PL169129B1

PL169129B1 - Sposób określania maksymalnej wielkości składowej prędkości drgań cząstek gruntu i budowli inżynierskich wywołanych urabianiem skał materiałem wybuchowym

Info

Publication number: PL169129B1
Application number: PL29676492A
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: PL296764A1

Abstract

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

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób określania maksymalnej wielkości składowej prędkości 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 j ednoczesnym pomiarze kilku kątów pomiędzy linią źródeł drgań sejsmicznych czyli linia otworów a lini^ łączącą punkt pomiarowy ze źródeł 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 lini równoległej do lini źródeł drgań sejsmicznych.

Znany jest także sposób określania maksymalnej wielkości składowej prędkości 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 pomiarów poziomej prędkości drgań w dwóch wzajemnie prostopadłych poziomych kierunkach pomiarowych. Jeden kierunek leży na lini łączącej środki lini 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 prędkości drgań mierzona jest czujnikami pomiarowymi i rejestrowana przez rejestrator, do którego podłączone są czujniki pomiarowe. Następnie wyznacza się obliczeniową wielkość prędkości 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

169 129 pomiarowego do 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 prędkości drgań zmierzony na danym kierunku do obliczeniowej wielkości prędkości drgań. Maksymalną wielkość składowej prędkości 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 linia otworów z materiałem wybuchowym w miejscu strzelania a punktem pomiarowym, wyznacza się z zależności, którą stanowi iloczyn największego współczynnika proporcjonalności i obliczeniowej wielkości prędkości drgań.

Zasadniczą wadą dotychczas znanego sposobu jest brak możliwości określenia maksymalnej wielkości składowej prędkości drgań cząstek gruntu i budowli inżynierskich zbliżonej do rzeczywistej wielkości tej składowej. Uzyskiwane dotychczas znanym sposobem wielkości składowej prędkości drgań są przypadkowe, których wartości są nawet trzykrotnie mniejsze od rzeczywistych wartości. Określona na podstawie tak wyznaczonej wielkości składowej prędkości 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 matariałem wybuchowym, przy czym kąt α uwzględnia się we współczynniku proporcjonalności, który stanowi stosunek składowej prędkości drgań zmierzonej na danym kierunku pomiarowym do iloczynu obliczeniowej wielkości prędkości drgań i cos α, aponadto wyznacza się oblicz^i^<^'w^ wielkość prędkości 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 prędkości drgań z dużą dokładnością (błąd nie przekracza 30%), a więc zbliżonej do rzeczywistej wielkości tej składowej. Określona na podstawie tak wyznaczonej wielkości składowej prędkości 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 prędkości drgań według wynalazku ma następujący przebieg. W punkcie pomiarowym na badanym terenie ustawia się czujniki do pomiaru składowych prędkości 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 liniąprzechodzącą 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 670m. 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 prędkości drgań na jednym kierunku pomiarowym wynosi 200 pm/s, a na drugim 100 pm/s. Następnie wyznacza się obliczeniową wielkość prędkości drgań, którą stanowi stosunek pierwiastka kwadratowego z iloczynu całkowitego 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.

169 129

Tak wyznaczona obliczeniowa wielkość prędkości drgań wynosi 8,8 pm/s. Z kolei wyznacza się dla każdego z dwóch wzajemnie prostopadłych względem siebie kierunków pomiarowych współczynnik proporcjonalności, który stanowi stosunek składowej prędkości zmierzony na danym kierunku pomiarowym do iloczynu obliczeniowej wielkości prędkości drgań i cos 30°. Tak wyznaczony współczynnik proporcjonalności dla jednego kierunku pomiarowego wynosi 26,2 a dla drugiego kierunku pomiarowego wynosi 22,8. Maksymalną wielkość składowej prędkości drgań dla danego kierunku pomiarowego stanowi iloczyn współczynnika proporcjonalności dla danego kierunku pomiarowego i obliczeniowej wielkości prędkości drgań. Tak wyznaczona maksymalna wielkość składowej prędkości drgań dla jednego kierunku pomiarowego wynosi 230,6 pm/s, a dla drugiego kierunku pomiarowego 200,6 pm/s. Dla określenia strefy bezpiecznej względem drgań wywołanych zdetonowanych ładunkiem materiału wybuchowego bierze się pod uwagę największą wielkość składowej prędkości drgań. tj. 230,6 pm/s.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób określania maksymalnej wielkości składowej prędkości drgań cząstek gruntu i budowli inżynierskich wywołanych urabianiem skał materiałem wybuchowym, polegający na pomiarze składowych poziomych prędkości drgań w dwóch wzajemnie prostopadłych poziomych kierunkach pomiarowych, wywołanych detonacją materiału wybuchowego podczas urabiania skał oraz wyznaczeniu obliczeniowej wielkości prędkości drgań i współczynników proporcjonalności dla każdego z dwóch wzajemnie prostopadłych względem siebie kierunków pomiarowych, a następnie wyznaczeniu maksymalnej wielkości składowej prędkości drgań stanowiącej iloczyn największego współczynnika proporcjonalności i obliczeniowej wartości prędkości 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 lini otworów z materiałem wybuchowym, przy czym kąt α uwzględnia się we współczynniku proporcjonalności, który stanowi stosunek składowej prędkości drgań zamierzonych na danym kierunku pomiarowym do iloczynu obliczeniowej wartości prędkości drgań i cosinusa kąta α, natomiast, obliczeniową wartość prędkości 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 lini otworów z materiałem wybuchowym w miejscu odstrzeliwania bloku skalnego.