Действие заряда в среде и методика расчета

Для разрушения (взрывания) горных пород и других объектов применяются заряды ВВ.
Заряды различаются:
по положению — наружный (накладной), внутренний;
по форме — сосредоточенный (имеющий форму куба, шара, цилиндра или параллелепипеда, длина которого не превышает утроенную величину его диаметра), удлиненный;
по конструкции — сплошной, рассредоточенный (отдельные части разделены промежутками из воздуха, воды, породы и т. п.),
по характеру действия — заряд камуфлета (не проявляющий видимого действия на поверхности), заряд рыхления (вызывающий рыхление породы), заряд выброса (вызывающий дробление и выброс породы).
В зависимости от характера проявления действия взрыва на окружающую среду условно выделяются четыре зоны действия взрыва заряда ВВ (рис. 43): сжатия, выброса, трещиноватости (рыхления), сотрясения.

В зоне сжатия (вблизи заряда) сказываются максимальное действие заряда на среду и, как следствие, сильное ее измельчение.
В зоне выброса порода дробится на отдельные куски и при наличии свободного выхода на поверхность отбрасывается на некоторое расстояние от места взрыва.
В области зоны трещиноватости действие взрыва проявляется лишь в образовании трещин и разрыхлении породы без перемещения одних частей по отношению к другим.
В зоне сотрясения действие взрыва проявляется лишь в форме колебаний без каких-либо нарушений связи между частицами.
При производстве взрывных работ практическое значение имеют, по существу, только три ближайшие к центру действия взрыва сферы, составляющие общую сферу разрушения, радиус которой называется радиусом действия взрыва.
При взрыве одиночного заряда, расположенного от открытой поверхности на некоторой глубине, равной примерно радиусу сферы выброса, часть среды, окружающей заряд ВВ, будет раздроблена и выброшена на поверхность, образуется углубление, называемое воронкой взрыва (см. рис. 43). Различают следующие элементы воронки взрыва: линию наименьшего сопротивления W, радиус воронки взрыва r, радиус действия взрыва заряда R, показатель действия взрыва n.
Показатель действия взрыва есть частное от деления радиуса воронки взрыва r на линию наименьшего сопротивления W, т. е. n=r/W.
Заряды ВВ, образующие воронки взрыва, называются зарядами выброса.
Воронки или заряды выброса в зависимости от величины показателя действия взрыва подразделяются:
нормального выброса при n=1, r=W;
усиленного выброса при n>1, r>W;
уменьшенного выброса при n<1, rзаряд рыхления при n≤0,75.
Величина заряда определяется количеством энергии, необходимым для разрушения и перемещения породы.
Первые расчетные формулы определения величины заряда Q (кг) выведены на основе теории пропорциональности расходуемой энергии взрыва объему разрушаемой породы и имеют обший вид

где q — удельный расход ВВ на 1 м3 породы в массиве, кг; V — объем взрываемой породы, м3; f(n) — функция показателя действия взрыва, учитывающая изменение удельного расхода ВВ в зависимости от глубины заложения заряда и угла раствора воронки взрыва.
При n=1 объем воронки (нормального выброса)

где qн — расчетный удельный расход ВВ.
В дальнейшем в качестве стандарта была принята коническая воронка, так как независимо от формы воронки будет иметь место равенство:

На основе экспериментальных работ М. М. Фроловым было установлено, что формула функции показывает действия взрыва

где А+В=1
Таким образом,

На основе формулы М. М. Фролова М. М. Вересковым выведено, что функция

а общая масса заряда выброса с учетом найденного значения f(n)

---