskiej ustawia się czujnik do pomiaru składowej poziomej przyspieszenia 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 przyspieszenia drgań mierzona jest czujnikami pomiarowymi i rejestrowana przez rejestrator, do którego podłączone są czujniki pomiarowe. Następnie wyznacza się obliczeniową wielkość przyspieszenia drgań cząstek gruntu, którą stanowi stosunek całkowitej ilości materiału wybuchowego użytego do strzelania lub maksymalną ilość 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. Z kolei wyznacza się dla każdego z dwóch wzajemnie prostopadłych względem

169 158 siebie kierunków pomiarowych współczynnik proporcjonalności, który stanowi stosunek składowej przyspieszenia drgań zmierzony na danym kierunku do obliczeniowej wielkości przyspieszenia drgań. Maksymalną wielkość składowej przyspieszenia drgań dla danego ładunku materiału wybuchowego oraz odległości pomiędzy środkiem linii otworów z materiałem wybuchowym w miejscu strzelania a punktem pomiarowym i dla dowolnego kierunku pomiędzy linią otworów z materiałem wybuchowym w miejscu strzelania a punktem pomiarowy, wyznacza się z zależności, którą stanowi iloczyn największego współczynnika proporcjonalności i obliczeniowej wielkości przyspieszenia drgań.

Zasadniczą wadą dotychczas znanego sposobu jest brak możliwości określenia maksymalnej wielkości składowej przyspieszenia drgań cząstek gruntu i budowli inżynierskich zbliżonej do rzeczywistej wielkości tej składowej. Uzyskiwane dotychczas znanym sposobem wielkości składowej przyspieszenia drgań są przypadkowe, których wartości są nawet trzykrotnie mniejsze od wartości rzeczywistych. Określona na podstawie tak wyznaczonej wielkości składowej przyspieszenia 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 α 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 przyspieszenia drgań zmierzonej na danym kierunku pomiarowym do iloczynu obliczeniowej wielkości przyspieszenia drgań i cos a, a ponadto wyznacza się obliczeniową wielkość przyspieszenia 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 składowej przyspieszenia drgań z dużą dokładnością (błąd nie przekracza 30%), a więc zbliżonej do rzeczywistej wielkości tej składowej. Określona na podstawie tak wyznaczonej wielkości składowej przyspieszenia drgań strefa niebezpieczna względem drgań jest obarczona małym błędem, w rezultacie czego budowla inżynierska znajdująca się w strefie bezpiecznej nie ulaga uszkodzeniu lub zniszczeniu.

Przedmiot wynalazku objaśniony jest na przykładzie realizacji.

Sposób określania maksymalnej wielkości składowej przyspieszenia drgań według wynalazku ma następujący przebieg. W punkcie pomiarowym na badanym terenie ustawia się czujnik do pomiaru składowych przyspieszenia drgań w dwóch wzajemnie 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 a 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 przyspieszenia drgań na jednym kierunku pomiarowym wynosi 20 000//m/s², zaś na drugim kierunku pomiarowym wynosi 10 000//m/s2.

Następnie wyznacza się obliczeniową wielkość przyspieszenia drgań, którą stanowi stosunek pierwiastka kwadratowego z iloczynu całkowitej ilości materiału wybuchowego użytego do odstrzelenia bloku skalnego, tj. 454,5 kg i maksymalnej ilości materiału wybuchowego użytego na jeden zapalnik, tj. 114 kg do pierwiastka kwadratowego z odległości punktu pomiarowego od środka linii 8 otworów z materiałem wybuchowym w miejscu odstrzeliwania bloku skalnego, tj. 670 m. Tak wyznaczona obliczeniowa wielkość przyspieszenia drgań wynosi 8,8 //m/s2. Z kolei wyznacza się dla każdego z dwu wzajemnie prostopadłych względem siebie kierunków pomiaro4

169 158 wych współczynnik proporcjonalności, który stanowi stosunek składowej przyspieszenia drgań zmierzonej na danym kierunku pomiarowym do iloczynu obliczeniowej wielkości przyspieszenia drgań i cos 30°. Tak wyznaczony współczynnik proporcjonalności dla jednego kierunku pomiarowego wynosi 2620, a dla drugiego kierunku pomiarowego wynosi 2272. Maksymalna wielkość składowej przyspieszenia drgań dla danego kierunku pomiarowego stanowi iloczyn współczynnika proporcjonalności dla danego kierunku pomiarowego i obliczeniowej wielkości przyspieszenia drgań. Tak wyznaczona maksymalna wielkość składowej przyspieszenia drgań dla jednego kierunku pomiarowego wynosi 23 060 /zm/s², a dla drugiego kierunku pomiarowego wynosi 20 060 /zm/s2. Dla określenia strefy bezpiecznej względem drgań wywołanych zdetonowanym ładunkiem materiału wybuchowego bierze się pod uwagę największą wielkość składowej przyspieszenia drgań tj. 23 060 /zm/s2.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób określania maksymalnej wielkości składowej przyspieszenia drgań cząstek gruntu i budowli inżynierskich wywołanych urabianiem skał materiałem wybuchowym, polegający na pomiarze składowych poziomych przespieszenia drgań w dwóch wzajemnie prostopadłych poziomych kierunkach pomiarowych, wywołanych detonacją materiału wybuchowego podczas urabiania skał oraz wyznaczeniu obliczeniowej wielkości przyspieszenia drgań i współczynników proporcjonalności dla każdego z dwóch wzajemnie prostopadłych względem siebie kierunków pomiarowych, a następnie wyznaczeniu maksymalnej wielkości składowej przyspieszenia drgań stanowiącej iloczyn największego współczynnika proporcjonalności i obliczeniowej wartości przyspieszenia 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 przyspieszenia drgań zmierzonych na danym kierunku pomiarowym do iloczynu obliczeniowej wartości przyspieszenia drgań i cosinusa kąta a, natomiast obliczeniową wartość przyspieszenia drgań wyznacza się jako iloraz 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.